JP7836801B2 - Resin compositions, cured products, laminates, methods for manufacturing cured products, and semiconductor devices, and compounds - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂組成物、硬化物、積層体、硬化物の製造方法、及び、半導体デバイス、並びに、化合物に関する。This invention relates to resin compositions, cured products, laminates, methods for producing cured products, semiconductor devices, and compounds.
ポリイミド等の環化樹脂は、耐熱性及び絶縁性等に優れるため、様々な用途に適用されている。上記用途としては、特に限定されないが、実装用の半導体デバイスを例に挙げると、絶縁膜や封止材の材料、又は、保護膜としての利用が挙げられる。また、フレキシブル基板のベースフィルムやカバーレイなどとしても用いられている。Cyclic resins such as polyimide are used in a variety of applications due to their excellent heat resistance and insulation properties. While not limited to these applications, examples in semiconductor devices for packaging include their use as insulating films, encapsulants, or protective films. They are also used as base films and coverlays for flexible substrates.
例えば上述した用途において、ポリイミド等の環化樹脂は、ポリイミド等の環化樹脂、及び、環化樹脂の前駆体の少なくとも一方を含む樹脂組成物の形態で用いられる。
このような樹脂組成物を、例えば塗布等により基材に適用して感光膜を形成し、その後、必要に応じて露光、現像、加熱等を行うことにより、硬化物を基材上に形成することができる。
ポリイミド前駆体等の上記環化樹脂の前駆体は、例えば加熱により環化され、硬化物中でポリイミド等の環化樹脂となる。
樹脂組成物は、公知の塗布方法等により適用可能であるため、例えば、適用される樹脂組成物の適用時の形状、大きさ、適用位置等の設計の自由度が高いなど、製造上の適応性に優れるといえる。ポリイミド等の環化樹脂が有する高い性能に加え、このような製造上の適応性に優れる観点から、上述の樹脂組成物の産業上の応用展開がますます期待されている。
For example, in the applications described above, cyclized resins such as polyimide are used in the form of a resin composition containing at least one of the cyclized resin such as polyimide and a precursor of the cyclized resin.
Such a resin composition can be applied to a substrate, for example by coating, to form a photosensitive film, and then, if necessary, exposure, development, heating, etc., can be performed to form a cured product on the substrate.
The precursors of the cyclized resin, such as polyimide precursors, are cyclized, for example, by heating, and become cyclized resins such as polyimide in the cured product.
Since the resin composition can be applied by known coating methods, it can be said to have excellent manufacturing adaptability, such as a high degree of freedom in designing the shape, size, and application location of the resin composition when applied. In addition to the high performance of cyclized resins such as polyimides, the industrial application development of the above-mentioned resin composition is increasingly expected from the standpoint of such excellent manufacturing adaptability.
例えば、特許文献1には、(A)重合性の不飽和結合を有するポリイミド前駆体と、(B)重合性モノマーと、(C)光重合開始剤と、(D)熱ラジカル発生剤と、を含む感光性樹脂組成物を基板上に塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成する工程と、上記感光性樹脂膜をパターン露光して、樹脂膜を得る工程と、上記パターン露光後の樹脂膜を、有機溶剤を用いて現像し、パターン樹脂膜を得る工程と、上記パターン樹脂膜を加熱処理する工程と、を含むパターン硬化膜の製造方法が記載されている。For example, Patent Document 1 describes a method for producing a patterned cured film, which includes the steps of: applying a photosensitive resin composition containing (A) a polyimide precursor having polymerizable unsaturated bonds, (B) a polymerizable monomer, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a thermal radical generator onto a substrate and drying it to form a photosensitive resin film; pattern exposing the photosensitive resin film to obtain a resin film; developing the resin film after pattern exposure using an organic solvent to obtain a patterned resin film; and heat-treating the patterned resin film.
硬化物を得るための樹脂組成物において、樹脂組成物の保存安定性に優れることが求められている。In resin compositions for obtaining cured products, excellent storage stability of the resin composition is required.
本発明は、保存安定性に優れた樹脂組成物、上記樹脂組成物を硬化してなる硬化物、上記硬化物を含む積層体、上記硬化物の製造方法、及び、上記硬化物又は上記積層体を含む半導体デバイス、並びに、新規な化合物を提供することを目的とする。The present invention aims to provide a resin composition with excellent storage stability, a cured product obtained by curing the resin composition, a laminate containing the cured product, a method for producing the cured product, a semiconductor device containing the cured product or the laminate, and a novel compound.
本発明の代表的な実施態様の例を以下に示す。
<1> 環化樹脂又はその前駆体を含み、
樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下である
樹脂組成物。
<2> シランカップリング剤を含む、<1>に記載の樹脂組成物。
<3> 上記シランカップリング剤として、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、下記式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含む、<2>に記載の樹脂組成物。
<4> 環化樹脂又はその前駆体、並びに、
ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、下記式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含む、
樹脂組成物。
<5> 上記化合物Aが、式(1-1)で表される化合物である、<3>又は<4>に記載の樹脂組成物。
<6> 式(1-1)中のLに含まれる炭素原子であって、式(1-1)中のヒドロキシ基と直接結合する炭素原子が、脂肪族炭化水素基を構成する炭素である、<5>に記載の樹脂組成物。
<7> 上記化合物Aが式(2-1)で表される化合物である、<3>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8> 化合物Aの分子量が300~1,000である、<3>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<9> 光重合開始剤を含む,<1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<10> 重合性化合物を含む,<1>~<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<11> 塩基発生剤を含む,<1>~<10>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<12> 再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられる、<1>~<11>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<13> <1>~<12>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
<14> <13>に記載の硬化物からなる層を2層以上含み、上記硬化物からなる層同士のいずれかの間に金属層を含む積層体。
<15> <1>~<12>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含む、硬化物の製造方法。
<16> 上記膜を選択的に露光する露光工程及び上記膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含む、<15>に記載の硬化物の製造方法。
<17> 上記膜を50~450℃で加熱する加熱工程を含む、<15>又は<16>に記載の硬化物の製造方法。
<18> <13>に記載の硬化物又は<14>に記載の積層体を含む、半導体デバイス。
<19> 式(2-1)で表される化合物。
<1> Contains a cyclized resin or its precursor,
A resin composition in which the content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition is 0.5% by mass or less.
<2> The resin composition according to <1>, comprising a silane coupling agent.
<3> The resin composition according to <2>, wherein the silane coupling agent comprises compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one group consisting of an amide group and an ester group, and a group represented by the following formula (S-1).
<4> Cyclic resins or their precursors,
Compound A comprises at least one group selected from the group consisting of hydroxyl groups, amino groups, and thiol groups, at least one group consisting of an amide group and an ester group, and a group represented by the following formula (S-1).
Resin composition.
<5> The resin composition according to <3> or <4>, wherein compound A is a compound represented by formula (1-1).
<6> The resin composition according to <5>, wherein the carbon atom contained in L in formula (1-1), which is directly bonded to the hydroxyl group in formula (1-1), is a carbon atom that constitutes an aliphatic hydrocarbon group.
<7> The resin composition according to any one of <3> to <6>, wherein compound A is a compound represented by formula (2-1).
<8> The resin composition according to any one of <3> to <7>, wherein the molecular weight of compound A is 300 to 1,000.
<9> A resin composition according to any one of <1> to <8>, comprising a photopolymerization initiator.
<10> A resin composition according to any one of <1> to <9>, comprising a polymerizable compound.
<11> A resin composition according to any one of <1> to <10>, comprising a base generating agent.
<12> A resin composition according to any one of <1> to <11>, used for forming an interlayer insulating film for a redistribution layer.
<13> A cured product obtained by curing any one of the resin compositions described in <1> to <12>.
<14> A laminate comprising two or more layers made of the cured material described in <13>, wherein a metal layer is included between any of the layers made of the cured material.
<15> A method for producing a cured product, comprising a film-forming step of applying a resin composition described in any one of <1> to <12> onto a substrate to form a film.
<16> A method for producing a cured product according to <15>, comprising an exposure step of selectively exposing the above film and a developing step of developing the above film using a developer to form a pattern.
<17> A method for producing a cured product according to <15> or <16>, comprising a heating step of heating the above film to 50 to 450°C.
<18> A semiconductor device comprising the cured product described in <13> or the laminate described in <14>.
<19> A compound represented by formula (2-1).
本発明によれば、保存安定性に優れた樹脂組成物、上記樹脂組成物を硬化してなる硬化物、上記硬化物を含む積層体、上記硬化物の製造方法、及び、上記硬化物又は上記積層体を含む半導体デバイス、並びに、新規な化合物が提供される。According to the present invention, a resin composition with excellent storage stability, a cured product obtained by curing the resin composition, a laminate containing the cured product, a method for producing the cured product, a semiconductor device containing the cured product or the laminate, and a novel compound are provided.
以下、本発明の主要な実施形態について説明する。しかしながら、本発明は、明示した実施形態に限られるものではない。
本明細書において「~」という記号を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、その工程の所期の作用が達成できる限りにおいて、他の工程と明確に区別できない工程も含む意味である。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有しない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書において「露光」とは、特に断らない限り、光を用いた露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線を用いた露光も含む。また、露光に用いられる光としては、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等の活性光線又は放射線が挙げられる。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の両方、又は、いずれかを意味する。
本明細書において、構造式中のMeはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、Buはブチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また本明細書において、固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量百分率である。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に述べない限り、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法を用いて測定した値であり、ポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220GPC(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてガードカラムHZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000、及び、TSKgel Super HZ2000(以上、東ソー(株)製)を直列に連結して用いることによって求めることができる。それらの分子量は特に述べない限り、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて測定したものとする。ただし、溶解性が低い場合など、溶離液としてTHFが適していない場合にはNMP(N-メチル-2-ピロリドン)を用いることもできる。また、GPC測定における検出は特に述べない限り、UV線(紫外線)の波長254nm検出器を使用したものとする。
本明細書において、積層体を構成する各層の位置関係について、「上」又は「下」と記載したときには、注目している複数の層のうち基準となる層の上側又は下側に他の層があればよい。すなわち、基準となる層と上記他の層の間に、更に第3の層や要素が介在していてもよく、基準となる層と上記他の層は接している必要はない。また、特に断らない限り、基材に対し層が積み重なっていく方向を「上」と称し、又は、樹脂組成物層がある場合には、基材から樹脂組成物層へ向かう方向を「上」と称し、その反対方向を「下」と称する。なお、このような上下方向の設定は、本明細書中における便宜のためであり、実際の態様においては、本明細書における「上」方向は、鉛直上向きと異なることもありうる。
本明細書において、特段の記載がない限り、組成物は、組成物に含まれる各成分として、その成分に該当する2種以上の化合物を含んでもよい。また、特段の記載がない限り、組成物における各成分の含有量とは、その成分に該当する全ての化合物の合計含有量を意味する。
本明細書において、特に述べない限り、温度は23℃、気圧は101,325Pa(1気圧)、相対湿度は50%RHである。
本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
The main embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the embodiments specified.
In this specification, a numerical range represented by the symbol "~" means a range that includes the numbers written before and after "~" as the lower and upper limits, respectively.
In this specification, the term "process" includes not only independent processes but also processes that are indistinguishable from other processes insofar as they achieve their intended function.
In this specification, when groups (atomic groups) are not specified as substituted or unsubstituted, the notation includes both groups (atomic groups) with and without substituents. For example, "alkyl group" includes not only unsubstituted alkyl groups but also substituted alkyl groups.
In this specification, "exposure" includes not only exposure using light but also exposure using particle beams such as electron beams and ion beams, unless otherwise specified. Examples of light used for exposure include the emission spectrum of mercury lamps, far ultraviolet light represented by excimer lasers, extreme ultraviolet (EUV) light, X-rays, electron beams, and other active light or radiation.
In this specification, "(meth)acrylate" means both or either "acrylate" and "methacrylate,""(meth)acrylic" means both or either "acrylic" and "methacrylic," and "(meth)acryloyl" means both or either "acryloyl" and "methacryloyl."
In this specification, Me in the structural formula represents a methyl group, Et represents an ethyl group, Bu represents a butyl group, and Ph represents a phenyl group.
In this specification, total solids refers to the total mass of all components of the composition excluding the solvent. In this specification, solids concentration refers to the mass percentage of the components other than the solvent relative to the total mass of the composition.
In this specification, unless otherwise specified, the weight-average molecular weight (Mw) and number-average molecular weight (Mn) are values measured using gel permeation chromatography (GPC) and are defined as polystyrene equivalent values. In this specification, the weight-average molecular weight (Mw) and number-average molecular weight (Mn) can be determined, for example, by using an HLC-8220 GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and connecting Guard Column HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel Super HZ4000, TSKgel Super HZ3000, and TSKgel Super HZ2000 (all manufactured by Tosoh Corporation) in series as columns. Unless otherwise specified, these molecular weights are measured using THF (tetrahydrofuran) as the eluent. However, if THF is unsuitable as an eluent, such as in cases of low solubility, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) can be used. Furthermore, unless otherwise specified, detection in GPC measurements shall be performed using a UV (ultraviolet) wavelength 254 nm detector.
In this specification, when the positional relationship of each layer constituting a laminate is described as "up" or "down," it is sufficient that the other layer is above or below the reference layer among the multiple layers of interest. That is, a third layer or element may be interposed between the reference layer and the other layer, and the reference layer and the other layer do not need to be in contact. Unless otherwise specified, the direction in which layers are stacked on the substrate is referred to as "up," or, if there is a resin composition layer, the direction from the substrate to the resin composition layer is referred to as "up," and the opposite direction is referred to as "down." Note that this setting of up and down directions is for convenience in this specification, and in actual embodiments, the "up" direction in this specification may differ from vertically upward.
In this specification, unless otherwise specified, a composition may contain two or more compounds corresponding to each component. Furthermore, unless otherwise specified, the content of each component in a composition means the total content of all compounds corresponding to that component.
In this specification, unless otherwise specified, the temperature is 23°C, the atmospheric pressure is 101,325 Pa (1 atmosphere), and the relative humidity is 50% RH.
In this specification, a preferred combination of embodiments is a more preferred embodiment.
(樹脂組成物)
本発明の第1の態様に係る樹脂組成物は、環化樹脂又はその前駆体を含み、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下である。
本発明の第2の態様に係る樹脂組成物は、環化樹脂又はその前駆体、並びに、ヒドロキシ基、アミノ基、及び、チオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、下記式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含む。
以下、第1の態様に係る樹脂組成物及び第2の態様に係る樹脂組成物を合わせて、単に「樹脂組成物」ともいう。
(Resin composition)
The resin composition according to the first aspect of the present invention comprises a cyclized resin or a precursor thereof, wherein the content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition is 0.5% by mass or less.
A resin composition according to a second aspect of the present invention comprises a cyclized resin or a precursor thereof, and a compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one group consisting of an amide group and an ester group, and a group represented by the following formula (S-1).
Hereinafter, the resin composition according to the first embodiment and the resin composition according to the second embodiment will be collectively referred to simply as "resin composition".
本発明の樹脂組成物は、露光及び現像に供される感光膜の形成に用いられることが好ましく、露光及び有機溶剤を含む現像液を用いた現像に供される膜の形成に用いられることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、例えば、半導体デバイスの絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、ストレスバッファ膜等の形成に用いることができ、再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられることが好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、ポジ型現像に供される感光膜の形成に用いられてもよいし、ネガ型現像に供される感光膜の形成に用いられてもよい。
本発明において、ネガ型現像とは、露光及び現像において、現像により非露光部が除去される現像をいい、ポジ型現像とは、現像により露光部が除去される現像をいう。
上記露光の方法、上記現像液、及び、上記現像の方法としては、例えば、後述する硬化物の製造方法の説明における露光工程において説明された露光方法、現像工程において説明された現像液及び現像方法が使用される。
The resin composition of the present invention is preferably used to form a photosensitive film subjected to exposure and development, and more preferably used to form a film subjected to exposure and development using a developer solution containing an organic solvent.
The resin composition of the present invention can be used, for example, to form insulating films for semiconductor devices, interlayer insulating films for redistribution layers, stress buffer films, etc., and is preferably used to form interlayer insulating films for redistribution layers.
Furthermore, the resin composition of the present invention may be used to form a photosensitive film for positive-type development, or for forming a photosensitive film for negative-type development.
In the present invention, negative development refers to development in which unexposed areas are removed by development, and positive development refers to development in which exposed areas are removed by development.
As the above-mentioned exposure method, developer, and developing method, for example, the exposure method, developer, and developing method described in the exposure step, developing step, and developing steps described in the description of the manufacturing method of the cured product described later may be used.
本発明の樹脂組成物は、保存安定性に優れる。
上記効果が得られるメカニズムは不明であるが、下記のように推測される。
The resin composition of the present invention exhibits excellent storage stability.
The mechanism by which the above effects are achieved is unknown, but it is speculated to be as follows.
従来から、環化樹脂又はその前駆体を含む樹脂組成物が様々な分野で使用されている。
本発明者らは、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下であるか、環化樹脂又はその前駆体、並びに、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基 の少なくとも1種と、式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含むか、又は、樹脂組成物が式(2-1)で表される化合物を含むことにより、保存安定性に優れた樹脂組成物が得られることを見出した。
上記効果が得られるメカニズムは不明であるが、カルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下であることにより、上述のカルボン酸無水物と、環化樹脂又はその前駆体など、他の成分との反応が抑制されるため、また、シランカップリング剤として上記化合物A又は式(2-1)で表される化合物を用いることにより、組成物に持ち込まれるカルボン酸無水物の含有量を低下させることができるためであると推測される。
更に、化合物A又は式(2-1)で表される化合物を含む組成物は、金属又はシリコンウエハとの密着性に優れた硬化膜が得られると推測される。
Conventionally, resin compositions containing cyclized resins or their precursors have been used in various fields.
The present inventors have found that a resin composition with excellent storage stability can be obtained by having a carboxylic acid anhydride content of 0.5% by mass or less relative to the total mass of the resin composition, or by including a cyclized resin or its precursor, and compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one of an amide group and an ester group, and a group represented by formula (S-1), or by including a compound represented by formula (2-1) in the resin composition.
Although the mechanism by which the above effects are obtained is unknown, it is presumed that the reaction between the carboxylic acid anhydride and other components, such as cyclizing resins or their precursors, is suppressed because the carboxylic acid anhydride content is 0.5% by mass or less, and that the content of carboxylic acid anhydride introduced into the composition can be reduced by using compound A or the compound represented by formula (2-1) as a silane coupling agent.
Furthermore, it is presumed that a composition containing compound A or the compound represented by formula (2-1) will yield a cured film with excellent adhesion to metal or silicon wafers.
ここで、特許文献1には、カルボン酸無水物の含有量、化合物A及び式(2-1)で表される化合物についてはいずれも記載されていない。Here, Patent Document 1 does not describe the content of carboxylic acid anhydride, compound A, or the compound represented by formula (2-1).
以下、本発明の樹脂組成物に含まれる成分及びその物性について詳細に説明する。
以下、環化樹脂及びその前駆体を「特定樹脂」とも記載する。
The components contained in the resin composition of the present invention and their physical properties will be described in detail below.
Hereinafter, cyclized resins and their precursors will also be referred to as "specific resins."
<カルボン酸無水物の含有量>
本発明の第1の態様に係る樹脂組成物は、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下である。
ここで、カルボン酸無水物の含有量は、後述する実施例に示した方法により測定される。
上記含有量は、0.3質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
また、樹脂組成物がシランカップリング剤を含む場合、シランカップリング剤の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量は、0.3質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
本発明の第2の態様に係る樹脂組成物は、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下であることが好ましい。
本発明の第2の態様に係る樹脂組成物における、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量及びシランカップリング剤の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量の好ましい範囲は、上述の本発明の第1の態様に係る樹脂組成物におけるこれらの含有量の好ましい範囲と同様である。
<Carboxylic acid anhydride content>
The resin composition according to the first aspect of the present invention has a carboxylic acid anhydride content of 0.5% by mass or less relative to the total mass of the resin composition.
Here, the carboxylic acid anhydride content is measured by the method shown in the examples described later.
The above content is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and even more preferably 0.05% by mass or less. The lower limit of the above content is not particularly limited and may be 0% by mass.
Furthermore, if the resin composition contains a silane coupling agent, the content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the silane coupling agent is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, and even more preferably 0.05% by mass or less. The lower limit of the above content is not particularly limited and may be 0% by mass.
In the second aspect of the present invention, the resin composition preferably contains 0.5% by mass or less of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition.
In the resin composition according to the second aspect of the present invention, the preferred ranges for the content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition and the content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the silane coupling agent are the same as the preferred ranges for these contents in the resin composition according to the first aspect of the present invention described above.
<特定樹脂>
本発明の樹脂組成物は、環化樹脂およびその前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂(特定樹脂)を含む。
環化樹脂は、主鎖構造中にイミド環構造又はオキサゾール環構造を含む樹脂であることが好ましい。
本発明において、主鎖とは、樹脂分子中で相対的に最も長い結合鎖を表す。
環化樹脂としては、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド等が挙げられる。
環化樹脂の前駆体とは、外部刺激により化学構造の変化を生じて環化樹脂となる樹脂をいい、熱により化学構造の変化を生じて環化樹脂となる樹脂が好ましく、熱により閉環反応を生じて環構造が形成されることにより環化樹脂となる樹脂がより好ましい。
環化樹脂の前駆体としては、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド前駆体等が挙げられる。
すなわち、本発明の樹脂組成物は、特定樹脂として、ポリイミド、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミドイミド、及び、ポリアミドイミド前駆体よりなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂(特定樹脂)を含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、特定樹脂として、ポリイミド又はポリイミド前駆体を含むことが好ましい。
また、特定樹脂は重合性基を有することが好ましく、ラジカル重合性基を含むことがより好ましい。
特定樹脂がラジカル重合性基を有する場合、本発明の樹脂組成物は、後述のラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、後述のラジカル重合開始剤を含み、かつ、後述のラジカル架橋剤を含むことがより好ましい。さらに必要に応じて、後述の増感剤を含むことができる。このような本発明の樹脂組成物からは、例えば、ネガ型感光膜が形成される。
また、特定樹脂は、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。
特定樹脂が酸分解性基を有する場合、本発明の樹脂組成物は、後述の光酸発生剤を含むことが好ましい。このような本発明の樹脂組成物からは、例えば、化学増幅型であるポジ型感光膜又はネガ型感光膜が形成される。
<Specific resins>
The resin composition of the present invention comprises at least one resin (specific resin) selected from the group consisting of cyclized resins and their precursors.
The cyclized resin is preferably a resin that contains an imide ring structure or an oxazole ring structure in its main chain structure.
In this invention, the main chain refers to the relatively longest bonding chain within the resin molecule.
Examples of cyclized resins include polyimide, polybenzoxazole, and polyamideimide.
A precursor of a cyclized resin is a resin that undergoes a change in chemical structure due to external stimuli to become a cyclized resin. Resins that undergo a change in chemical structure due to heat to become a cyclized resin are preferred, and resins that undergo a ring-closing reaction due to heat to form a ring structure to become a cyclized resin are more preferred.
Examples of precursors for cyclized resins include polyimide precursors, polybenzoxazole precursors, and polyamideimide precursors.
In other words, the resin composition of the present invention preferably contains, as a specific resin, at least one resin (specific resin) selected from the group consisting of polyimide, polyimide precursor, polybenzoxazole, polybenzoxazole precursor, polyamideimide, and polyamideimide precursor.
The resin composition of the present invention preferably contains polyimide or a polyimide precursor as a specific resin.
Furthermore, the specific resin preferably has polymerizable groups, and more preferably contains radical polymerizable groups.
When a specific resin has radical polymerizable groups, the resin composition of the present invention preferably contains a radical polymerization initiator as described below, and more preferably contains a radical polymerization initiator as described below and a radical crosslinking agent as described below. Furthermore, it may optionally contain a sensitizer as described below. A negative-type photosensitive film can be formed from such a resin composition of the present invention.
Furthermore, the specific resin may have polarity-converting groups such as acid-degradable groups.
When a specific resin has an acid-degradable group, the resin composition of the present invention preferably contains a photoacid generator as described below. From such a resin composition of the present invention, for example, a chemically amplified positive-type or negative-type photosensitive film can be formed.
〔ポリイミド前駆体〕
本発明で用いるポリイミド前駆体は、その種類等特に定めるものではないが、下記式(2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
The polyimide precursor used in this invention is not particularly limited in terms of type, but it is preferably made up of repeating units represented by the following formula (2).
式(2)におけるA1及びA2は、それぞれ独立に、酸素原子又は-NH-を表し、酸素原子が好ましい。
式(2)におけるR111は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、直鎖又は分岐の脂肪族基、環状の脂肪族基及び芳香族基を含む基が例示され、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含む基がより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。本発明の好ましい実施形態として、-Ar-および-Ar-L-Ar-で表される基であることが例示され、特に好ましくは-Ar-L-Ar-で表される基である。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、単結合、又は、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-、-SO2-若しくは-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる基である。これらの好ましい範囲は、上述のとおりである。
In formula (2), A1 and A2 each independently represent an oxygen atom or -NH-, with the oxygen atom being preferred.
In formula (2), R 111 represents a divalent organic group. Examples of divalent organic groups include groups containing linear or branched aliphatic groups, cyclic aliphatic groups, and aromatic groups. Preferably, the group consists of a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a combination thereof, with groups containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms being more preferred. The linear or branched aliphatic group may have hydrocarbon groups in the chain substituted with groups containing heteroatoms, and the cyclic aliphatic group and aromatic group may have hydrocarbon groups in the ring members substituted with groups containing heteroatoms. As a preferred embodiment of the present invention, the group is exemplified by groups represented by -Ar- and -Ar-L-Ar-, and particularly preferably by groups represented by -Ar-L-Ar-. However, Ar is an aromatic group independently, and L is a single bond, or a C1-C10 aliphatic hydrocarbon group which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, -SO2- , or -NHCO-, or a group consisting of two or more of the above. The preferred ranges for these are as described above.
R111は、ジアミンから誘導されることが好ましい。ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミンとしては、直鎖又は分岐の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジアミンなどが挙げられる。ジアミンは、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
具体的には、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基を含むジアミンであることが好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含むジアミンであることがより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。芳香族基を含む基の例としては、下記が挙げられる。
R 111 is preferably derived from a diamine. Examples of diamines used in the production of polyimide precursors include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic, or aromatic diamines. One or more diamines may be used.
Specifically, the diamine is preferably a diamine containing a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a combination thereof, and more preferably a diamine containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms. The linear or branched aliphatic group may have hydrocarbon groups in the chain substituted with groups containing heteroatoms, and the cyclic aliphatic group and aromatic group may have hydrocarbon groups in the ring members substituted with groups containing heteroatoms. Examples of groups containing aromatic groups are listed below.
式中、*は他の構造との結合部位を表す。
In the formula, * represents a bonding site with another structure.
ジアミンとしては、具体的には、1,2-ジアミノエタン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン又は1,6-ジアミノヘキサン;1,2-又は1,3-ジアミノシクロペンタン、1,2-、1,3-又は1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-、1,3-又は1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス-(3-アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルシクロヘキシルメタン及びイソホロンジアミン;m-又はp-フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、4,4’-又は3,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-又は3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノパラテルフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アントラセン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)-10-ヒドロアントラセン、3,3’,4,4’-テトラアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテル、1,4-ジアミノアントラキノン、1,5-ジアミノアントラキノン、3,3-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-ジメチル-3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,4-及び2,5-ジアミノクメン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、アセトグアナミン、2,3,5,6-テトラメチル-p-フェニレンジアミン、2,4,6-トリメチル-m-フェニレンジアミン、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサン、2,7-ジアミノフルオレン、2,5-ジアミノピリジン、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノ安息香酸のエステル、1,5-ジアミノナフタレン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)オクタフルオロブタン、1,5-ビス(4-アミノフェニル)デカフルオロペンタン、1,7-ビス(4-アミノフェニル)テトラデカフルオロヘプタン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジメチルフェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、p-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’-ビス(3-アミノ-5-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2’,5,5’,6,6’-ヘキサフルオロトリジン及び4,4’-ジアミノクアテルフェニルから選ばれる少なくとも1種のジアミンが挙げられる。Specifically, diamines include 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane or 1,6-diaminohexane; 1,2- or 1,3-diaminocyclopentane, 1,2-, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-, 1,3- or 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis-(4-aminocyclohexyl)methane, bis-(3-aminocyclohexyl)methane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylcyclohexylmethane and isophoronediamine; m- or p-phenylenediamine, diaminotoluene, 4,4'- or 3,3'-diaminobiphen Nyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3-diaminodiphenyl ether, 4,4'- or 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'- or 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'- or 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'- or 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-amino Phenyl)propane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, 4,4'-diaminoparaterphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(2-aminophenoxy)phenyl]sulfone 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylsulfone, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenyl)benzene, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoro Ropan, 9,9-bis(4-aminophenyl)-10-hydroanthracene, 3,3',4,4'-tetraaminobiphenyl, 3,3',4,4'-tetraaminodiphenyl ether, 1,4-diaminoanthraquinone, 1,5-diaminoanthraquinone, 3,3-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 9,9'-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4'-dimethyl-3,3'-diaminodiphenylsulfone, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4- and 2,5-diaminocumene, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, acetoganaamine, 2,3,5,6-tetramethyl Tyl-p-phenylenediamine, 2,4,6-trimethyl-m-phenylenediamine, bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, 2,7-diaminofluorene, 2,5-diaminopyridine, 1,2-bis(4-aminophenyl)ethane, diaminobenzanilide, ester of diaminobenzoic acid, 1,5-diaminonaphthalene, diaminobenzotrifluoride, 1,3-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenyl)octafluorobutane, 1,5-bis(4-aminophenyl)decafluoropentane, 1,7-bis( 4-aminophenyl)tetradecafluoroheptane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(2-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-3,5-dimethylphenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]hexafluoropropane, p-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-amino-3- Examples include at least one diamine selected from trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)diphenylsulfone, 4,4'-bis(3-amino-5-trifluoromethylphenoxy)diphenylsulfone, 2,2-bis[4-(4-amino-3-trifluoromethylphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl, 2,2',5,5',6,6'-hexafluorotidine, and 4,4'-diaminoquaterphenyl.
また、国際公開第2017/038598号の段落0030~0031に記載のジアミン(DA-1)~(DA-18)も好ましい。Furthermore, the diamines (DA-1) to (DA-18) described in paragraphs 0030 to 0031 of International Publication No. 2017/038598 are also preferred.
また、国際公開第2017/038598号の段落0032~0034に記載の2つ以上のアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミンも好ましく用いられる。Furthermore, diamines having two or more alkylene glycol units as the main chain, as described in paragraphs 0032 to 0034 of International Publication No. 2017/038598, are also preferably used.
R111は、得られる有機膜の柔軟性の観点から、-Ar-L-Ar-で表されることが好ましい。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-、-SO2-又は-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる基である。Arは、フェニレン基が好ましく、Lは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1又は2の脂肪族炭化水素基、-O-、-CO-、-S-又は-SO2-が好ましい。ここでの脂肪族炭化水素基は、アルキレン基が好ましい。 R 111 is preferably represented as -Ar-L-Ar- from the viewpoint of the flexibility of the resulting organic film. However, Ar is independently an aromatic group, and L is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms that may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, -SO₂- , or -NHCO-, or a group consisting of two or more of the above. Ar is preferably a phenylene group, and L is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms that may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S-, or -SO₂- . Here, the aliphatic hydrocarbon group is preferably an alkylene group.
また、R111は、i線透過率の観点から、下記式(51)又は式(61)で表される2価の有機基であることが好ましい。特に、i線透過率、入手のし易さの観点から、式(61)で表される2価の有機基であることがより好ましい。
式(51)
R50~R57の1価の有機基としては、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)の無置換のアルキル基、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)のフッ化アルキル基等が挙げられる。
式(51)又は(61)の構造を与えるジアミンとしては、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(フルオロ)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル等が挙げられる。これらは1種で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Furthermore, R 111 is preferably a divalent organic group represented by formula (51) or formula (61) below, from the viewpoint of i-ray transmittance. In particular, from the viewpoint of i-ray transmittance and availability, it is more preferably a divalent organic group represented by formula (61).
Formula (51)
Examples of monovalent organic groups R 50 to R 57 include unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms) and fluorinated alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms).
Examples of diamines that give the structure of formula (51) or (61) include 2,2'-dimethylbenzidine, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-bis(fluoro)-4,4'-diaminobiphenyl, and 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl. These may be used individually or in combination of two or more.
式(2)におけるR115は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、芳香環を含む4価の有機基が好ましく、下記式(5)又は式(6)で表される基がより好ましい。
式(5)又は式(6)中、*はそれぞれ独立に、他の構造との結合部位を表す。
In formula (5) or formula (6), * independently represents a bonding site with another structure.
R115は、具体的には、テトラカルボン酸二無水物から無水物基の除去後に残存するテトラカルボン酸残基などが挙げられる。ポリイミド前駆体は、R115に該当する構造として、テトラカルボン酸二無水物残基を、1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
テトラカルボン酸二無水物は、下記式(O)で表されることが好ましい。
Tetracarboxylic acid dianhydrides are preferably represented by the following formula (O).
テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ジフェニルヘキサフルオロプロパン-3,3,4,4-テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,10-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ならびに、これらの炭素数1~6のアルキル及び炭素数1~6のアルコキシ誘導体が挙げられる。Specific examples of tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfidetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, and 2,2 ',3,3'-diphenylmethanetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,4,5,7-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(2, Examples include 3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 1,3-diphenylhexafluoropropane-3,3,4,4-tetracarboxylic acid dianhydride, 1,4,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 2,2',3,3'-diphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,4,5-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,8,9,10-phenanthrenetetracarboxylic acid dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic acid dianhydride, and alkyl and alkoxy derivatives of these having 1 to 6 carbon atoms.
また、国際公開第2017/038598号の段落0038に記載のテトラカルボン酸二無水物(DAA-1)~(DAA-5)も好ましい例として挙げられる。Furthermore, the tetracarboxylic dianhydrides (DAA-1) to (DAA-5) described in paragraph 0038 of International Publication No. 2017/038598 are also preferred examples.
式(2)において、R111とR115の少なくとも一方がOH基を有することも可能である。より具体的には、R111として、ビスアミノフェノール誘導体の残基が挙げられる。 In formula (2), at least one of R 111 and R 115 may have an OH group. More specifically, R 111 may be a residue of a bisaminophenol derivative.
式(2)におけるR113及びR114は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、直鎖又は分岐のアルキル基、環状アルキル基、芳香族基、又はポリアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。また、R113及びR114の少なくとも一方が重合性基を含むことが好ましく、両方が重合性基を含むことがより好ましい。R113及びR114の少なくとも一方が2以上の重合性基を含むことも好ましい。重合性基としては、熱、ラジカル等の作用により、架橋反応することが可能な基であって、ラジカル重合性基が好ましい。重合性基の具体例としては、エチレン性不飽和結合を有する基、アルコキシメチル基、ヒドロキシメチル基、アシルオキシメチル基、エポキシ基、オキセタニル基、ベンゾオキサゾリル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基が挙げられる。ポリイミド前駆体が有するラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、イソアリル基、2-メチルアリル基、ビニル基と直接結合した芳香環を有する基(例えば、ビニルフェニル基など)、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(III)で表される基などが挙げられ、下記式(III)で表される基が好ましい。
In formula (2), R 113 and R 114 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. The monovalent organic group preferably includes a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, an aromatic group, or a polyalkylene oxy group. Furthermore, it is preferable that at least one of R 113 and R 114 contains a polymerizable group, and more preferably both contain polymerizable groups. It is also preferable that at least one of R 113 and R 114 contains two or more polymerizable groups. The polymerizable group is a group that can undergo a crosslinking reaction by the action of heat, radicals, etc., and radical polymerizable groups are preferred. Specific examples of polymerizable groups include groups having an ethylenically unsaturated bond, alkoxymethyl groups, hydroxymethyl groups, acyloxymethyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, benzoxazolyl groups, blocked isocyanate groups, and amino groups. As radical polymerizable groups in the polyimide precursor, groups having an ethylenically unsaturated bond are preferred.
Groups having an ethylenically unsaturated bond include vinyl groups, allyl groups, isoallyl groups, 2-methylallyl groups, groups having an aromatic ring directly bonded to a vinyl group (for example, vinylphenyl groups), (meth)acrylamide groups, (meth)acryloyloxy groups, and groups represented by the following formula (III), with groups represented by the following formula (III) being preferred.
式(III)において、R200は、水素原子、メチル基、エチル基又はメチロール基を表し、水素原子又はメチル基が好ましい。
式(III)において、*は他の構造との結合部位を表す。
式(III)において、R201は、炭素数2~12のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-、シクロアルキレン基又はポリアルキレンオキシ基を表す。
好適なR201の例は、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基等のアルキレン基、1,2-ブタンジイル基、1,3-ブタンジイル基、-CH2CH(OH)CH2-、ポリアルキレンオキシ基が挙げられ、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-、シクロヘキシル基、ポリアルキレンオキシ基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、又はポリアルキレンオキシ基が更に好ましい。
本発明において、ポリアルキレンオキシ基とは、アルキレンオキシ基が2以上直接結合した基をいう。ポリアルキレンオキシ基に含まれる複数のアルキレンオキシ基におけるアルキレン基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ポリアルキレンオキシ基が、アルキレン基が異なる複数種のアルキレンオキシ基を含む場合、ポリアルキレンオキシ基におけるアルキレンオキシ基の配列は、ランダムな配列であってもよいし、ブロックを有する配列であってもよいし、交互等のパターンを有する配列であってもよい。
上記アルキレン基の炭素数(アルキレン基が置換基を有する場合、置換基の炭素数を含む)は、2以上であることが好ましく、2~10であることがより好ましく、2~6であることがより好ましく、2~5であることが更に好ましく、2~4であることが一層好ましく、2又は3であることが特に好ましく、2であることが最も好ましい。
また、上記アルキレン基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
また、ポリアルキレンオキシ基に含まれるアルキレンオキシ基の数(ポリアルキレンオキシ基の繰返し数)は、2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~6が更に好ましい。
ポリアルキレンオキシ基としては、溶剤溶解性及び耐溶剤性の観点からは、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、ポリトリメチレンオキシ基、ポリテトラメチレンオキシ基、又は、複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基が好ましく、ポリエチレンオキシ基又はポリプロピレンオキシ基がより好ましく、ポリエチレンオキシ基が更に好ましい。上記複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基において、エチレンオキシ基とプロピレンオキシ基とはランダムに配列していてもよいし、ブロックを形成して配列していてもよいし、交互等のパターン状に配列していてもよい。これらの基におけるエチレンオキシ基等の繰返し数の好ましい態様は上述の通りである。
In formula (III), R 200 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a methylol group, with a hydrogen atom or a methyl group being preferred.
In equation (III), * represents a bonding site with another structure.
In formula (III), R 201 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -CH₂CH (OH) CH₂- , a cycloalkylene group, or a polyalkylene oxy group.
Examples of suitable R 201 include alkylene groups such as ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene, and dodecamethylene, 1,2-butanediyl, 1,3-butanediyl, -CH₂CH (OH) CH₂- , and polyalkylene oxy groups. More preferably, alkylene groups such as ethylene and propylene, -CH₂CH (OH) CH₂- , cyclohexyl, and polyalkylene oxy groups are preferred, and even more preferably, alkylene groups such as ethylene and propylene, or polyalkylene oxy groups.
In the present invention, a polyalkylene oxy group refers to a group in which two or more alkylene oxy groups are directly bonded. The alkylene groups in the multiple alkylene oxy groups contained in the polyalkylene oxy group may be the same or different.
When a polyalkylene oxy group contains multiple types of alkylene oxy groups with different alkylene groups, the arrangement of alkylene oxy groups in the polyalkylene oxy group may be random, block-like, or have alternating patterns.
The number of carbon atoms in the alkylene group (including the number of carbon atoms of substituents if the alkylene group has substituents) is preferably 2 or more, more preferably 2 to 10, even more preferably 2 to 6, still more preferably 2 to 5, even more preferably 2 to 4, particularly preferably 2 or 3, and most preferably 2.
Furthermore, the alkylene group may have substituents. Preferred substituents include alkyl groups, aryl groups, halogen atoms, and the like.
Furthermore, the number of alkylene oxy groups contained in the polyalkylene oxy group (number of repeating polyalkylene oxy groups) is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 6.
From the viewpoint of solvent solubility and solvent resistance, the polyalkylene oxy group is preferably a polyethylene oxy group, a polypropylene oxy group, a polytrimethylene oxy group, a polytetramethylene oxy group, or a group in which multiple ethylene oxy groups and multiple propylene oxy groups are bonded, more preferably a polyethylene oxy group or a polypropylene oxy group, and even more preferably a polyethylene oxy group. In the above-mentioned group in which multiple ethylene oxy groups and multiple propylene oxy groups are bonded, the ethylene oxy groups and propylene oxy groups may be arranged randomly, in blocks, or in alternating or other patterned arrangements. The preferred configuration of the number of repeating ethylene oxy groups in these groups is as described above.
式(2)において、R113が水素原子である場合、又は、R114が水素原子である場合、ポリイミド前駆体はエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物と対塩を形成していてもよい。このようなエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物の例としては、N,N-ジメチルアミノプロピルメタクリレートが挙げられる。 In formula (2), if R 113 is a hydrogen atom, or if R 114 is a hydrogen atom, the polyimide precursor may form a pair salt with a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond. An example of such a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond is N,N-dimethylaminopropyl methacrylate.
式(2)において、R113及びR114の少なくとも一方が、酸分解性基等の極性変換基であってもよい。酸分解性基としては、酸の作用で分解して、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシ基等のアルカリ可溶性基を生じるものであれば特に限定されないが、アセタール基、ケタール基、シリル基、シリルエーテル基、第三級アルキルエステル基等が好ましく、露光感度の観点からは、アセタール基又はケタール基がより好ましい。
酸分解性基の具体例としては、tert-ブトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、トリメチルシリル基、tert-ブトキシカルボニルメチル基、トリメチルシリルエーテル基などが挙げられる。露光感度の観点からは、エトキシエチル基、又は、テトラヒドロフラニル基が好ましい。
In formula (2), at least one of R 113 and R 114 may be a polarity-converting group such as an acid-degradable group. The acid-degradable group is not particularly limited as long as it decomposes under the action of an acid to produce alkali-soluble groups such as phenolic hydroxyl groups and carboxyl groups, but acetal groups, ketal groups, silyl groups, silyl ether groups, and tertiary alkyl ester groups are preferred, and from the viewpoint of exposure sensitivity, acetal groups or ketal groups are more preferred.
Specific examples of acid-degradable groups include tert-butoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, ethoxyethyl group, methoxyethyl group, ethoxymethyl group, trimethylsilyl group, tert-butoxycarbonylmethyl group, and trimethylsilyl ether group. From the viewpoint of exposure sensitivity, ethoxyethyl group or tetrahydrofuranyl group are preferred.
また、ポリイミド前駆体は、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリイミド前駆体中のフッ素原子含有量は、10質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。Furthermore, the polyimide precursor preferably contains fluorine atoms in its structure. The fluorine atom content in the polyimide precursor is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリイミド前駆体は、シロキサン構造を有する脂肪族基と共重合していてもよい。具体的には、ジアミンとして、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを用いる態様が挙げられる。Furthermore, to improve adhesion to the substrate, the polyimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure. Specifically, examples include using bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane as the diamine.
式(2)で表される繰返し単位は、式(2-A)で表される繰返し単位であることが好ましい。すなわち、本発明で用いるポリイミド前駆体の少なくとも1種が、式(2-A)で表される繰返し単位を有する前駆体であることが好ましい。ポリイミド前駆体が式(2-A)で表される繰返し単位を含むことにより、露光ラチチュードの幅をより広げることが可能になる。
式(2-A)
Formula (2-A)
A1、A2、R111、R113及びR114は、それぞれ独立に、式(2)におけるA1、A2、R111、R113及びR114と同義であり、好ましい範囲も同様である。
R112は、式(5)におけるR112と同義であり、好ましい範囲も同様である。
A1 , A2 , R111 , R113 , and R114 are each independently equivalent to A1 , A2 , R111 , R113 , and R114 in formula (2), and the preferred ranges are also the same.
R 112 is synonymous with R 112 in formula (5), and the preferred range is also the same.
ポリイミド前駆体は、式(2)で表される繰返し単位を1種含んでいてもよいが、2種以上で含んでいてもよい。また、式(2)で表される繰返し単位の構造異性体を含んでいてもよい。また、ポリイミド前駆体は、上記式(2)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位をも含んでよいことはいうまでもない。The polyimide precursor may contain one type of repeating unit represented by formula (2), or it may contain two or more types. It may also contain structural isomers of the repeating unit represented by formula (2). Furthermore, it goes without saying that the polyimide precursor may contain other types of repeating units in addition to the repeating unit of formula (2).
本発明におけるポリイミド前駆体の一実施形態として、式(2)で表される繰返し単位の含有量が、全繰返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(2)で表される繰返し単位であってもよい。One embodiment of the polyimide precursor in the present invention is one in which the content of repeating units represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units. The above total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%. The upper limit of the above total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyimide precursor except for the terminals may be repeating units represented by formula (2).
ポリイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000~100,000であり、より好ましくは10,000~50,000であり、更に好ましくは15,000~40,000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは2,000~40,000であり、より好ましくは3,000~30,000であり、更に好ましくは4,000~20,000である。
上記ポリイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリイミド前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
本明細書において、分子量の分散度とは、重量平均分子量/数平均分子量により算出される値である。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリイミド前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリイミド前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, and even more preferably 15,000 to 40,000. The number-average molecular weight (Mn) is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
The degree of molecular weight dispersion of the polyimide precursor is preferably 1.5 or higher, more preferably 1.8 or higher, and even more preferably 2.0 or higher. There is no upper limit to the degree of molecular weight dispersion of the polyimide precursor, but for example, it is preferably 7.0 or lower, more preferably 6.5 or lower, and even more preferably 6.0 or lower.
In this specification, the degree of molecular weight dispersion is the value calculated by dividing the weight-average molecular weight by the number-average molecular weight.
Furthermore, if the resin composition contains multiple types of polyimide precursors as a specific resin, it is preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion of at least one of the polyimide precursors are within the above ranges. It is also preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion calculated by treating the multiple types of polyimide precursors as a single resin are, respectively, within the above ranges.
〔ポリイミド〕
本発明に用いられるポリイミドは、アルカリ可溶性ポリイミドであってもよく、有機溶剤を主成分とする現像液に対して可溶なポリイミドであってもよい。
本明細書において、アルカリ可溶性ポリイミドとは、100gの2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液に対し、23℃で0.1g以上溶解するポリイミドをいい、パターン形成性の観点からは、0.5g以上溶解するポリイミドであることが好ましく、1.0g以上溶解するポリイミドであることが更に好ましい。上記溶解量の上限は特に限定されないが、100g以下であることが好ましい。
また、ポリイミドは、得られる有機膜の膜強度及び絶縁性の観点からは、複数個のイミド構造を主鎖に有するポリイミドであることが好ましい。
本明細書において、「主鎖」とは、樹脂を構成する高分子化合物の分子中で相対的に最も長い結合鎖をいい、「側鎖」とはそれ以外の結合鎖をいう。
[Polyimide]
The polyimide used in the present invention may be an alkali-soluble polyimide, or a polyimide soluble in a developer mainly composed of an organic solvent.
In this specification, alkali-soluble polyimide refers to a polyimide that dissolves at 0.1 g or more in 100 g of a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium at 23°C. From the viewpoint of pattern formation, it is preferable that the polyimide dissolves at 0.5 g or more, and more preferably at 1.0 g or more. The upper limit of the above dissolution amount is not particularly limited, but it is preferably 100 g or less.
Furthermore, from the viewpoint of the film strength and insulating properties of the resulting organic film, the polyimide is preferably a polyimide having multiple imide structures in its main chain.
In this specification, "main chain" refers to the relatively longest bonding chain in the polymer compound molecule constituting the resin, and "side chain" refers to the other bonding chains.
-フッ素原子-
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、フッ素原子を有することも好ましい。
フッ素原子は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131にフッ化アルキル基として含まれることがより好ましい。
ポリイミドの全質量に対するフッ素原子の量は、5質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。
- Fluorine atom -
From the viewpoint of the film strength of the resulting organic film, it is also preferable that the polyimide contains fluorine atoms.
The fluorine atom is preferably included in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and more preferably included as an alkyl fluoride in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later.
The amount of fluorine atoms relative to the total mass of the polyimide is preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
-ケイ素原子-
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、ケイ素原子を有することも好ましい。
ケイ素原子は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に後述する有機変性(ポリ)シロキサン構造として含まれることがより好ましい。
また、上記ケイ素原子又は上記有機変性(ポリ)シロキサン構造はポリイミドの側鎖に含まれていてもよいが、ポリイミドの主鎖に含まれることが好ましい。
ポリイミドの全質量に対するケイ素原子の量は、1質量%以上が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
-Silicon atom-
From the viewpoint of the film strength of the resulting organic film, it is also preferable that the polyimide contains silicon atoms.
The silicon atom is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and more preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later as an organically modified (poly)siloxane structure described later.
Furthermore, the silicon atoms or the organically modified (poly)siloxane structure may be included in the side chains of the polyimide, but it is preferable that they be included in the main chain of the polyimide.
The amount of silicon atoms relative to the total mass of the polyimide is preferably 1% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
-エチレン性不飽和結合-
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を有することが好ましい。
ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を主鎖末端に有していてもよいし、側鎖に有していてもよいが、側鎖に有することが好ましい。
上記エチレン性不飽和結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
エチレン性不飽和結合は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
これらの中でも、エチレン性不飽和結合は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基等の芳香環に直接結合した、置換されていてもよいビニル基を有する基、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(IV)で表される基などが挙げられる。
- Ethylene unsaturated bond -
From the viewpoint of the film strength of the resulting organic film, it is preferable that the polyimide has ethylenically unsaturated bonds.
Polyimides may have ethylenically unsaturated bonds at the ends of the main chain or in the side chains, but it is preferable that they be in the side chains.
The above ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
The ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and more preferably in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later as a group having an ethylenically unsaturated bond.
Among these, the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and more preferably included as a group having an ethylenically unsaturated bond in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later.
Groups having an ethylenically unsaturated bond include vinyl groups, allyl groups, vinylphenyl groups, and other groups having a vinyl group that is directly bonded to an aromatic ring and may be substituted, (meth)acrylamide groups, (meth)acryloyloxy groups, and groups represented by the following formula (IV).
式(IV)中、R20は、水素原子、メチル基、エチル基又はメチロール基を表し、水素原子又はメチル基が好ましい。 In formula (IV), R 20 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a methylol group, with a hydrogen atom or a methyl group being preferred.
式(IV)中、R21は、炭素数2~12のアルキレン基、-O-CH2CH(OH)CH2-、-C(=O)O-、-O(C=O)NH-、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基(アルキレン基の炭素数は2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2又は3が特に好ましい;繰返し数は1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が特に好ましい)、又はこれらを2以上組み合わせた基を表す。
また、上記炭素数2~12のアルキレン基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状又はこれらの組み合わせにより表されるアルキレン基のいずれであってもよい。
上記炭素数2~12のアルキレン基としては、炭素数2~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~4のアルキレン基がより好ましい。
In formula (IV), R 21 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -O- CH₂CH (OH) CH₂- , -C(=O)O-, -O(C=O)NH-, a (poly)alkylene oxy group having 2 to 30 carbon atoms (the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 6, and particularly preferably 2 or 3; the number of repetitions is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3), or a group obtained by combining two or more of these.
Furthermore, the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms may be a linear, branched, cyclic, or a combination thereof.
Of the alkylene groups having 2 to 12 carbon atoms, alkylene groups having 2 to 8 carbon atoms are preferred, and alkylene groups having 2 to 4 carbon atoms are more preferred.
これらの中でも、R21は下記式(R1)~式(R3)のいずれかで表される基であることが好ましく、式(R1)で表される基であることがより好ましい。
式(R1)~(R3)中、Lにおける炭素数2~12のアルキレン基、又は、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基の好ましい態様は、上述のR21における、炭素数2~12のアルキレン基、又は、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基の好ましい態様と同様である。
式(R1)中、Xは酸素原子であることが好ましい。
式(R1)~(R3)中、*は式(IV)中の*と同義であり、好ましい態様も同様である。
式(R1)で表される構造は、例えば、フェノール性ヒドロキシ基等のヒドロキシ基を有するポリイミドと、イソシアナト基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、2-イソシアナトエチルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
式(R2)で表される構造は、例えば、カルボキシ基を有するポリイミドと、ヒドロキシ基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
式(R3)で表される構造は、例えば、フェノール性ヒドロキシ基等のヒドロキシ基を有するポリイミドと、グリシジル基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、グリシジルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
Among these, R21 is preferably a group represented by any of the following formulas (R1) to (R3), and more preferably a group represented by formula (R1).
In formulas (R1) to (R3), the preferred embodiment of the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkylene oxy group having 2 to 30 carbon atoms in L is the same as the preferred embodiment of the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkylene oxy group having 2 to 30 carbon atoms in R21 described above.
In formula (R1), X is preferably an oxygen atom.
In formulas (R1) to (R3), * has the same meaning as * in formula (IV), and the same applies to the preferred embodiment.
The structure represented by formula (R1) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a hydroxyl group such as a phenolic hydroxyl group with a compound having an isocyanate group and an ethylenically unsaturated bond (e.g., 2-isocyanatoethyl methacrylate).
The structure represented by formula (R2) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a carboxyl group with a compound having a hydroxyl group and an ethylenically unsaturated bond (e.g., 2-hydroxyethyl methacrylate).
The structure represented by formula (R3) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a hydroxyl group, such as a phenolic hydroxyl group, with a compound having a glycidyl group and an ethylenically unsaturated bond (e.g., glycidyl methacrylate).
式(IV)中、*は他の構造との結合部位を表し、ポリイミドの主鎖との結合部位であることが好ましい。In formula (IV), * represents a binding site with another structure, and is preferably a binding site with the polyimide main chain.
ポリイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合の量は、0.0001~0.1mol/gであることが好ましく、0.0005~0.05mol/gであることがより好ましい。The amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and more preferably 0.0005 to 0.05 mol/g.
-エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基-
ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基を有していてもよい。
エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基としては、エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル基、メトキシメチル基等のアルコキシメチル基、メチロール基等が挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましい。
ポリイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基の量は、0.0001~0.1mol/gであることが好ましく、0.001~0.05mol/gであることがより好ましい。
-Polymerizable groups other than those containing ethylenically unsaturated bonds-
Polyimides may have polymerizable groups other than those having ethylenically unsaturated bonds.
Polymerizable groups other than those having ethylenically unsaturated bonds include epoxy groups, cyclic ether groups such as oxetanyl groups, alkoxymethyl groups such as methoxymethyl groups, and methylol groups.
Polymerizable groups other than those having an ethylenically unsaturated bond are preferably included, for example, in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later.
The amount of polymerizable groups other than those having ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and more preferably 0.001 to 0.05 mol/g.
-極性変換基-
ポリイミドは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。ポリイミドにおける酸分解性基は、上述の式(2)におけるR113及びR114において説明した酸分解性基と同様であり、好ましい態様も同様である。
極性変換基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131、R132、ポリイミドの末端などに含まれる。
- Polarity-converting group -
Polyimides may have polarity-changing groups such as acid-degradable groups. The acid-degradable groups in polyimides are the same as the acid-degradable groups described in R 113 and R 114 of formula (2) above, and the preferred embodiments are also the same.
Polarity-converting groups are found, for example, in R131 and R132 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and at the ends of the polyimide.
-酸価-
ポリイミドがアルカリ現像に供される場合、現像性を向上する観点からは、ポリイミドの酸価は、30mgKOH/g以上であることが好ましく、50mgKOH/g以上であることがより好ましく、70mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
また、上記酸価は500mgKOH/g以下であることが好ましく、400mgKOH/g以下であることがより好ましく、200mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
また、ポリイミドが有機溶剤を主成分とする現像液を用いた現像(例えば、後述する「溶剤現像」)に供される場合、ポリイミドの酸価は、1~35mgKOH/gが好ましく、2~30mgKOH/gがより好ましく、5~20mgKOH/gが更に好ましい。
上記酸価は、公知の方法により測定され、例えば、JIS K 0070:1992に記載の方法により測定される。
また、ポリイミドに含まれる酸基としては、保存安定性及び現像性の両立の観点から、pKaが0~10である酸基が好ましく、3~8である酸基がより好ましい。
pKaとは、酸から水素イオンが放出される解離反応を考え、その平衡定数Kaをその負の常用対数pKaによって表したものである。本明細書において、pKaは、特に断らない限り、ACD/ChemSketch(登録商標)による計算値とする。又は、日本化学会編「改定5版 化学便覧 基礎編」に掲載の値を参照してもよい。
また、酸基が例えばリン酸等の多価の酸である場合、上記pKaは第一解離定数である。
このような酸基として、ポリイミドは、カルボキシ基、及び、フェノール性ヒドロキシ基よりなる群から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましく、フェノール性ヒドロキシ基を含むことがより好ましい。
- Acid Value -
When polyimide is subjected to alkaline development, from the viewpoint of improving developability, the acid value of the polyimide is preferably 30 mg KOH/g or higher, more preferably 50 mg KOH/g or higher, and even more preferably 70 mg KOH/g or higher.
Furthermore, the above acid value is preferably 500 mg KOH/g or less, more preferably 400 mg KOH/g or less, and even more preferably 200 mg KOH/g or less.
Furthermore, when polyimide is subjected to development using a developer mainly composed of an organic solvent (for example, "solvent development" described later), the acid value of the polyimide is preferably 1 to 35 mg KOH/g, more preferably 2 to 30 mg KOH/g, and even more preferably 5 to 20 mg KOH/g.
The above acid value is measured by a known method, for example, by the method described in JIS K 0070:1992.
Furthermore, regarding the acid groups contained in polyimide, from the viewpoint of achieving both storage stability and developability, acid groups with a pKa of 0 to 10 are preferred, and acid groups with a pKa of 3 to 8 are more preferred.
pKa is the negative common logarithm of the equilibrium constant Ka, expressed as pKa, when considering a dissociation reaction in which hydrogen ions are released from an acid. In this specification, unless otherwise specified, pKa values shall be those calculated using ACD/ChemSketch®. Alternatively, values published in the "Revised 5th Edition Chemical Handbook, Basic Edition" edited by the Chemical Society of Japan may be referred to.
Furthermore, if the acidic group is a polyvalent acid such as phosphoric acid, the above pKa is the first dissociation constant.
The polyimide preferably contains at least one such acidic group selected from the group consisting of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group, and more preferably contains a phenolic hydroxyl group.
-フェノール性ヒドロキシ基-
アルカリ現像液による現像速度を適切なものとする観点からは、ポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を有することが好ましい。
ポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を主鎖末端に有してもよいし、側鎖に有してもよい。
フェノール性ヒドロキシ基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましい。
ポリイミドの全質量に対するフェノール性ヒドロキシ基の量は、0.1~30mol/gであることが好ましく、1~20mol/gであることがより好ましい。
- Phenolic hydroxyl group -
From the viewpoint of ensuring an appropriate development speed with an alkaline developer, it is preferable that the polyimide has a phenolic hydroxyl group.
Polyimides may have phenolic hydroxyl groups at the ends of their main chains or in their side chains.
The phenolic hydroxyl group is preferably included, for example, in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later.
The amount of phenolic hydroxyl groups relative to the total mass of polyimide is preferably 0.1 to 30 mol/g, and more preferably 1 to 20 mol/g.
本発明で用いるポリイミドとしては、イミド構造を有する高分子化合物であれば、特に限定はないが、下記式(4)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
重合性基を有する場合、重合性基は、R131及びR132の少なくとも一方に位置していてもよいし、下記式(4-1)又は式(4-2)に示すようにポリイミドの末端に位置していてもよい。
式(4-1)
式(4-2)
If polymerizable groups are present, the polymerizable groups may be located at least one of R 131 and R 132 , or they may be located at the ends of the polyimide as shown in formula (4-1) or formula (4-2) below.
Formula (4-1)
Formula (4-2)
重合性基としては、上述のエチレン性不飽和結合を含む基、又は、上述のエチレン性不飽和結合を有する基以外の架橋性基が挙げられる。
R131は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、式(2)におけるR111と同様のものが例示され、好ましい範囲も同様である。
また、R131としては、ジアミンのアミノ基の除去後に残存するジアミン残基が挙げられる。ジアミンとしては、脂肪族、環式脂肪族又は芳香族ジアミンなどが挙げられる。具体的な例としては、ポリイミド前駆体の式(2)中のR111の例が挙げられる。
Examples of polymerizable groups include groups containing the ethylenically unsaturated bond described above, or crosslinkable groups other than those having the ethylenically unsaturated bond described above.
R 131 represents a divalent organic group. Examples of divalent organic groups are the same as those for R 111 in formula (2), and the preferred range is also the same.
Furthermore, R 131 can be the diamine residue remaining after the removal of the amino group of the diamine. Examples of diamines include aliphatic, cyclic aliphatic, or aromatic diamines. A specific example is R 111 in formula (2) of the polyimide precursor.
R131は、少なくとも2つのアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミン残基であることが、焼成時における反りの発生をより効果的に抑制する点で好ましい。より好ましくは、エチレングリコール鎖、プロピレングリコール鎖のいずれか又は両方を一分子中にあわせて2つ以上含むジアミン残基であり、更に好ましくは上記ジアミンであって、芳香環を含まないジアミン残基である。 R 131 is preferably a diamine residue having at least two alkylene glycol units in its main chain, as this more effectively suppresses warping during firing. More preferably, it is a diamine residue containing two or more ethylene glycol chains, propylene glycol chains, or both in a single molecule, and even more preferably, it is the above-mentioned diamine residue that does not contain an aromatic ring.
エチレングリコール鎖、プロピレングリコール鎖のいずれか又は両方を一分子中にあわせて2つ以上含むジアミンとしては、ジェファーミン(登録商標)KH-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、D-4000(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)、1-(2-(2-(2-アミノプロポキシ)エトキシ)プロポキシ)プロパン-2-アミン、1-(1-(1-(2-アミノプロポキシ)プロパン-2-イル)オキシ)プロパン-2-アミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。Examples of diamines containing two or more ethylene glycol chains, propylene glycol chains, or both in a single molecule include, but are not limited to, Jeffermin® KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, EDR-148, EDR-176, D-200, D-400, D-2000, D-4000 (all trade names, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.), 1-(2-(2-(2-aminopropoxy)ethoxy)propoxy)propan-2-amine, and 1-(1-(1-(2-aminopropoxy)propan-2-yl)oxy)propan-2-amine.
R132は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、式(2)におけるR115と同様のものが例示され、好ましい範囲も同様である。
例えば、R115として例示される4価の有機基の4つの結合子が、上記式(4)中の4つの-C(=O)-の部分と結合して縮合環を形成する。
R 132 represents a tetravalent organic group. Examples of tetravalent organic groups are similar to those of R 115 in formula (2), and the preferred range is also the same.
For example, the four bonds of the tetravalent organic group exemplified as R 115 bond with the four -C(=O)- portions in formula (4) above to form a fused ring.
また、R132は、テトラカルボン酸二無水物から無水物基の除去後に残存するテトラカルボン酸残基などが挙げられる。具体的な例としては、ポリイミド前駆体の式(2)中のR115の例が挙げられる。有機膜の強度の観点から、R132は1~4つの芳香環を有する芳香族ジアミン残基であることが好ましい。 Furthermore, R 132 can be a tetracarboxylic acid residue remaining after the removal of the anhydride group from a tetracarboxylic dianhydride. A specific example is R 115 in formula (2) of the polyimide precursor. From the viewpoint of the strength of the organic film, R 132 is preferably an aromatic diamine residue having 1 to 4 aromatic rings.
R131とR132の少なくとも一方にOH基を有することも好ましい。より具体的には、R131として、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、上記の(DA-1)~(DA-18)が好ましい例として挙げられ、R132として、上記の(DAA-1)~(DAA-5)がより好ましい例として挙げられる。 It is also preferable that at least one of R 131 and R 132 has an OH group. More specifically, as R 131 , preferred examples include 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, and the above (DA-1) to (DA-18), and as R 132 , the above (DAA-1) to (DAA-5) are more preferred examples.
また、ポリイミドは、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリイミド中のフッ素原子の含有量は10質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。Furthermore, it is preferable that the polyimide contains fluorine atoms in its structure. The fluorine atom content in the polyimide is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリイミドは、シロキサン構造を有する脂肪族の基を共重合してもよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどが挙げられる。Furthermore, to improve adhesion to the substrate, the polyimide may be copolymerized with aliphatic groups having a siloxane structure. Specifically, examples of diamine components include bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane.
また、樹脂組成物の保存安定性を向上させるため、ポリイミドの主鎖末端はモノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などの末端封止剤により封止されていることが好ましい。これらのうち、モノアミンを用いることがより好ましく、モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。Furthermore, to improve the storage stability of the resin composition, it is preferable that the main chain ends of the polyimide are encapsulated with end-capturing agents such as monoamines, acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, and monoactive ester compounds. Of these, the use of monoamines is more preferable, and preferred monoamine compounds include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, and 1-carboxy Examples include -5-aminonaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, and 4-aminothiophenol. Two or more of these may be used, and multiple different end groups may be introduced by reacting multiple end encapsulants.
-イミド化率(閉環率)-
ポリイミドのイミド化率(「閉環率」ともいう)は、得られる有機膜の膜強度、絶縁性等の観点からは、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがより好ましい。
上記イミド化率の上限は特に限定されず、100%以下であればよい。
上記イミド化率は、例えば下記方法により測定される。
ポリイミドの赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造由来の吸収ピークである1377cm-1付近のピーク強度P1を求める。次に、そのポリイミドを350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1377cm-1付近のピーク強度P2を求める。得られたピーク強度P1、P2を用い、下記式に基づいて、ポリイミドのイミド化率を求めることができる。
イミド化率(%)=(ピーク強度P1/ピーク強度P2)×100
-Imidization rate (ring closure rate)-
The imidization rate (also called the "ring closure rate") of the polyimide is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more, from the viewpoint of the film strength and insulating properties of the resulting organic film.
There is no particular upper limit to the above imidization rate; it is acceptable as long as it is 100% or less.
The above imidization rate can be measured, for example, by the following method.
The infrared absorption spectrum of the polyimide is measured, and the peak intensity P1, which is the absorption peak derived from the imide structure, is determined around 1377 cm⁻¹ . Next, the polyimide is heat-treated at 350°C for 1 hour, and then the infrared absorption spectrum is measured again to determine the peak intensity P2, which is also around 1377 cm⁻¹ . Using the obtained peak intensities P1 and P2, the imidization rate of the polyimide can be determined based on the following formula.
Imidization rate (%) = (Peak intensity P1 / Peak intensity P2) × 100
ポリイミドは、すべてが1種のR131又はR132を含む上記式(4)で表される繰返し単位を含んでいてもよく、2つ以上の異なる種類のR131又はR132を含む上記式(4)で表される繰返し単位を含んでいてもよい。また、ポリイミドは、上記式(4)で表される繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位をも含んでいてもよい。他の種類の繰返し単位としては、例えば、上述の式(2)で表される繰返し単位等が挙げられる。 Polyimide may contain repeating units represented by formula (4) above, all of which contain one type of R 131 or R 132 , or it may contain repeating units represented by formula (4) above, each containing two or more different types of R 131 or R 132. In addition to the repeating units represented by formula (4), polyimide may also contain other types of repeating units. Examples of other types of repeating units include the repeating units represented by formula (2) above.
ポリイミドは、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)を反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物(一部を酸無水物又はモノ酸クロリド化合物又はモノ活性エステル化合物である末端封止剤に置換)とジアミンを反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後ジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)と縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ジアミン(一部をモノアミンである末端封止剤に置換)と反応させる方法などの方法を利用して、ポリイミド前駆体を得、これを、既知のイミド化反応法を用いて完全イミド化させる方法、又は、途中でイミド化反応を停止し、一部イミド構造を導入する方法、更には、完全イミド化したポリマーと、そのポリイミド前駆体をブレンドする事によって、一部イミド構造を導入する方法を利用して合成することができる。また、その他公知のポリイミドの合成方法を適用することもできる。Polyimides can be synthesized by obtaining polyimide precursors using methods such as: reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine (partially substituted with a monoamine end-captive) at low temperatures; reacting tetracarboxylic dianhydride (partially substituted with an acid anhydride, monoacid chloride compound, or monoactive ester compound end-captive) with a diamine at low temperatures; obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then reacting it with a diamine (partially substituted with a monoamine end-captive) in the presence of a condensing agent; obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, and then acid-chloridizing the remaining dicarboxylic acid and reacting it with a diamine (partially substituted with a monoamine end-captive); completely imidizing the precursor using a known imidation reaction method; stopping the imidation reaction midway to introduce a partial imide structure; or introducing a partial imide structure by blending a fully imidized polymer with its polyimide precursor. Other known methods for synthesizing polyimides can also be applied.
ポリイミドの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000~100,000であり、より好ましくは10,000~50,000であり、更に好ましくは15,000~40,000である。重量平均分子量を5,000以上とすることにより、硬化後の膜の耐折れ性を向上させることができる。機械特性(例えば、破断伸び)に優れた有機膜を得るため、重量平均分子量は、15,000以上が特に好ましい。
また、ポリイミドの数平均分子量(Mn)は、好ましくは2,000~40,000であり、より好ましくは3,000~30,000であり、更に好ましくは4,000~20,000である。
上記ポリイミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリイミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリイミドを含む場合、少なくとも1種のポリイミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリイミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of the polyimide is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, and even more preferably 15,000 to 40,000. By setting the weight-average molecular weight to 5,000 or more, the flexural resistance of the cured film can be improved. To obtain an organic film with excellent mechanical properties (e.g., elongation at break), a weight-average molecular weight of 15,000 or more is particularly preferred.
Furthermore, the number-average molecular weight (Mn) of the polyimide is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
The degree of molecular weight dispersion of the polyimide is preferably 1.5 or higher, more preferably 1.8 or higher, and even more preferably 2.0 or higher. There is no upper limit to the degree of molecular weight dispersion of the polyimide, but for example, it is preferably 7.0 or lower, more preferably 6.5 or lower, and even more preferably 6.0 or lower.
Furthermore, if the resin composition contains multiple types of polyimides as specific resins, it is preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion of at least one of the polyimides are within the above ranges. It is also preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion calculated when the multiple types of polyimides are treated as a single resin are, respectively, within the above ranges.
〔ポリベンゾオキサゾール前駆体〕
本発明で用いるポリベンゾオキサゾール前駆体は、その構造等について特に定めるものではないが、好ましくは下記式(3)で表される繰返し単位を含む。
The polybenzoxazole precursor used in this invention does not have any particular structure, but preferably contains repeating units represented by the following formula (3).
式(3)において、R123及びR124は、それぞれ、式(2)におけるR113と同義であり、好ましい範囲も同様である。すなわち、少なくとも一方は、重合性基であることが好ましい。
式(3)において、R121は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、脂肪族基及び芳香族基の少なくとも一方を含む基が好ましい。脂肪族基としては、直鎖の脂肪族基が好ましい。R121は、ジカルボン酸残基が好ましい。ジカルボン酸残基は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
In formula (3), R 123 and R 124 are equivalent to R 113 in formula (2), and their preferred ranges are also the same. That is, it is preferable that at least one of them is a polymerizable group.
In formula (3), R 121 represents a divalent organic group. The divalent organic group is preferably a group containing at least one of an aliphatic group and an aromatic group. The aliphatic group is preferably a linear aliphatic group. R 121 is preferably a dicarboxylic acid residue. Only one dicarboxylic acid residue may be used, or two or more may be used.
ジカルボン酸残基としては、脂肪族基を含むジカルボン酸及び芳香族基を含むジカルボン酸残基が好ましく、芳香族基を含むジカルボン酸残基がより好ましい。
脂肪族基を含むジカルボン酸としては、直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基を含むジカルボン酸が好ましく、直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基と2つの-COOHからなるジカルボン酸がより好ましい。直鎖又は分岐(好ましくは直鎖)の脂肪族基の炭素数は、2~30であることが好ましく、2~25であることがより好ましく、3~20であることが更に好ましく、4~15であることが一層好ましく、5~10であることが特に好ましい。直鎖の脂肪族基はアルキレン基であることが好ましい。
直鎖の脂肪族基を含むジカルボン酸としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ-n-ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,3-ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、3-エチル-3-メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3-メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6-テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9-ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、更に下記式で表されるジカルボン酸等が挙げられる。
As the dicarboxylic acid residue, dicarboxylic acid residues containing an aliphatic group and dicarboxylic acid residues containing an aromatic group are preferred, and dicarboxylic acid residues containing an aromatic group are more preferred.
As for dicarboxylic acids containing an aliphatic group, dicarboxylic acids containing a linear or branched (preferably linear) aliphatic group are preferred, and dicarboxylic acids consisting of a linear or branched (preferably linear) aliphatic group and two -COOH groups are more preferred. The number of carbon atoms in the linear or branched (preferably linear) aliphatic group is preferably 2 to 30, more preferably 2 to 25, even more preferably 3 to 20, even more preferably 4 to 15, and particularly preferably 5 to 10. The linear aliphatic group is preferably an alkylene group.
Examples of dicarboxylic acids containing a linear aliphatic group include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succicic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, and 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid. Examples include suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9-nonanediic acid, dodecanediic acid, tridecanediic acid, tetradecanediic acid, pentadecanediic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanediic acid, nonadecanedioic acid, eicosanedioic acid, heneicosanedioic acid, docosanedioic acid, tricosanedioic acid, tetracosanedioic acid, pentacosanedioic acid, hexacosanedioic acid, heptacosanedioic acid, octacosanedioic acid, nonacosanedioic acid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, and dicarboxylic acids represented by the following formulas.
芳香族基を含むジカルボン酸としては、以下の芳香族基を有するジカルボン酸が好ましく、以下の芳香族基を有する基と2つの-COOHのみからなるジカルボン酸がより好ましい。As for dicarboxylic acids containing aromatic groups, those having the following aromatic groups are preferred, and those consisting only of the following aromatic groups and two -COOH groups are more preferred.
芳香族基を含むジカルボン酸の具体例としては、4,4’-カルボニル二安息香酸及び4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、テレフタル酸が挙げられる。Specific examples of dicarboxylic acids containing aromatic groups include 4,4'-carbonyl dibenzoic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, and terephthalic acid.
式(3)において、R122は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、上記式(2)におけるR115と同義であり、好ましい範囲も同様である。
R122は、また、ビスアミノフェノール誘導体由来の基であることが好ましく、ビスアミノフェノール誘導体由来の基としては、例えば、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4-ジアミノ-2,5-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-2,4-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-4,6-ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。これらのビスアミノフェノールは、単独にて、あるいは混合して使用してもよい。
In formula (3), R 122 represents a tetravalent organic group. As a tetravalent organic group, it is equivalent to R 115 in formula (2) above, and the preferred range is also the same.
R 122 is also preferably a group derived from a bisaminophenol derivative, and examples of groups derived from bisaminophenol derivatives include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenylsulfone, bis-(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis-(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis-(4-A Examples include (mino-3-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis-(4-amino-3-hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis-(4-amino-3-hydroxyphenyl)propane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenyl ether, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, 1,3-diamino-2,4-dihydroxybenzene, and 1,3-diamino-4,6-dihydroxybenzene. These bisaminophenols may be used individually or in combination.
ビスアミノフェノール誘導体のうち、下記芳香族基を有するビスアミノフェノール誘導体が好ましい。Among bisaminophenol derivatives, those having the following aromatic groups are preferred.
ビスアミノフェノール誘導体は、式(A-s)で表される化合物であることも好ましい。
式(A-s)中、R1は、水素原子、アルキレン、置換アルキレン、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-、単結合、又は下記式(A-sc)の群から選ばれる有機基である。R2は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、環状のアルキル基のいずれかであり、同一でも異なってもよい。R3は水素原子、直鎖又は分岐のアルキル基、アルコキシ基、アシルオキシ基、環状のアルキル基のいずれかであり、同一でも異なってもよい。 In formula (A-s), R1 is a hydrogen atom, alkylene, substituted alkylene, -O-, -S-, -SO₂- , -CO-, -NHCO-, a single bond, or an organic group selected from the group of formulas (A-sc) below. R2 is a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, or a cyclic alkyl group, and may be the same or different. R3 is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group, or a cyclic alkyl group, and may be the same or different.
上記式(A-s)中、フェノール性ヒドロキシ基のオルソ位、すなわち、R3にも置換基を有することが、アミド結合のカルボニル炭素とヒドロキシ基の距離をより接近させると考えられ、低温で硬化した際に高環化率になる効果が更に高まる点で、特に好ましい。 In the above formula (A-s), having a substituent at the ortho position of the phenolic hydroxyl group, i.e., R3 , is considered to bring the carbonyl carbon of the amide bond and the hydroxyl group closer together, and is particularly preferable because it further enhances the effect of high cyclization rate when cured at low temperatures.
また、上記式(A-s)中、R2がアルキル基であり、かつR3がアルキル基であることが、i線に対する高透明性と低温で硬化した際に高環化率であるという効果を維持することができ、好ましい。 Furthermore, in the above formula (A-s), it is preferable that R2 is an alkyl group and R3 is an alkyl group, as this maintains the effects of high transparency to the i-line and a high cyclization rate when cured at low temperatures.
また、上記式(A-s)中、R1がアルキレン又は置換アルキレンであることが、更に好ましい。R1に係るアルキレン及び置換アルキレンの具体的な例としては、炭素数1~8の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられるが、その中でも-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-が、i線に対する高透明性と低温で硬化した際の高環化率であるという効果を維持しながら、溶剤に対して十分な溶解性を持つ、バランスに優れるポリベンゾオキサゾール前駆体を得ることができる点で、より好ましい。 Furthermore, it is even more preferable that R1 in the above formula (A-s) is an alkylene or a substituted alkylene. Specific examples of alkylenes and substituted alkylenes related to R1 include linear or branched alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms. Among these, -CH2- , -CH( CH3 )-, and -C( CH3 ) 2- are more preferable because they allow for the production of a well-balanced polybenzoxazole precursor that maintains high transparency to i-lines and a high cyclization rate when cured at low temperatures, while also having sufficient solubility in solvents.
上記式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体の製造方法としては、例えば、特開2013-256506号公報の段落番号0085~0094及び実施例1(段落番号0189~0190)を参考にすることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。As a method for producing the bisaminophenol derivative represented by the above formula (A-s), for example, paragraphs 0085 to 0094 and Example 1 (paragraphs 0189 to 0190) of Japanese Patent Application Publication No. 2013-256506 can be referenced, and the contents of these are incorporated herein.
上記式(A-s)で示されるビスアミノフェノール誘導体の構造の具体例としては、特開2013-256506号公報の段落番号0070~0080に記載のものが挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。もちろん、これらに限定されるものではないことは言うまでもない。Specific examples of the structure of the bisaminophenol derivative represented by the above formula (A-s) include those described in paragraphs 0070 to 0080 of Japanese Patent Application Publication No. 2013-256506, and these contents are incorporated herein by reference. Of course, it goes without saying that the structure is not limited to these examples.
ポリベンゾオキサゾール前駆体は上記式(3)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し造単位も含んでよい。
ポリベンゾオキサゾール前駆体は、閉環に伴う反りの発生を抑制できる点で、下記式(SL)で表されるジアミン残基を他の種類の繰返し単位として含むことが好ましい。
The polybenzoxazole precursor may include other types of repeating units in addition to the repeating unit of formula (3) above.
The polybenzoxazole precursor preferably contains a diamine residue represented by the following formula (SL) as another type of repeating unit, in that it can suppress the occurrence of warping associated with ring closure.
式(SL)において、好ましいZとしては、b構造中のR5s及びR6sがフェニル基であるものが挙げられる。また、式(SL)で示される構造の分子量は、400~4,000であることが好ましく、500~3,000がより好ましい。上記分子量を上記範囲とすることで、より効果的に、ポリベンゾオキサゾール前駆体の脱水閉環後の弾性率を下げ、反りを抑制できる効果と溶剤溶解性を向上させる効果を両立することができる。 In formula (SL), preferred Z is one in which R 5s and R 6s in the b structure are phenyl groups. Furthermore, the molecular weight of the structure represented by formula (SL) is preferably 400 to 4,000, and more preferably 500 to 3,000. By setting the molecular weight within the above range, it is possible to more effectively reduce the elastic modulus after dehydration and ring closure of the polybenzoxazole precursor, thereby achieving both the effect of suppressing warping and the effect of improving solvent solubility.
他の種類の繰返し単位として式(SL)で表されるジアミン残基を含む場合、更に、テトラカルボン酸二無水物から無水物基の除去後に残存するテトラカルボン酸残基を繰返し単位として含むことも好ましい。このようなテトラカルボン酸残基の例としては、式(2)中のR115の例が挙げられる。 When the repeating unit includes a diamine residue represented by formula (SL), it is also preferable to include a tetracarboxylic acid residue remaining after the removal of the anhydride group from the tetracarboxylic dianhydride as a repeating unit. An example of such a tetracarboxylic acid residue is R 115 in formula (2).
ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量(Mw)は、例えば、好ましくは18,000~30,000であり、より好ましくは20,000~29,000であり、更に好ましくは22,000~28,000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは7,200~14,000であり、より好ましくは8,000~12,000であり、更に好ましくは9,200~11,200である。
上記ポリベンゾオキサゾール前駆体の分子量の分散度は、1.4以上であることが好ましく、1.5以上がより好ましく、1.6以上であることが更に好ましい。ポリベンゾオキサゾール前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、2.6以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、2.4以下が更に好ましく、2.3以下が一層好ましく、2.2以下がより一層好ましい。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリベンゾオキサゾール前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリベンゾオキサゾール前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of the polybenzoxazole precursor is preferably 18,000 to 30,000, more preferably 20,000 to 29,000, and even more preferably 22,000 to 28,000. The number-average molecular weight (Mn) is preferably 7,200 to 14,000, more preferably 8,000 to 12,000, and even more preferably 9,200 to 11,200.
The degree of molecular weight dispersion of the polybenzoxazole precursor is preferably 1.4 or higher, more preferably 1.5 or higher, and even more preferably 1.6 or higher. There is no upper limit to the degree of molecular weight dispersion of the polybenzoxazole precursor, but for example, it is preferably 2.6 or lower, more preferably 2.5 or lower, even more preferably 2.4 or lower, even more preferably 2.3 or lower, and even more preferably 2.2 or lower.
Furthermore, if the resin composition contains multiple types of polybenzoxazole precursors as a specific resin, it is preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion of at least one of the polybenzoxazole precursors are within the above range. It is also preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion calculated by treating the multiple types of polybenzoxazole precursors as a single resin are, respectively, within the above range.
〔ポリベンゾオキサゾール〕
ポリベンゾオキサゾールとしては、ベンゾオキサゾール環を有する高分子化合物であれば、特に限定はないが、下記式(X)で表される化合物であることが好ましく、下記式(X)で表される化合物であって、重合性基を有する化合物であることがより好ましい。上記重合性基としては、ラジカル重合性基が好ましい。また、下記式(X)で表される化合物であって、酸分解性基等の極性変換基を有する化合物であってもよい。
重合性基又は酸分解性基等の極性変換基を有する場合、重合性基又は酸分解性基等の極性変換基は、R133及びR134の少なくとも一方に位置していてもよいし、下記式(X-1)又は式(X-2)に示すようにポリベンゾオキサゾールの末端に位置していてもよい。
式(X-1)
式(X-2)
The polybenzoxazole is not particularly limited as long as it is a polymer compound having a benzoxazole ring, but it is preferably a compound represented by the following formula (X), and more preferably a compound represented by the following formula (X) that has a polymerizable group. A radical polymerizable group is preferred as the polymerizable group. Alternatively, it may be a compound represented by the following formula (X) that has a polarity conversion group such as an acid-degradable group.
If the polybenzoxazole has a polymerizable group or an acid-degradable group, the polymerizable group or the acid-degradable group may be located at least one of R 133 and R 134 , or it may be located at the terminal end of the polybenzoxazole as shown in formula (X-1) or formula (X-2) below.
Formula (X-1)
Formula (X-2)
重合性基又は酸分解性基等の極性変換基は、上記のポリイミド前駆体が有している重合性基で述べた重合性基と同義である。Polarity-converting groups such as polymerizable groups or acid-degradable groups are synonymous with the polymerizable groups described above in relation to the polymerizable groups of the polyimide precursor.
R133は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、脂肪族基又は芳香族基が挙げられる。具体的な例としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体の式(3)中のR121の例が挙げられる。また、その好ましい例はR121と同様である。 R 133 represents a divalent organic group. Examples of divalent organic groups include aliphatic groups and aromatic groups. A specific example is R 121 in formula (3) of the polybenzoxazole precursor. A preferred example is similar to R 121 .
R134は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、ポリベンゾオキサゾール前駆体の式(3)中のR122の例が挙げられる。また、その好ましい例はR122と同様である。
例えば、R122として例示される4価の有機基の4つの結合子が、上記式(X)中の窒素原子、酸素原子と結合して縮合環を形成する。例えば、R134が、下記有機基である場合、下記構造を形成する。下記構造中、*はそれぞれ、式(X)中の窒素原子又は酸素原子との結合部位を表す。
For example, the four bonds of the tetravalent organic group exemplified as R 122 bond with the nitrogen and oxygen atoms in formula (X) above to form a fused ring. For example, if R 134 is the following organic group, it forms the following structure. In the following structure, * represents the bonding site with the nitrogen or oxygen atom in formula (X).
ポリベンゾオキサゾールはオキサゾール化率が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。上限は特に限定されず、100%であってもよい。オキサゾール化率が85%以上であることにより、加熱によりオキサゾール化される時に起こる閉環に基づく膜収縮が小さくなり、反りの発生をより効果的に抑えることができる。
上記オキサゾール化率は、例えば下記方法により測定される。
ポリベンゾオキサゾールの赤外吸収スペクトルを測定し、前駆体のアミド構造に由来する吸収ピークである1650cm-1付近のピーク強度Q1を求める。次に、1490cm-1付近に見られる芳香環の吸収強度で規格化する。そのポリベンゾオキサゾールを350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1650cm-1付近のピーク強度Q2を求め、1490cm-1付近に見られる芳香環の吸収強度で規格化する。得られたピーク強度Q1、Q2の規格値を用い、下記式に基づいて、ポリベンゾオキサゾールのオキサゾール化率を求めることができる。
オキサゾール化率(%)=(ピーク強度Q1の規格値/ピーク強度Q2の規格値)×100
The polybenzoxazole preferably has an oxazole conversion rate of 85% or more, and more preferably 90% or more. There is no particular upper limit, and it may be 100%. By having an oxazole conversion rate of 85% or more, the membrane shrinkage due to ring closure that occurs when oxazole is converted by heating is reduced, and the occurrence of warping can be suppressed more effectively.
The above oxazole conversion rate can be measured, for example, by the following method.
The infrared absorption spectrum of polybenzoxazole is measured, and the peak intensity Q1, which originates from the amide structure of the precursor, is determined around 1650 cm⁻¹ . Next, this is normalized by the absorption intensity of the aromatic ring observed around 1490 cm⁻¹ . After heat-treating the polybenzoxazole at 350°C for 1 hour, the infrared absorption spectrum is measured again, and the peak intensity Q2, which originates around 1650 cm⁻¹ , is determined and normalized by the absorption intensity of the aromatic ring observed around 1490 cm⁻¹ . Using the normal values of the obtained peak intensities Q1 and Q2, the oxazole conversion rate of polybenzoxazole can be determined based on the following formula.
Oxazole conversion rate (%) = (Specific value of peak intensity Q1 / Specific value of peak intensity Q2) × 100
ポリベンゾオキサゾールは、すべてが1種のR131又はR132を含む上記式(X)の繰返し単位を含んでいてもよく、2つ以上の異なる種類のR131又はR132を含む上記式(X)の繰返し単位を含んでいてもよい。また、ポリベンゾオキサゾールは、上記式(X)の繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位も含んでいてもよい。 Polybenzoxazoles may contain repeating units of formula (X) that all contain one type of R 131 or R 132 , or they may contain repeating units of formula (X) that contain two or more different types of R 131 or R 132. In addition, polybenzoxazoles may contain other types of repeating units besides the repeating units of formula (X).
ポリベンゾオキサゾールは、例えば、ビスアミノフェノール誘導体と、R133を含むジカルボン酸又は上記ジカルボン酸の、ジカルボン酸ジクロライド及びジカルボン酸誘導体等から選ばれる化合物とを反応させて、ポリベンゾオキサゾール前駆体を得、これを既知のオキサゾール化反応法を用いてオキサゾール化させることで得られる。
なお、ジカルボン酸の場合には反応収率等を高めるため、1-ヒドロキシ-1,2,3-ベンゾトリアゾール等を予め反応させた活性エステル型のジカルボン酸誘導体を用いてもよい。
Polybenzoxazoles can be obtained, for example, by reacting a bisaminophenol derivative with a dicarboxylic acid containing R 133 or a compound selected from dicarboxylic acid dichlorides and dicarboxylic acid derivatives of the above-mentioned dicarboxylic acid to obtain a polybenzoxazole precursor, and then oxazoleizing this precursor using a known oxazole reaction method.
In the case of dicarboxylic acids, in order to increase the reaction yield, etc., an active ester-type dicarboxylic acid derivative that has been pre-reacted with 1-hydroxy-1,2,3-benzotriazole or the like may be used.
ポリベンゾオキサゾールの重量平均分子量(Mw)は、5,000~70,000が好ましく、8,000~50,000がより好ましく、10,000~30,000が更に好ましい。重量平均分子量を5,000以上とすることにより、硬化後の膜の耐折れ性を向上させることができる。機械特性に優れた有機膜を得るため、重量平均分子量は、20,000以上が特に好ましい。また、ポリベンゾオキサゾールを2種以上含有する場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾールの重量平均分子量が上記範囲であることが好ましい。
また、ポリベンゾオキサゾールの数平均分子量(Mn)は、好ましくは7,200~14,000であり、より好ましくは8,000~12,000であり、更に好ましくは9,200~11,200である。
上記ポリベンゾオキサゾールの分子量の分散度は、1.4以上であることが好ましく、1.5以上がより好ましく、1.6以上であることが更に好ましい。ポリベンゾオキサゾールの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、2.6以下が好ましく、2.5以下がより好ましく、2.4以下が更に好ましく、2.3以下が一層好ましく、2.2以下がより一層好ましい。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリベンゾオキサゾールを含む場合、少なくとも1種のポリベンゾオキサゾールの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリベンゾオキサゾールを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of the polybenzoxazole is preferably 5,000 to 70,000, more preferably 8,000 to 50,000, and even more preferably 10,000 to 30,000. By setting the weight-average molecular weight to 5,000 or higher, the bending resistance of the cured film can be improved. To obtain an organic film with excellent mechanical properties, a weight-average molecular weight of 20,000 or higher is particularly preferred. Furthermore, when two or more types of polybenzoxazole are contained, it is preferable that the weight-average molecular weight of at least one of the polybenzoxazoles is within the above range.
Furthermore, the number-average molecular weight (Mn) of the polybenzoxazole is preferably 7,200 to 14,000, more preferably 8,000 to 12,000, and even more preferably 9,200 to 11,200.
The degree of molecular weight dispersion of the polybenzoxazole is preferably 1.4 or higher, more preferably 1.5 or higher, and even more preferably 1.6 or higher. There is no upper limit to the degree of molecular weight dispersion of the polybenzoxazole, but for example, it is preferably 2.6 or lower, more preferably 2.5 or lower, even more preferably 2.4 or lower, even more preferably 2.3 or lower, and even more preferably 2.2 or lower.
Furthermore, if the resin composition contains multiple types of polybenzoxazole as a specific resin, it is preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion of at least one of the polybenzoxazoles are within the above range. It is also preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion calculated when the multiple types of polybenzoxazole are treated as a single resin are, respectively, within the above range.
〔ポリアミドイミド前駆体〕
ポリアミドイミド前駆体は、下記式(PAI-2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
The polyamide-imide precursor preferably contains repeating units represented by the following formula (PAI-2).
式(PAI-2)中、R117は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)2-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
In formula (PAI-2), R 117 is exemplified by linear or branched aliphatic groups, cyclic aliphatic groups, aromatic groups, heteroaromatic groups, or groups formed by linking two or more of these by single bonds or linking groups. Preferably, R is a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more of these by single bonds or linking groups. More preferably, R is an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms by single bonds or linking groups.
The above-mentioned linking groups are preferably -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O) 2- , alkylene groups, halogenated alkylene groups, arylene groups, or linking groups in which two or more of these are linked, and more preferably -O-, -S-, alkylene groups, halogenated alkylene groups, arylene groups, or linking groups in which two or more of these are linked.
The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The halogenated alkylene group described above is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. The halogen atoms in the halogenated alkylene group may include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms, etc., with fluorine atoms being preferred. The halogenated alkylene group may have hydrogen atoms, or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, but it is preferable that all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. An example of a preferred halogenated alkylene group is the (ditrifluoromethyl)methylene group.
The above-mentioned arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and even more preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
また、R117は少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物から誘導されることが好ましい。上記ハロゲン化としては、塩素化が好ましい。
本発明において、カルボキシ基を3つ有する化合物をトリカルボン酸化合物という。
上記トリカルボン酸化合物の3つのカルボキシ基のうち2つのカルボキシ基は酸無水物化されていてもよい。
ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物としては、分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族のトリカルボン酸化合物などが挙げられる。
これらのトリカルボン酸化合物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
Furthermore, R 117 is preferably derived from a tricarboxylic acid compound in which at least one carboxyl group may be halogenated. Chlorination is preferred as the halogenation.
In this invention, a compound having three carboxyl groups is referred to as a tricarboxylic acid compound.
Two of the three carboxyl groups in the above tricarboxylic acid compound may be converted to acid anhydrides.
Examples of tricarboxylic acid compounds that may be halogenated and used in the production of polyamide-imide precursors include branched aliphatic, cyclic aliphatic, or aromatic tricarboxylic acid compounds.
These tricarboxylic acid compounds may be used individually or in combination of two or more.
具体的には、トリカルボン酸化合物としては、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基を含むトリカルボン酸化合物が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基を含むトリカルボン酸化合物がより好ましい。Specifically, preferred tricarboxylic acid compounds include a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more of these groups by single bonds or linking groups. More preferred tricarboxylic acid compounds include an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms by single bonds or linking groups.
また、トリカルボン酸化合物の具体例としては、1,2,3-プロパントリカルボン酸、1,3,5-ペンタントリカルボン酸、クエン酸、トリメリット酸、2,3,6-ナフタレントリカルボン酸、フタル酸(又は、無水フタル酸)と安息香酸とが単結合、-O-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-SO2-又はフェニレン基で連結された化合物等が挙げられる。
これらの化合物は、2つのカルボキシ基が無水物化した化合物(例えば、トリメリット酸無水物)であってもよいし、少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化した化合物(例えば、無水トリメリット酸クロリド)であってもよい。
Furthermore, specific examples of tricarboxylic acid compounds include 1,2,3-propanetricarboxylic acid, 1,3,5-pentanetricarboxylic acid, citric acid, trimellitic acid, 2,3,6-naphthalentricarboxylic acid, and compounds in which phthalic acid (or phthalic anhydride) and benzoic acid are linked by a single bond, -O-, -CH2- , -C( CH3 ) 2- , -C( CF3 ) 2- , -SO2- , or a phenylene group.
These compounds may be compounds in which two carboxyl groups have been converted to anhydrides (e.g., trimellitic anhydride), or compounds in which at least one carboxyl group has been converted to a halogen (e.g., trimellitic anhydride chloride).
式(PAI-2)中、R111、A2、R113はそれぞれ、上述の式(2)におけるR111、A2、R113と同義であり、好ましい態様も同様である。 In formula (PAI-2), R 111 , A 2 , and R 113 are the same as R 111 , A 2 , and R 113 in formula (2) above, and the preferred embodiment is the same.
ポリアミドイミド前駆体は他の繰返し単位を更に含んでもよい。
他の繰返し単位としては、上述の式(2)で表される繰返し単位、下記式(PAI-1)で表される繰返し単位等が挙げられる。
Other repeating units include the repeating unit represented by equation (2) above, and the repeating unit represented by equation (PAI-1) below.
式(PAI-1)中、R116は2価の有機基を表し、R111は2価の有機基を表す。
式(PAI-1)中、R116は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)2-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
In formula (PAI-1), R 116 represents a divalent organic group, and R 111 represents a divalent organic group.
In formula (PAI-1), R 116 is exemplified by linear or branched aliphatic groups, cyclic aliphatic groups, aromatic groups, heteroaromatic groups, or groups formed by linking two or more of these by single bonds or linking groups. Preferably, R is a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more of these by single bonds or linking groups. More preferably, R is an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms by single bonds or linking groups.
The above-mentioned linking groups are preferably -O-, -S-, -C(=O)-, -S(=O) 2- , alkylene groups, halogenated alkylene groups, arylene groups, or linking groups in which two or more of these are linked, and more preferably -O-, -S-, alkylene groups, halogenated alkylene groups, arylene groups, or linking groups in which two or more of these are linked.
The alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The halogenated alkylene group described above is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. The halogen atoms in the halogenated alkylene group may include fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms, etc., with fluorine atoms being preferred. The halogenated alkylene group may have hydrogen atoms, or all of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms, but it is preferable that all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms. An example of a preferred halogenated alkylene group is the (ditrifluoromethyl)methylene group.
The above-mentioned arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and even more preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
また、R116はジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物から誘導されることが好ましい。
本発明において、カルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸化合物、ハロゲン化されたカルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸ジハライド化合物という。
ジカルボン酸ジハライド化合物におけるカルボキシ基は、ハロゲン化されていればよいが、例えば、塩素化されていることが好ましい。すなわち、ジカルボン酸ジハライド化合物は、ジカルボン酸ジクロリド化合物であることが好ましい。
ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物などが挙げられる。
これらのジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
Furthermore, R 116 is preferably derived from a dicarboxylic acid compound or a dicarboxylic acid dihalide compound.
In the present invention, a compound having two carboxyl groups is called a dicarboxylic acid compound, and a compound having two halogenated carboxyl groups is called a dicarboxylic acid dihalide compound.
The carboxyl group in a dicarboxylic acid dihalide compound may be halogenated, but it is preferable that it is chlorinated, for example. In other words, the dicarboxylic acid dihalide compound is preferably a dicarboxylic acid dichloride compound.
Examples of halogenated dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds used in the production of polyamide-imide precursors include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds.
These dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds may be used individually or in combination of two or more.
具体的には、ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基を含むジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基を含むジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物がより好ましい。Specifically, preferred dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds include a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more of these groups by single bonds or linking groups. More preferred are dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds that include an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group formed by combining two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms by single bonds or linking groups.
また、ジカルボン酸化合物の具体例としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、イソプロピルマロン酸、ジ-n-ブチルマロン酸、スクシン酸、テトラフルオロスクシン酸、メチルスクシン酸、2,2-ジメチルスクシン酸、2,3-ジメチルスクシン酸、ジメチルメチルスクシン酸、グルタル酸、ヘキサフルオログルタル酸、2-メチルグルタル酸、3-メチルグルタル酸、2,2-ジメチルグルタル酸、3,3-ジメチルグルタル酸、3-エチル-3-メチルグルタル酸、アジピン酸、オクタフルオロアジピン酸、3-メチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2,6,6-テトラメチルピメリン酸、スベリン酸、ドデカフルオロスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ヘキサデカフルオロセバシン酸、1,9-ノナン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸、ヘンエイコサン二酸、ドコサン二酸、トリコサン二酸、テトラコサン二酸、ペンタコサン二酸、ヘキサコサン二酸、ヘプタコサン二酸、オクタコサン二酸、ノナコサン二酸、トリアコンタン二酸、ヘントリアコンタン二酸、ドトリアコンタン二酸、ジグリコール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ビフェニルカルボン酸、4,4’-ビフェニルカルボン酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、ベンゾフェノン-4,4’-ジカルボン酸等が挙げられる。
ジカルボン酸ジハライド化合物の具体例としては、上記ジカルボン酸化合物の具体例における2つのカルボキシ基をハロゲン化した構造の化合物が挙げられる。
Furthermore, specific examples of dicarboxylic acid compounds include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succicic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebaic acid, and hexadeca. Examples include fluorosebacic acid, 1,9-nonanediic acid, dodecanediic acid, tridecanediic acid, tetradecanediic acid, pentadecanediic acid, hexadecanedioic acid, heptadecanedioic acid, octadecanediic acid, nonadecanedioic acid, eicosanedioic acid, heneicosanedioic acid, docosanedioic acid, tricosanedioic acid, tetracosanedioic acid, pentacosanedioic acid, hexacosanedioic acid, heptacosanedioic acid, octacosanedioic acid, nonacosandioic acid, triacontanedioic acid, hentriacontanedioic acid, dotriacontanedioic acid, diglycolic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4'-biphenylcarboxylic acid, 4,4'-biphenylcarboxylic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid, etc.
Specific examples of dicarboxylic acid dihalide compounds include compounds in which the two carboxyl groups in the above-mentioned specific examples of dicarboxylic acid compounds are halogenated.
式(PAI-1)中、R111は上述の式(2)におけるR111と同義であり、好ましい態様も同様である。 In formula (PAI-1), R 111 is the same as R 111 in formula (2) described above, and the preferred embodiment is the same.
また、ポリアミドイミド前駆体は、構造中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリアミドイミド前駆体中のフッ素原子含有量は、10質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。Furthermore, the polyamide-imide precursor may also preferably contain fluorine atoms in its structure. The fluorine atom content in the polyamide-imide precursor is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリアミドイミド前駆体は、シロキサン構造を有する脂肪族基と共重合していてもよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどを用いる態様が挙げられる。Furthermore, to improve adhesion to the substrate, the polyamide-imide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure. Specifically, examples include using bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc., as the diamine component.
本発明におけるポリアミドイミド前駆体の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、式(PAI-1)で表される繰返し単位、及び、式(2)で表される繰返し単位の合計含有量が、全繰返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(PAI-2)で表される繰返し単位、式(PAI-1)で表される繰返し単位、及び、式(2)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
また、本発明におけるポリアミドイミド前駆体の別の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、及び、式(PAI-1)で表される繰返し単位の合計含有量が、全繰返し単位の50モル%以上である態様が挙げられる。上記合計含有量は、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位が、式(PAI-2)で表される繰返し単位、又は、式(PAI-1)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
One embodiment of the polyamideimide precursor in the present invention is one in which the total content of repeating units represented by formula (PAI-2), repeating units represented by formula (PAI-1), and repeating units represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units. The above total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%. The upper limit of the above total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyamideimide precursor, excluding the terminals, may be any of the repeating units represented by formula (PAI-2), repeating units represented by formula (PAI-1), and repeating units represented by formula (2).
Another embodiment of the polyamideimide precursor in the present invention is one in which the total content of repeating units represented by formula (PAI-2) and repeating units represented by formula (PAI-1) is 50 mol% or more of the total repeating units. The above total content is more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%. The upper limit of the above total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyamideimide precursor, excluding the terminals, may be either repeating units represented by formula (PAI-2) or repeating units represented by formula (PAI-1).
ポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは2,000~500,000であり、より好ましくは5,000~100,000であり、更に好ましくは10,000~50,000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは800~250,000であり、より好ましくは、2,000~50,000であり、更に好ましくは、4,000~25,000である。
ポリアミドイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリアミドイミド前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。 また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリアミドイミド前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of the polyamide-imide precursor is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 10,000 to 50,000. The number-average molecular weight (Mn) is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000.
The degree of dispersion of the molecular weight of the polyamide-imide precursor is preferably 1.5 or higher, more preferably 1.8 or higher, and even more preferably 2.0 or higher. There is no particular upper limit for the degree of dispersion of the molecular weight of the polyamide-imide precursor, but for example, it is preferably 7.0 or lower, more preferably 6.5 or lower, and even more preferably 6.0 or lower. Furthermore, if the resin composition contains multiple types of polyamide-imide precursors as a specific resin, it is preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion of at least one of the polyamide-imide precursors are within the above ranges. It is also preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion calculated when the multiple types of polyamide-imide precursors are treated as a single resin are, respectively, within the above ranges.
〔ポリアミドイミド〕
本発明に用いられるポリアミドイミドは、アルカリ可溶性ポリアミドイミドであってもよく、有機溶剤を主成分とする現像液に対して可溶なポリアミドイミドであってもよい。
本明細書において、アルカリ可溶性ポリアミドイミドとは、100gの2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液に対し、23℃で0.1g以上溶解するポリアミドイミドをいい、パターン形成性の観点からは、0.5g以上溶解するポリアミドイミドであることが好ましく、1.0g以上溶解するポリアミドイミドであることが更に好ましい。上記溶解量の上限は特に限定されないが、100g以下であることが好ましい。
また、ポリアミドイミドは、得られる有機膜の膜強度及び絶縁性の観点からは、複数個のアミド結合及び複数個のイミド構造を主鎖に有するポリアミドイミドであることが好ましい。
[Polyamide-imide]
The polyamide-imide used in the present invention may be an alkali-soluble polyamide-imide, or a polyamide-imide that is soluble in a developer mainly composed of an organic solvent.
In this specification, alkali-soluble polyamide-imide refers to a polyamide-imide that dissolves at 0.1 g or more in 100 g of a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium at 23°C. From the viewpoint of pattern formation, it is preferable that the polyamide-imide dissolves at 0.5 g or more, and more preferably at 1.0 g or more. The upper limit of the above dissolution amount is not particularly limited, but it is preferably 100 g or less.
Furthermore, from the viewpoint of the film strength and insulating properties of the resulting organic film, the polyamide-imide is preferably a polyamide-imide having multiple amide bonds and multiple imide structures in its main chain.
-フッ素原子-
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリアミドイミドは、フッ素原子を有することが好ましい。
フッ素原子は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましく、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111にフッ化アルキル基として含まれることがより好ましい。
ポリアミドイミドの全質量に対するフッ素原子の量は、5質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。
- Fluorine atom -
From the viewpoint of the film strength of the resulting organic film, it is preferable that the polyamide-imide contains fluorine atoms.
The fluorine atom is preferably included in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described later, and more preferably included as an alkyl fluoride in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described later.
The amount of fluorine atoms relative to the total mass of the polyamide-imide is preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
-エチレン性不飽和結合-
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合を有してもよい。
ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合を主鎖末端に有していてもよいし、側鎖に有していてもよいが、側鎖に有することが好ましい。
上記エチレン性不飽和結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
エチレン性不飽和結合は、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましく、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する基の好ましい態様は、上述のポリイミドにおけるエチレン性不飽和結合を有する基の好ましい態様と同様である。
- Ethylene unsaturated bond -
From the viewpoint of the film strength of the resulting organic film, the polyamide-imide may have ethylenically unsaturated bonds.
Polyamide-imides may have ethylenically unsaturated bonds at the ends of the main chain or in the side chains, but it is preferable that they be in the side chains.
The above ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
The ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described later, and more preferably in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described later as a group having an ethylenically unsaturated bond.
A preferred embodiment of the group having an ethylenically unsaturated bond is the same as the preferred embodiment of the group having an ethylenically unsaturated bond in the polyimide described above.
ポリアミドイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合の量は、0.0001~0.1mol/gであることが好ましく、0.001~0.05mol/gであることがより好ましい。The amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyamide-imide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and more preferably 0.001 to 0.05 mol/g.
-エチレン性不飽和結合以外の重合性基-
ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合以外の重合性基を有していてもよい。
ポリアミドイミドにおけるエチレン性不飽和結合以外の重合性基としては、上述のポリイミドにおけるエチレン性不飽和結合以外の重合性基と同様の基が挙げられる。
エチレン性不飽和結合以外の重合性基は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR111に含まれることが好ましい。
ポリアミドイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合以外の重合性基の量は、0.05~10mol/gであることが好ましく、0.1~5mol/gであることがより好ましい。
- Polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds -
Polyamide-imides may have polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds.
Polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds in polyamide-imides include the same groups as those described above for polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds in polyimides.
Polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds are preferably included, for example, in R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described later.
The amount of polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyamide imide is preferably 0.05 to 10 mol/g, and more preferably 0.1 to 5 mol/g.
-極性変換基-
ポリアミドイミドは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。ポリアミドイミドにおける酸分解性基は、上述の式(2)におけるR113及びR114において説明した酸分解性基と同様であり、好ましい態様も同様である。
- Polarity-converting group -
Polyamide-imide may have polarity-changing groups such as acid-degradable groups. The acid-degradable groups in polyamide-imide are the same as the acid-degradable groups described in R 113 and R 114 in formula (2) above, and the preferred embodiment is the same.
-酸価-
ポリアミドイミドがアルカリ現像に供される場合、現像性を向上する観点からは、ポリアミドイミドの酸価は、30mgKOH/g以上であることが好ましく、50mgKOH/g以上であることがより好ましく、70mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
また、上記酸価は500mgKOH/g以下であることが好ましく、400mgKOH/g以下であることがより好ましく、200mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
また、ポリアミドイミドが有機溶剤を主成分とする現像液を用いた現像(例えば、後述する「溶剤現像」)に供される場合、ポリアミドイミドの酸価は、2~35mgKOH/gが好ましく、3~30mgKOH/gがより好ましく、5~20mgKOH/gが更に好ましい。
上記酸価は、公知の方法により測定され、例えば、JIS K 0070:1992に記載の方法により測定される。
また、ポリアミドイミドに含まれる酸基としては、上述のポリイミドにおける酸基と同様の基が挙げられ、好ましい態様も同様である。
- Acid Value -
When polyamide-imide is subjected to alkaline development, from the viewpoint of improving developability, the acid value of the polyamide-imide is preferably 30 mg KOH/g or higher, more preferably 50 mg KOH/g or higher, and even more preferably 70 mg KOH/g or higher.
Furthermore, the above acid value is preferably 500 mg KOH/g or less, more preferably 400 mg KOH/g or less, and even more preferably 200 mg KOH/g or less.
Furthermore, when polyamide-imide is subjected to development using a developer mainly composed of an organic solvent (for example, "solvent development" described later), the acid value of the polyamide-imide is preferably 2 to 35 mg KOH/g, more preferably 3 to 30 mg KOH/g, and even more preferably 5 to 20 mg KOH/g.
The above acid value is measured by a known method, for example, by the method described in JIS K 0070:1992.
Furthermore, examples of acid groups contained in polyamideimides include the same groups as those in the polyimides described above, and the preferred embodiments are also the same.
-フェノール性ヒドロキシ基-
アルカリ現像液による現像速度を適切なものとする観点からは、ポリアミドイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を有することが好ましい。
ポリアミドイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を主鎖末端に有してもよいし、側鎖に有してもよい。
フェノール性ヒドロキシ基は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましい。
ポリアミドイミドの全質量に対するフェノール性ヒドロキシ基の量は、0.1~30mol/gであることが好ましく、1~20mol/gであることがより好ましい。
- Phenolic hydroxyl group -
From the viewpoint of ensuring an appropriate development speed with an alkaline developer, it is preferable that the polyamide-imide has a phenolic hydroxyl group.
Polyamide-imides may have phenolic hydroxyl groups at the ends of their main chains or in their side chains.
The phenolic hydroxyl group is preferably included, for example, in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described later.
The amount of phenolic hydroxyl groups relative to the total mass of the polyamide imide is preferably 0.1 to 30 mol/g, and more preferably 1 to 20 mol/g.
本発明で用いるポリアミドイミドとしては、イミド構造及びアミド結合を有する高分子化合物であれば、特に限定はないが、下記式(PAI-3)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
重合性基を有する場合、重合性基は、R111及びR117の少なくとも一方に位置していてもよいし、ポリアミドイミドの末端に位置していてもよい。
The polyamideimide used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer compound having an imide structure and an amide bond, but it is preferable that it contains a repeating unit represented by the following formula (PAI-3).
If polymerizable groups are present, the polymerizable groups may be located at least one of R 111 and R 117 , or at the terminal end of the polyamide-imide.
また、樹脂組成物の保存安定性を向上させるため、ポリアミドイミドは主鎖末端をモノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などの末端封止剤で封止することが好ましい。末端封止剤の好ましい態様は、上述のポリイミドにおける末端封止剤の好ましい態様と同様である。Furthermore, to improve the storage stability of the resin composition, it is preferable to encapsulate the main chain ends of the polyamide-imide with an end-capturing agent such as a monoamine, acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound, or monoactive ester compound. The preferred embodiment of the end-capturing agent is the same as the preferred embodiment of the end-capturing agent for polyimide described above.
-イミド化率(閉環率)-
ポリアミドイミドのイミド化率(「閉環率」ともいう)は、得られる有機膜の膜強度、絶縁性等の観点からは、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがより好ましい。
上記イミド化率の上限は特に限定されず、100%以下であればよい。
上記イミド化率は、上述のポリイミドの閉環率と同様の方法により測定される。
-Imidization rate (ring closure rate)-
The imidization rate (also called the "ring closure rate") of polyamide-imide is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more, from the viewpoint of the film strength and insulating properties of the resulting organic film.
There is no particular upper limit to the above imidization rate; it is acceptable as long as it is 100% or less.
The above imidization rate is measured by the same method as the ring closure rate of the polyimide described above.
ポリアミドイミドは、すべてが1種のR111又はR117を含む上記式(PAI-3)で表される繰返し単位を含んでいてもよく、2つ以上の異なる種類のR131又はR132を含む上記式(PAI-3)で表される繰返し単位を含んでいてもよい。また、ポリアミドイミドは、上記式(PAI-3)で表される繰返し単位のほかに、他の種類の繰返し単位をも含んでいてもよい。他の種類の繰返し単位としては、上述の式(PAI-1)又は式(PAI-2)で表される繰返し単位等が挙げられる。 Polyamide-imides may contain repeating units represented by the above formula (PAI-3) that all contain one type of R 111 or R 117 , or they may contain repeating units represented by the above formula (PAI-3) that contain two or more different types of R 131 or R 132. In addition to the repeating units represented by the above formula (PAI-3), polyamide-imides may also contain other types of repeating units. Examples of other types of repeating units include the repeating units represented by the above formula (PAI-1) or formula (PAI-2).
ポリアミドイミドは、例えば、公知の方法によりポリアミドイミド前駆体を得、これを、既知のイミド化反応法を用いて完全イミド化させる方法、又は、途中でイミド化反応を停止し、一部イミド構造を導入する方法、更には、完全イミド化したポリマーと、そのポリアミドイミド前駆体をブレンドする事によって、一部イミド構造を導入する方法を利用して合成することができる。Polyamide-imides can be synthesized, for example, by obtaining a polyamide-imide precursor by a known method and then completely imidizing it using a known imidation reaction method, or by stopping the imidation reaction midway and introducing a partial imide structure, or by blending a fully imidized polymer with its polyamide-imide precursor to introduce a partial imide structure.
ポリアミドイミドの重量平均分子量(Mw)は、5,000~70,000が好ましく、8,000~50,000がより好ましく、10,000~30,000が更に好ましい。重量平均分子量を5,000以上とすることにより、硬化後の膜の耐折れ性を向上させることができる。機械特性に優れた有機膜を得るため、重量平均分子量は、20,000以上が特に好ましい。
また、ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)は、好ましくは800~250,000であり、より好ましくは、2,000~50,000であり、更に好ましくは、4,000~25,000である。
ポリアミドイミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリアミドイミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドイミドを含む場合、少なくとも1種のポリアミドイミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリアミドイミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
The weight-average molecular weight (Mw) of the polyamide-imide is preferably 5,000 to 70,000, more preferably 8,000 to 50,000, and even more preferably 10,000 to 30,000. By setting the weight-average molecular weight to 5,000 or higher, the bending resistance of the cured film can be improved. To obtain an organic film with excellent mechanical properties, a weight-average molecular weight of 20,000 or higher is particularly preferred.
Furthermore, the number-average molecular weight (Mn) of the polyamide-imide is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000.
The degree of molecular weight dispersion of the polyamide-imide is preferably 1.5 or higher, more preferably 1.8 or higher, and even more preferably 2.0 or higher. There is no upper limit for the degree of molecular weight dispersion of the polyamide-imide, but for example, it is preferably 7.0 or lower, more preferably 6.5 or lower, and even more preferably 6.0 or lower.
Furthermore, if the resin composition contains multiple types of polyamide-imides as specific resins, it is preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion of at least one of the polyamide-imides are within the above ranges. It is also preferable that the weight-average molecular weight, number-average molecular weight, and degree of dispersion calculated when the multiple types of polyamide-imides are treated as a single resin are, respectively, within the above ranges.
〔ポリイミド前駆体等の製造方法〕
ポリイミド前駆体等は、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させてポリアミック酸を得、縮合剤又はアルキル化剤を用いてエステル化する方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得て、その後ジアミンと縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法、などの方法を利用して得ることができる。上記製造方法のうち、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法がより好ましい。
上記縮合剤としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エトキシカルボニル-2-エトキシ-1,2-ジヒドロキノリン、1,1-カルボニルジオキシ-ジ-1,2,3-ベンゾトリアゾール、N,N’-ジスクシンイミジルカーボネート、無水トリフルオロ酢酸等が挙げられる。
上記アルキル化剤としては、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N-ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタール、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル等が挙げられる。
上記ハロゲン化剤としては、塩化チオニル、塩化オキサリル、オキシ塩化リン等が挙げられる。
ポリイミド前駆体等の製造方法では、反応に際し、有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤は1種でもよいし、2種以上でもよい。
有機溶剤としては、原料に応じて適宜定めることができるが、ピリジン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、プロピオン酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン等が例示される。
ポリイミド前駆体等の製造方法では、反応に際し、塩基性化合物を添加することが好ましい。塩基性化合物は1種でもよいし、2種以上でもよい。
塩基性化合物は、原料に応じて適宜定めることができるが、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等が例示される。
[Method for producing polyimide precursors, etc.]
Polyimide precursors can be obtained by methods such as reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine at low temperature, reacting tetracarboxylic dianhydride with a diamine at low temperature to obtain a polyamic acid and esterifying it with a condensing agent or alkylating agent, obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol and then reacting it with a diamine in the presence of a condensing agent, or obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, then acid-halogenating the remaining dicarboxylic acid with a halogenating agent and reacting it with a diamine. Of the above production methods, the method of obtaining a diester from tetracarboxylic dianhydride with an alcohol, then acid-halogenating the remaining dicarboxylic acid with a halogenating agent and reacting it with a diamine is more preferred.
Examples of the condensing agents mentioned above include dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethoxycarbonyl-2-ethoxy-1,2-dihydroquinoline, 1,1-carbonyldioxy-di-1,2,3-benzotriazole, N,N'-disuccinimidyl carbonate, and trifluoroacetic anhydride.
Examples of the alkylating agents mentioned above include N,N-dimethylformamide dimethylacetal, N,N-dimethylformamide diethylacetal, N,N-dialkylformamide dialkylacetal, trimethyl orthoformate, and triethyl orthoformate.
Examples of the halogenating agents mentioned above include thionyl chloride, oxalyl chloride, and phosphorus oxychloride.
In the method for producing polyimide precursors, it is preferable to use an organic solvent during the reaction. One organic solvent may be used, or two or more may be used.
The organic solvent can be appropriately determined depending on the raw materials, but examples include pyridine, diethylene glycol dimethyl ether (diglym), N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, ethyl propionate, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, and γ-butyrolactone.
In the method for producing polyimide precursors, it is preferable to add a basic compound during the reaction. The basic compound may be one type or two or more types.
The basic compound can be appropriately determined depending on the raw materials, but examples include triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undeca-7-ene, and N,N-dimethyl-4-aminopyridine.
-末端封止剤-
ポリイミド前駆体等の製造方法に際し、保存安定性をより向上させるため、ポリイミド前駆体等の樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、酸無水物誘導体、或いは、アミノ基を封止することが好ましい。樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、及び酸無水物誘導体を封止する際、末端封止剤としては、モノアルコール、フェノール、チオール、チオフェノール、モノアミン等が挙げられ、反応性、膜の安定性から、モノアルコール、フェノール類やモノアミンを用いることがより好ましい。モノアルコールの好ましい化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ドデシノール、ベンジルアルコール、2-フェニルエタノール、2-メトキシエタノール、2-クロロメタノール、フルフリルアルコール等の1級アルコール、イソプロパノール、2-ブタノール、シクロヘキシルアルコール、シクロペンタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等の2級アルコール、t-ブチルアルコール、アダマンタンアルコール等の3級アルコールが挙げられる。フェノール類の好ましい化合物としては、フェノール、メトキシフェノール、メチルフェノール、ナフタレン-1-オール、ナフタレン-2-オール、ヒドロキシスチレン等のフェノール類などが挙げられる。また、モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。
また、樹脂末端のアミノ基を封止する際、アミノ基と反応可能な官能基を有する化合物で封止することが可能である。アミノ基に対する好ましい封止剤は、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリド、カルボン酸ブロミド、スルホン酸クロリド、無水スルホン酸、スルホン酸カルボン酸無水物などが好ましく、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリドがより好ましい。カルボン酸無水物の好ましい化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水安息香酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物などが挙げられる。また、カルボン酸クロリドの好ましい化合物としては、塩化アセチル、アクリル酸クロリド、プロピオニルクロリド、メタクリル酸クロリド、ピバロイルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、2-エチルヘキサノイルクロリド、シンナモイルクロリド、1-アダマンタンカルボニルクロリド、ヘプタフルオロブチリルクロリド、ステアリン酸クロリド、ベンゾイルクロリド、などが挙げられる。
- End-capsulation agent -
In the production method of polyimide precursors, etc., it is preferable to encapsulate the carboxylic acid anhydride, acid anhydride derivative, or amino group remaining at the resin ends of the polyimide precursor, etc., in order to further improve storage stability. When encapsulating the carboxylic acid anhydride and acid anhydride derivative remaining at the resin ends, examples of end encapsulants include monoalcohols, phenols, thiols, thiophenols, monoamines, etc., and from the standpoint of reactivity and film stability, monoalcohols, phenols, and monoamines are more preferable. Preferred monoalcohol compounds include primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, and furfuryl alcohol; secondary alcohols such as isopropanol, 2-butanol, cyclohexyl alcohol, cyclopentanol, and 1-methoxy-2-propanol; and tertiary alcohols such as t-butyl alcohol and adamantane alcohol. Preferred phenol compounds include phenol, methoxyphenol, methylphenol, naphthalene-1-ol, naphthalene-2-ol, hydroxystyrene, and other phenols. Preferred monoamine compounds include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, Examples include 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, and 4-aminothiophenol. Two or more of these may be used, and multiple different end groups may be introduced by reacting multiple end encapsulants.
Furthermore, when sealing the amino groups at the ends of the resin, it is possible to seal them with compounds having functional groups that can react with the amino groups. Preferred sealing agents for amino groups include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid chlorides, carboxylic acid bromides, sulfonic acid chlorides, sulfonic acid anhydrides, and sulfonic acid carboxylic acid anhydrides, with carboxylic acid anhydrides and carboxylic acid chlorides being more preferred. Preferred carboxylic acid anhydrides include acetic anhydride, propionic anhydride, oxalic acid anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, benzoic anhydride, and 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride. Furthermore, preferred carboxylic acid chloride compounds include acetyl chloride, acrylate chloride, propionyl chloride, methacrylate chloride, pivaloyl chloride, cyclohexanecarbonyl chloride, 2-ethylhexanoyl chloride, cinnamoyl chloride, 1-adamantane carbonyl chloride, heptafluorobutyryl chloride, stearate chloride, and benzoyl chloride.
-固体析出-
ポリイミド前駆体等の製造に際し、固体を析出する工程を含んでいてもよい。具体的には、反応液中に共存している脱水縮合剤の吸水副生物を必要に応じて濾別した後、水、脂肪族低級アルコール、又はその混合液等の貧溶媒に、得られた重合体成分を投入し、重合体成分を析出させることで、固体として析出させ、乾燥させることでポリイミド前駆体等を得ることができる。精製度を向上させるために、ポリイミド前駆体等を再溶解、再沈析出、乾燥等の操作を繰返してもよい。さらに、イオン交換樹脂を用いてイオン性不純物を除去する工程を含んでいてもよい。
-Solid precipitation-
The production of polyimide precursors may include a step for precipitating a solid. Specifically, after filtering out the water-absorbing by-products of the dehydrating condensation agent present in the reaction solution as needed, the obtained polymer component is added to a poor solvent such as water, an aliphatic lower alcohol, or a mixture thereof, and the polymer component is precipitated as a solid. The resulting solid is then dried to obtain the polyimide precursor. To improve the degree of purity, the polyimide precursor may be repeatedly redissolved, reprecipitation, and dried. Furthermore, the process may include a step for removing ionic impurities using an ion exchange resin.
〔含有量〕
本発明の樹脂組成物における特定樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、本発明の樹脂組成物における樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
本発明の樹脂組成物は、特定樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
[Content]
The content of the specific resin in the resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition. Furthermore, the content of the resin in the resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, even more preferably 98% by mass or less, even more preferably 97% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
The resin composition of the present invention may contain only one specific resin or may contain two or more specific resins. When it contains two or more specific resins, it is preferable that the total amount is within the above range.
また、本発明の樹脂組成物は、少なくとも2種の樹脂を含むことも好ましい。
具体的には、本発明の樹脂組成物は、特定樹脂と、後述する他の樹脂とを合計で2種以上含んでもよいし、特定樹脂を2種以上含んでいてもよいが、特定樹脂を2種以上含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物が特定樹脂を2種以上含む場合、例えば、ポリイミド前駆体であって、二無水物由来の構造(上述の式(2)でいうR115)が異なる2種以上のポリイミド前駆体を含むことが好ましい。
Furthermore, the resin composition of the present invention preferably contains at least two types of resins.
Specifically, the resin composition of the present invention may contain a total of two or more specific resins and other resins described later, or it may contain two or more specific resins, but it is preferable to contain two or more specific resins.
When the resin composition of the present invention contains two or more specific resins, it is preferable, for example, to include two or more polyimide precursors that have different structures derived from dianhydride (R 115 in formula (2) above).
<他の樹脂>
本発明の樹脂組成物は、上述した特定樹脂と、特定樹脂とは異なる他の樹脂(以下、単に「他の樹脂」ともいう)とを含んでもよい。
他の樹脂としては、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、シロキサン構造を含む樹脂、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、スチリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
例えば、(メタ)アクリル樹脂を更に加えることにより、塗布性に優れた樹脂組成物が得られ、また、耐溶剤性に優れたパターン(硬化物)が得られる。
例えば、後述する重合性化合物に代えて、又は、後述する重合性化合物に加えて、重量平均分子量が20,000以下の重合性基価の高い(例えば、樹脂1gにおける重合性基の含有モル量が1×10-3モル/g以上である)(メタ)アクリル樹脂を樹脂組成物に添加することにより、樹脂組成物の塗布性、パターン(硬化物)の耐溶剤性等を向上させることができる。
<Other resins>
The resin composition of the present invention may include the specified resin described above and other resins different from the specified resin (hereinafter also simply referred to as "other resins").
Other resins include phenolic resins, polyamides, epoxy resins, polysiloxanes, resins containing siloxane structures, (meth)acrylic resins, (meth)acrylamide resins, urethane resins, butyral resins, styryl resins, polyether resins, and polyester resins.
For example, by further adding (meth)acrylic resin, a resin composition with excellent coatability can be obtained, as well as a pattern (cured product) with excellent solvent resistance.
For example, by adding a (meth)acrylic resin with a high polymerizability value (for example, a molar amount of polymerizable groups per 1 g of resin of 1 × 10⁻³ mol/g or more) with a weight-average molecular weight of 20,000 or less to the resin composition, or in addition to the polymerizable compounds described later, the coatability of the resin composition, the solvent resistance of the pattern (cured product), etc., can be improved.
本発明の樹脂組成物が他の樹脂を含む場合、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、2質量%以上であることが一層好ましく、5質量%以上であることがより一層好ましく、10質量%以上であることが更に一層好ましい。
また、本発明の樹脂組成物における、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましく、60質量%以下であることが一層好ましく、50質量%以下であることがより一層好ましい。
また、本発明の樹脂組成物の好ましい一態様として、他の樹脂の含有量が低含有量である態様とすることもできる。上記態様において、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることが一層好ましく、1質量%以下であることがより一層好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%以上であればよい。
本発明の樹脂組成物は、他の樹脂を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
If the resin composition of the present invention contains other resins, the content of the other resins is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, even more preferably 2% by mass or more, even more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, based on the total solid content of the resin composition.
Furthermore, the content of other resins in the resin composition of the present invention is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, even more preferably 70% by mass or less, even more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition.
Furthermore, in a preferred embodiment of the resin composition of the present invention, the content of other resins may be low. In the above embodiment, the content of other resins is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on the total solid content of the resin composition. The lower limit of the above content is not particularly limited and may be 0% by mass or more.
The resin composition of the present invention may contain only one other resin, or it may contain two or more other resins. When it contains two or more other resins, it is preferable that the total amount is within the above range.
<シランカップリング剤>
本発明の第1の態様に係る樹脂組成物は、シランカップリング剤を含むことが好ましい。
<Silane coupling agent>
The resin composition according to the first aspect of the present invention preferably contains a silane coupling agent.
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含むことが好ましい。
また、シリコンウエハとの密着性の観点からは、化合物Aは、芳香族素基を含むことが好ましい。
化合物Aが芳香族基を含む場合、芳香族基は、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基との間に存在することが好ましい。
上記芳香族基としては、芳香族炭化水素基、又は、芳香族複素環基のいずれであってもよいが、芳香族炭化水素基が好ましい。
上記芳香族炭化水素基としては、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が好ましく、ベンゼン環基がより好ましい。
シランカップリング剤に含まれるアミノ基は、2つの水素原子の一方または両方が置換基により置換されていてもよい。置換基としては、炭化水素基又は複素環基が挙げられ、アルキル基又はアリール基が好ましく挙げられる。複素環における複素原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。また、シランカップリング剤におけるアミノ基が無置換のアミノ基である態様も、本発明の好ましい態様の1つである。
シランカップリング剤に含まれるヒドロキシ基は、芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基に直接結合することが好ましく、脂肪族炭化水素基に直接結合することがより好ましい。
シランカップリング剤に含まれるチオール基は、芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基に直接結合することが好ましく、脂肪族炭化水素基に直接結合することがより好ましい。
シランカップリング剤に含まれるアミノ基は、芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基に直接結合することが好ましく、芳香族炭化水素基に直接結合することがより好ましい。
アミド基とは、-C(=O)NRN-で表される基をいう。アミド基の向きは特に限定されず、アミド基の両端には炭素原子が結合することが好ましい。上記RNは水素原子又は1価の置換基を表し、水素原子又は炭化水素基であることが好ましく、水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基であることがより好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
エステル基とは-C(=O)O-で表される基をいう。エステル基の向きは特に限定されず、エステル基の両端には炭素原子が結合することが好ましい。
The silane coupling agent is not particularly limited, but it is preferable to include compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one group from an amide group and an ester group, and a group represented by formula (S-1).
Furthermore, from the viewpoint of adhesion to the silicon wafer, it is preferable that compound A contains aromatic groups.
If compound A contains an aromatic group, it is preferable that the aromatic group is located between at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, and at least one group from the group consisting of an amide group and an ester group.
The above aromatic group may be either an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, but an aromatic hydrocarbon group is preferred.
The above aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and more preferably a benzene ring group.
The amino group contained in the silane coupling agent may have one or both of its two hydrogen atoms substituted by a substituent. Examples of substituents include hydrocarbon groups or heterocyclic groups, with alkyl or aryl groups being preferred. Examples of heteroatoms in the heterocyclic group include oxygen, sulfur, and nitrogen atoms. Furthermore, an embodiment in which the amino group in the silane coupling agent is an unsubstituted amino group is also one of the preferred embodiments of the present invention.
The hydroxyl group contained in the silane coupling agent is preferably directly bonded to an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, and more preferably directly bonded to an aliphatic hydrocarbon group.
The thiol group contained in the silane coupling agent is preferably directly bonded to an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, and more preferably directly bonded to an aliphatic hydrocarbon group.
The amino group contained in the silane coupling agent is preferably directly bonded to an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group, and more preferably directly bonded to an aromatic hydrocarbon group.
An amide group is a group represented by -C(=O) NRN- . The orientation of the amide group is not particularly limited, but it is preferable that carbon atoms are bonded to both ends of the amide group. The above RN represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, which is preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group, and particularly preferably a hydrogen atom.
An ester group is a group represented as -C(=O)O-. The orientation of the ester group is not particularly limited, but it is preferable that carbon atoms are bonded to both ends of the ester group.
式(S-1)中、R1は置換されていてもよい炭素数1~30の炭化水素基であることが好ましく、炭素数1~30のアルキル基、又は、炭素数6~30の芳香族炭化水素基がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基、又は、フェニル基が更に好ましく、炭素数1~4のアルキル基が特に好ましく、メチル基又はエチル基が一層好ましく、エチル基が最も好ましい。
式(S-1)中、R2はそれぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~30の炭化水素基が好ましく、炭素数1~30のアルキル基、又は、炭素数6~30の芳香族炭化水素基がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基、又は、フェニル基が更に好ましく、炭素数1~4のアルキル基が特に好ましく、メチル基又はエチル基が一層好ましく、エチル基が最も好ましい。
式(S-1)中、xは2又は3であることが好ましく、3であることがより好ましい。
式(S-1)で表される基は、アルコキシシリル基であることが好ましい。アルコキシシリル基は、モノアルコキシシリル基、ジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基のいずれであってもよいが、ジアルコキシシリル基又はトリアルコキシシリル基が好ましく、トリアルコキシシリル基がより好ましい。
アルコキシシリル基におけるアルコキシ基としては、特に限定されないが、炭素数1~10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基又はエトキシ基が更に好ましく、エトキシ基が特に好ましい。また、ジアルコキシシリル基又はトリアルコキシシリル基における複数のアルコキシ基は、同一であっても異なっていてもよい。
In formula (S-1), R1 is preferably a C1 to C30 hydrocarbon group which may be substituted, more preferably an alkyl group having C1 to C30 or an aromatic hydrocarbon group having C6 to C30, even more preferably an alkyl group having C1 to C4 or a phenyl group, particularly preferably an alkyl group having C1 to C4, even more preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group.
In formula (S-1), R2 is independently preferably a C1-C30 hydrocarbon group, more preferably a C1-C30 alkyl group or a C6-C30 aromatic hydrocarbon group, even more preferably a C1-C4 alkyl group or a phenyl group, particularly preferably a C1-C4 alkyl group, even more preferably a methyl group or an ethyl group, and most preferably an ethyl group.
In formula (S-1), x is preferably 2 or 3, and more preferably 3.
The group represented by formula (S-1) is preferably an alkoxysilyl group. The alkoxysilyl group may be a monoalkoxysilyl group, a dialoxysilyl group, or a trialkoxysilyl group, but a dialoxysilyl group or a trialkoxysilyl group is preferred, and a trialkoxysilyl group is more preferred.
The alkoxy group in the alkoxysilyl group is not particularly limited, but an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms is preferred, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is more preferred, a methoxy group or an ethoxy group is even more preferred, and an ethoxy group is particularly preferred. Furthermore, the multiple alkoxy groups in the dialkoxysilyl group or trialkoxysilyl group may be the same or different.
化合物Aは、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基を、複数個有していてもよいし、1つのみ有していてもよい。複数個有する場合、ヒドロキシ基とアミノ基とを有するなど、複数種の基を含んでもよい。
化合物Aにおける、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基の合計数は、1~4であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
化合物Aは、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基を、複数個有していてもよいし、1つのみ有していてもよい。複数個有する場合、アミド基とエステル基とを有するなど、複数種の基を含んでもよい。
化合物Aにおける、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基の合計数は、1~4であることが好ましく、1又は2であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
化合物Aは、式(S-1)で表される基を2以上含んでもよい。
化合物Aにおける式(S-1)で表される基の数は、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
Compound A may have multiple or only one of at least one groups selected from the group consisting of hydroxyl groups, amino groups, and thiol groups. If it has multiple groups, it may contain multiple types of groups, such as having both a hydroxyl group and an amino group.
The total number of at least one group selected from the group consisting of hydroxyl groups, amino groups, and thiol groups in compound A is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
Compound A may have multiple or only one of at least one of the groups, an amide group and an ester group. If it has multiple groups, it may contain multiple types of groups, such as having both an amide group and an ester group.
In compound A, the total number of at least one amide group and ester group is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
Compound A may contain two or more groups represented by formula (S-1).
The number of groups represented by formula (S-1) in compound A is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 or 2.
化合物Aは、ヒドロキシ基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、式(S-1)で表される基とを有する化合物であることが好ましい。
また、化合物Aは、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基と、式(S-1)で表される基とを有する化合物であることが好ましい。
これらの中でも、化合物Aは、ヒドロキシ基と、アミド基と、式(S-1)で表される基とを有する化合物であることがより好ましい。
Compound A is preferably a compound having a hydroxyl group, at least one of an amide group and an ester group, and a group represented by formula (S-1).
Furthermore, it is preferable that compound A is a compound having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, an amide group, and a group represented by formula (S-1).
Among these, compound A is more preferably a compound having a hydroxyl group, an amide group, and a group represented by formula (S-1).
本発明の第2の態様に係る樹脂組成物は、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含む。
第2の態様に係る樹脂組成物における化合物Aは第1の態様に係る樹脂組成物における化合物Aと同義であり、好ましい態様も同様である。
A resin composition according to a second aspect of the present invention comprises compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one group from an amide group and an ester group, and a group represented by formula (S-1).
Compound A in the resin composition according to the second embodiment is the same as compound A in the resin composition according to the first embodiment, and the same applies to the preferred embodiment.
化合物Aは、式(1-1)で表される化合物であることが好ましい。
式(1-1)中、R1、R2及びxはそれぞれ、式(S-1)中のR1、R2及びxと同義であり、好ましい態様も同様である。 In formula (1-1), R1 , R2 , and x are the same as R1 , R2 , and x in formula (S-1), and the same applies to the preferred embodiment.
式(1-1)中、Lにおけるアミド基又はエステル基の向きは特に限定されない。
式(1-1)中、Lはアミド基を含むm+nの連結基が好ましい。
また、Lは、アミド基又はエステル基と、炭化水素基とを含むm+nの連結基が好ましく、アミド基又はエステル基と、炭化水素基との組み合わせにより表される基、又は、アミド基又はエステル基と、炭化水素基と、複素環基、-O-、-CO-、-S-、-SO2-若しくは-NRN-との組み合わせにより表される基であることが好ましい。RNは上述の通りである。複素環基としては、複素芳香環基が好ましい。複素環基における複素原子としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子が挙げられる。
上記炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又はこれらの組み合わせにより表される基が好ましく、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基又はこれらの組み合わせにより表される基がより好ましく、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、炭素数6~20の芳香族炭化水素基又はこれらの組み合わせにより表される基が更に好ましく、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基と炭素数6~20の芳香族炭化水素基との組み合わせにより表される基であることが特に好ましい。
また、シリコンウエハとの密着性の観点からは、Lは、芳香族素基を含むことが好ましい。
化合物Aが芳香族基を含む場合、芳香族基は、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基との間に存在することが好ましい。
上記芳香族基としては、芳香族炭化水素基、又は、芳香族複素環基のいずれであってもよいが、芳香族炭化水素基が好ましい。
上記芳香族炭化水素基としては、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が好ましく、ベンゼン環基がより好ましい。
また、式(1-1)中のLに含まれる炭素原子であって、式(1-1)中のヒドロキシ基と直接結合する炭素原子は、脂肪族炭化水素基を構成する炭素であることが好ましい。
すなわち、Lにおける式(1-1)中のヒドロキシ基との結合部位は脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
In formula (1-1), the orientation of the amide group or ester group in L is not particularly limited.
In formula (1-1), L is preferably an m+n linking group containing an amide group.
Furthermore, L is preferably an m+n linking group containing an amide group or ester group and a hydrocarbon group, and is preferably a group represented by a combination of an amide group or ester group and a hydrocarbon group, or a group represented by a combination of an amide group or ester group, a hydrocarbon group and a heterocyclic group, -O-, -CO-, -S-, -SO2-, or -NRN- . RN is as described above. A heteroaromatic ring group is preferred as the heterocyclic group. Examples of heteroatoms in the heterocyclic group include oxygen atoms, sulfur atoms, or nitrogen atoms.
The hydrocarbon group described above is preferably an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a combination thereof; more preferably a saturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a combination thereof; even more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof; and particularly preferably a group represented by a combination of an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms.
Furthermore, from the viewpoint of adhesion to the silicon wafer, it is preferable that L contains aromatic groups.
If compound A contains an aromatic group, it is preferable that the aromatic group is located between at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, and at least one group from the group consisting of an amide group and an ester group.
The above aromatic group may be either an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group, but an aromatic hydrocarbon group is preferred.
The above aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, and more preferably a benzene ring group.
Furthermore, the carbon atom in L in formula (1-1) that is directly bonded to the hydroxyl group in formula (1-1) is preferably a carbon atom that constitutes an aliphatic hydrocarbon group.
In other words, the bonding site with the hydroxyl group in formula (1-1) in L is preferably an aliphatic hydrocarbon group.
式(1-1)中のLの好ましい態様の具体例を以下に記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。下記具体例中、*は式(1-1)中のSi原子との結合部位を、#は式(1-1)中のヒドロキシ基との結合部位を表す。
式(1-1)中、xは1以上3以下の整数を表し、2又は3が好ましく、3がより好ましい。
式(1-1)中、mは1~4の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1が更に好ましい。
nは1~4の整数が好ましく、1又は2がより好ましく、1が更に好ましい。
In formula (1-1), x represents an integer between 1 and 3, preferably 2 or 3, and more preferably 3.
In formula (1-1), m is preferably an integer from 1 to 4, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
n is preferably an integer from 1 to 4, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.
化合物Aは、式(2-1)で表される化合物であることが好ましい。
式(2-1)中、R1、R2及びxは式(1-1)中のR1、R2及びxとそれぞれ同義であり、好ましい態様も同様である。 In formula (2-1), R1 , R2 , and x are synonymous with R1 , R2 , and x in formula (1-1), respectively, and the same applies to the preferred embodiment.
式(2-1)中、L1は単結合、又は、炭化水素基、若しくは、炭化水素基と、-O-、-CO-、-S-、-SO2-若しくは-NRN-との組み合わせにより表される基であることが好ましく、炭化水素基、若しくは、炭化水素基と、-O-との組み合わせにより表される基であることがより好ましく、炭化水素基であることが更に好ましい。
上記炭化水素基としては、アルキレン基、フェニレン基又はその組み合わせにより表される基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、炭素数1~4のアルキレン基がより好ましい。
In formula (2-1), L1 is preferably a single bond, a hydrocarbon group, or a group represented by a combination of a hydrocarbon group and -O-, -CO-, -S-, -SO2-, or -NRN- , more preferably a hydrocarbon group, or a group represented by a combination of a hydrocarbon group and -O-, and even more preferably a hydrocarbon group.
The hydrocarbon group is preferably an alkylene group, a phenylene group, or a combination thereof, with the alkylene group being more preferred.
The alkylene group described above is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
式(2-1)中、Zはアミド基を表し、置換アミド基であっても無置換アミド基であってもよいが、無置換アミド基が好ましい。
アミド基の向きは特に限定されないが、例えば、L2との結合部位がZにおけるアミド基の窒素原子である態様も、本発明の好ましい態様の1つである。
In formula (2-1), Z represents an amide group, which may be a substituted amide group or an unsubstituted amide group, but an unsubstituted amide group is preferred.
The orientation of the amide group is not particularly limited, but for example, one preferred embodiment of the present invention is that the bonding site with L2 is the nitrogen atom of the amide group at Z.
式(2-1)中、L2は単結合又は2価の連結基を表し、単結合、又は、炭化水素基、若しくは、炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-若しくは-NRN-との組み合わせにより表される基であることが好ましく、炭化水素基、若しくは、炭化水素基と、-C(=O)O-又は-C(=O)NRN-との組み合わせにより表される基であることがより好ましく、炭化水素基であることが更に好ましい。
上記炭化水素基としては、アルキレン基、フェニレン基又はその組み合わせにより表される基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、炭素数1~4のアルキレン基がより好ましい。
In formula (2-1), L 2 represents a single bond or a divalent linking group, and is preferably a single bond, or a hydrocarbon group, or a group represented by a combination of a hydrocarbon group and -O-, -C(=O)-, -S-, -S(=O) 2- , or -NR N- , more preferably a hydrocarbon group, or a group represented by a combination of a hydrocarbon group and -C(=O)O- or -C(=O)NR N- , and even more preferably a hydrocarbon group.
The hydrocarbon group is preferably an alkylene group, a phenylene group, or a combination thereof, with the alkylene group being more preferred.
The alkylene group described above is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
式(2-1)中、Arは芳香族炭化水素基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。Arは芳香族複素環基であってもよいし、複素環基又は炭化水素基と複環を形成する芳香族炭化水素基であってもよい。上記芳香族複素環基又は上記複素環基における複素原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。In formula (2-1), Ar is preferably an aromatic hydrocarbon group, and more preferably a phenylene group. Ar may be an aromatic heterocyclic group, or an aromatic hydrocarbon group that forms a heterocyclic ring with a heterocyclic group or a hydrocarbon group. Examples of the aromatic heterocyclic group or the heteroatom in the heterocyclic group include oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, etc.
式(2-1)中、Xは炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、炭素数1~4のアルキレン基がより好ましく、メチレン基が特に好ましい。In formula (2-1), X is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably a methylene group.
〔分子量〕
化合物Aの分子量は、200~1,000であることが好ましく、300~900であることがより好ましく、300~800であることが更に好ましい。
[Molecular weight]
The molecular weight of compound A is preferably 200 to 1,000, more preferably 300 to 900, and even more preferably 300 to 800.
〔合成方法〕
化合物Aは、例えば、後述の実施例における合成例に記載した方法により合成することができる。また、その他公知の合成方法を用いて合成してもよく、合成方法は特に限定されるものではない。
[Synthesis method]
Compound A can be synthesized, for example, by the method described in the synthesis example in the examples below. Alternatively, it may be synthesized using other known synthesis methods, and the synthesis method is not particularly limited.
化合物Aの具体例としては、特に限定されないが、実施例で使用されたC-1~C-23が挙げられる。Specific examples of compound A are not limited to C-1 to C-23 used in the examples.
〔他のシランカップリング剤〕
本発明の樹脂組成物は、上述した化合物Aとは異なる他のシランカップリング剤を含んでもよい。
他のシランカップリング剤としては、特に限定されず本分野において公知のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、国際公開第2015/199219号の段落0167に記載の化合物、特開2014-191002号公報の段落0062~0073に記載の化合物、国際公開第2011/080992号の段落0063~0071に記載の化合物、特開2014-191252号公報の段落0060~0061に記載の化合物、特開2014-041264号公報の段落0045~0052に記載の化合物、国際公開第2014/097594号の段落0055に記載の化合物、特開2018-173573の段落0067~0078に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。また、特開2011-128358号公報の段落0050~0058に記載のように異なる2種以上のシランカップリング剤を用いることも好ましい。また、シランカップリング剤は、下記化合物を用いることも好ましい。以下の式中、Meはメチル基を、Etはエチル基を表す。
[Other silane coupling agents]
The resin composition of the present invention may also contain other silane coupling agents different from compound A described above.
Other silane coupling agents that are known in the art can be used, but are not particularly limited, including the compounds described in paragraph 0167 of International Publication No. 2015/199219, the compounds described in paragraphs 0062 to 0073 of Japanese Patent Application Publication No. 2014-191002, the compounds described in paragraphs 0063 to 0071 of International Publication No. 2011/080992, the compounds described in paragraphs 0060 to 0061 of Japanese Patent Application Publication No. 2014-191252, the compounds described in paragraphs 0045 to 0052 of Japanese Patent Application Publication No. 2014-041264, the compounds described in paragraph 0055 of International Publication No. 2014/097594, and the compounds described in paragraphs 0067 to 0078 of Japanese Patent Application Publication No. 2018-173573, the contents of which are incorporated herein by reference. Furthermore, it is also preferable to use two or more different silane coupling agents, as described in paragraphs 0050 to 0058 of Japanese Patent Publication No. 2011-128358. It is also preferable to use the following compounds as silane coupling agents. In the following formulas, Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.
他のシランカップリング剤としては、例えが、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物が挙げられる。これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。Other silane coupling agents include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- Examples include (aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, tris-(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, 3-ureidopropyltrialkoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatetopropyltriethoxysilane, and 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride. These can be used individually or in combination of two or more.
本発明の樹脂組成物の全固形分に対する、シランカップリング剤の含有量は、0.1~20質量%であることが好ましい。下限は0.5質量%以上がより好ましく、1.0質量%以上であることが更に好ましい。上限は、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。
シランカップリング剤は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。
本発明の樹脂組成物の全固形分に対する、化合物Aの含有量は、0.1~20質量%であることが好ましい。下限は0.5質量%以上がより好ましく、1.0質量%以上であることが更に好ましい。上限は、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。
化合物Aは1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。
本発明において、化合物Aとは異なる他のシランカップリング剤を実質的に含有しない態様とすることもできる。具体的には、本発明の樹脂組成物の全固形分に対する他のシランカップリング剤の含有量が1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが更に好ましい。下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
本発明において、式(2-1)で表される化合物とは異なるシランカップリング剤を実質的に含有しない態様とすることもできる。具体的には、本発明の樹脂組成物の全固形分に対する式(2-1)で表される化合物とは異なるシランカップリング剤の含有量が1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以下であることが更に好ましい。下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
The content of the silane coupling agent relative to the total solid content of the resin composition of the present invention is preferably 0.1 to 20% by mass. The lower limit is more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1.0% by mass or more. The upper limit is more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.
Silane coupling agents may be used individually or in combination of two or more. When using two or more agents in combination, it is preferable that their total amount be within the above range.
The content of compound A in the resin composition of the present invention, relative to the total solid content, is preferably 0.1 to 20% by mass. The lower limit is more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1.0% by mass or more. The upper limit is more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.
Compound A may be used alone, or two or more compounds may be used in combination. When two or more compounds are used in combination, it is preferable that their total amount be within the above range.
In the present invention, the present invention may also be characterized in that it substantially does not contain any other silane coupling agent other than compound A. Specifically, the content of other silane coupling agents relative to the total solid content of the resin composition of the present invention is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or less. The lower limit is not particularly limited and may be 0% by mass.
In the present invention, the present invention may also be substantially free of a silane coupling agent different from the compound represented by formula (2-1). Specifically, the content of a silane coupling agent different from the compound represented by formula (2-1) relative to the total solid content of the resin composition of the present invention is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or less. The lower limit is not particularly limited and may be 0% by mass.
<有機金属錯体>
本発明の樹脂組成物は、耐薬品性の観点から、有機金属錯体を含んでもよい。
有機金属錯体とは、金属原子を含む有機錯体化合物であればよいが、金属原子及び有機基を含む錯体化合物であることが好ましく、金属原子に対して有機基が配位した化合物であることがより好ましく、メタロセン化合物であることが更に好ましい。
本発明において、メタロセン化合物とは、置換基を有してもよいシクロペンタジエニルアニオン誘導体2個をη5-配位子として有する有機金属錯体をいう。
上記有機基としては、特に限定されないが、炭化水素基、又は、炭化水素基とヘテロ原子との組み合わせからなる基が好ましい。ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子が好ましい。
本発明では、有機基の少なくとも1つは環状基であることが好ましく、少なくとも2つは環状基であることがより好ましい。
上記環状基は、5員環の環状基及び6員環の環状基から選択されることが好ましく、5員環の環状基であることがより好ましい。
上記環状基は、炭化水素環でも複素環でもよいが、炭化水素環が好ましい。
5員環の環状基としては、シクロペンタジエニル基が好ましい。
また、本発明で用いる有機金属錯体は、1分子中に2~4個の環状基を含むことが好ましい。
<Organometallic complexes>
The resin composition of the present invention may contain organometallic complexes from the viewpoint of chemical resistance.
An organometallic complex can be any organic complex compound containing a metal atom, but it is preferably a complex compound containing both a metal atom and an organic group, more preferably a compound in which an organic group is coordinated to a metal atom, and even more preferably a metallocene compound.
In the present invention, a metallocene compound refers to an organometallic complex having two cyclic pentadienyl anion derivatives, which may have substituents, as η5-ligands.
The above organic group is not particularly limited, but a hydrocarbon group or a group consisting of a hydrocarbon group and a heteroatom is preferred. The heteroatom is preferably an oxygen atom, a sulfur atom, or a nitrogen atom.
In the present invention, it is preferable that at least one of the organic groups is a cyclic group, and more preferably that at least two are cyclic groups.
The above-mentioned cyclic group is preferably selected from a five-membered ring cyclic group and a six-membered ring cyclic group, and more preferably a five-membered ring cyclic group.
The above cyclic group may be a hydrocarbon ring or a heterocycle, but a hydrocarbon ring is preferred.
A cyclopentadienyl group is preferred as the cyclic group of the five-membered ring.
Furthermore, the organometallic complex used in the present invention preferably contains 2 to 4 cyclic groups in one molecule.
有機金属錯体に含まれる金属としては、特に限定されないが、第4族元素に該当する金属であることが好ましく、チタン、ジルコニウム及びハフニウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属であることがより好ましく、チタン及びジルコニウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種の金属であることが更に好ましく、チタンであることが特に好ましい。The metal included in the organometallic complex is not particularly limited, but it is preferably a metal belonging to Group 4 elements, more preferably at least one metal selected from the group consisting of titanium, zirconium, and hafnium, even more preferably at least one metal selected from the group consisting of titanium and zirconium, and particularly preferably titanium.
有機金属錯体は、金属原子を2つ以上含んでもよいし、金属原子を1つのみ含んでもよいが、金属原子を1つのみ含むことが好ましい。有機金属錯体が金属原子を2つ以上含む場合、1種のみの金属原子を含んでもよいし、2種以上の金属原子を含んでもよい。Organometallic complexes may contain two or more metal atoms, or only one metal atom, but it is preferable that they contain only one metal atom. When an organometallic complex contains two or more metal atoms, it may contain only one type of metal atom, or it may contain two or more types of metal atoms.
有機金属錯体は、フェロセン化合物、チタノセン化合物、ジルコノセン化合物又はハフノセン化合物であることが好ましく、チタノセン化合物、ジルコノセン化合物又はハフノセン化合物であることがより好ましく、チタノセン化合物、又は、ジルコノセン化合物であることが更に好ましく、チタノセン化合物であることが特に好ましい。The organometallic complex is preferably a ferrocene compound, a titanocene compound, a zirconocene compound, or a hafnocene compound; more preferably a titanocene compound, a zirconocene compound, or a hafnocene compound; even more preferably a titanocene compound or a zirconocene compound; and particularly preferably a titanocene compound.
有機金属錯体が光ラジカル重合開始能を有する態様も、本発明の好ましい態様の1つである。
本発明において、光ラジカル重合開始能を有するとは、光の照射によりラジカル重合を開始させることのできるフリーラジカルを発生させることができることを意味する。例えば、ラジカル架橋剤と有機金属錯体とを含む組成物に対して、有機金属錯体が光を吸収する波長域であって、ラジカル架橋剤が光を吸収しない波長域の光を照射した時に、ラジカル架橋剤の消失の有無を確認することにより光ラジカル重合開始能の有無を確認することができる。消失の有無を確認するには、ラジカル架橋剤の種類に応じて適宜の方法を選択できるが、例えばIR測定(赤外分光測定)又はHPLC測定(高速液体クロマトグラフィ)により確認すればよい。
有機金属錯体が光ラジカル重合開始能を有する場合、有機金属錯体はメタロセン化合物であることが好ましく、チタノセン化合物、ジルコノセン化合物又はハフノセン化合物であることがより好ましく、チタノセン化合物、又は、ジルコノセン化合物であることが更に好ましく、チタノセン化合物であることが特に好ましい。
有機金属錯体が光ラジカル重合開始能を有しない場合、有機金属錯体は、チタノセン化合物、テトラアルコキシチタン化合物、チタンアシレート化合物、チタンキレート化合物、ジルコノセン化合物及びハフノセン化合物よりなる群から選択された少なくとも1種の化合物であることが好ましく、チタノセン化合物、ジルコノセン化合物及びハフノセン化合物よりなる群から選択された少なくとも1種の化合物であることがより好ましく、チタノセン化合物及びジルコノセン化合物よりなる群から選択された少なくとも1種の化合物であることが更に好ましく、チタノセン化合物であることが特に好ましい。
An embodiment in which the organometallic complex has the ability to initiate photoradical polymerization is also one of the preferred embodiments of the present invention.
In the present invention, having photo-radical polymerization initiation ability means being able to generate free radicals that can initiate radical polymerization upon irradiation with light. For example, the presence or absence of photo-radical polymerization initiation ability can be confirmed by irradiating a composition containing a radical crosslinking agent and an organometallic complex with light in a wavelength range in which the organometallic complex absorbs light and the radical crosslinking agent does not absorb light, and checking whether or not the radical crosslinking agent disappears. An appropriate method can be selected depending on the type of radical crosslinking agent to check whether or not it disappears, but for example, it can be confirmed by IR measurement (infrared spectroscopy) or HPLC measurement (high-performance liquid chromatography).
When the organometallic complex has photoradical polymerization initiation ability, the organometallic complex is preferably a metallocene compound, more preferably a titanocene compound, a zirconocene compound, or a hafnocene compound, even more preferably a titanocene compound or a zirconocene compound, and particularly preferably a titanocene compound.
If the organometallic complex does not have photoradical polymerization initiation ability, the organometallic complex is preferably at least one compound selected from the group consisting of titanocene compounds, tetraalkoxytitanium compounds, titanium acylate compounds, titanium chelate compounds, zirconocene compounds and hafnocene compounds, more preferably at least one compound selected from the group consisting of titanocene compounds, zirconocene compounds and hafnocene compounds, even more preferably at least one compound selected from the group consisting of titanocene compounds and zirconocene compounds, and particularly preferably a titanocene compound.
有機金属錯体の分子量は、50~2,000が好ましく、100~1,000がより好ましい。The molecular weight of the organometallic complex is preferably 50 to 2,000, and more preferably 100 to 1,000.
有機金属錯体としては、下記式(P)で表される化合物が好ましく挙げられる。
上記Rは、それぞれ独立に、芳香族基、アルキル基、ハロゲン原子及びアルキルスルホニルオキシ基から選択されることが好ましい。
As organometallic complexes, compounds represented by the following formula (P) are preferred.
Preferably, each of the above R is independently selected from an aromatic group, an alkyl group, a halogen atom, and an alkylsulfonyloxy group.
式(P)中、Mが表す金属原子としては、鉄原子、チタン原子、ジルコニウム原子又はハフニウム原子が好ましく、チタン原子、ジルコニウム原子又はハフニウム原子がより好ましく、チタン原子又はジルコニウム原子が更に好ましく、チタン原子が特に好ましい。
式(P)中のRにおける芳香族基としては、炭素数6~20の芳香族基が挙げられ、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、1-ナフチル基、又は、2-ナフチル基等が挙げられる。
式(P)中のRにおけるアルキル基としては、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、イソペンチル基、2-エチルヘキシル基、2-メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
上記Rにおけるハロゲン原子としては、F、Cl、Br、Iが挙げられる。
上記Rにおけるアルキルスルホニルオキシ基を構成するアルキル基としては、炭素数1~20のアルキル基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、イソプロピル基、t-ブチル基、イソペンチル基、2-エチルヘキシル基、2-メチルヘキシル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
上記Rは、更に置換基を有していてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、モノアリールアミノ基及びジアリールアミノ基等が挙げられる。
In formula (P), the metal atom represented by M is preferably an iron atom, a titanium atom, a zirconium atom, or a hafnium atom; more preferably a titanium atom, a zirconium atom, or a hafnium atom; even more preferably a titanium atom or a zirconium atom; and particularly preferably a titanium atom.
Examples of aromatic groups in formula (P) include aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms, with aromatic hydrocarbon groups having 6 to 20 carbon atoms being preferred, such as phenyl groups, 1-naphthyl groups, or 2-naphthyl groups.
The alkyl group in R in formula (P) is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and examples include methyl group, ethyl group, propyl group, octyl group, isopropyl group, t-butyl group, isopentyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group, etc.
Examples of halogen atoms in R include F, Cl, Br, and I.
The alkyl group constituting the alkylsulfonyloxy group in R above is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and examples include methyl group, ethyl group, propyl group, octyl group, isopropyl group, t-butyl group, isopentyl group, 2-ethylhexyl group, 2-methylhexyl group, cyclopentyl group, etc.
The above R may have further substituents. Examples of substituents include halogen atoms (F, Cl, Br, I), hydroxyl groups, carboxyl groups, amino groups, cyano groups, aryl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, acyl groups, alkoxycarbonyl groups, aryloxycarbonyl groups, acyloxy groups, monoalkylamino groups, dialkylamino groups, monoarylamino groups, and diarylamino groups.
有機金属錯体の具体例としては、特に限定されるものではないが、テトライソプロポキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキサイド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロフェニル)チタニウム及び、下記化合物が例示される。
その他、国際公開第2018/025738号の段落0078~0088に記載の化合物も使用することができるが、これに限定されるものではない。Other compounds described in paragraphs 0078-0088 of International Publication No. 2018/025738 may also be used, but are not limited thereto.
有機金属錯体の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し、0.1~30質量%が好ましい。下限は、1.0質量%以上がより好ましく、1.5質量%以上が更に好ましく、3.0質量%以上が特に好ましい。上限は、25質量%以下がより好ましい。
有機金属錯体は、1種又は2種以上を用いることができる。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
The content of the organometallic complex is preferably 0.1 to 30% by mass relative to the total solid content of the resin composition of the present invention. The lower limit is more preferably 1.0% by mass or more, even more preferably 1.5% by mass or more, and particularly preferably 3.0% by mass or more. The upper limit is more preferably 25% by mass or less.
One or more organometallic complexes can be used. When using two or more, it is preferable that the total amount is within the above range.
<重合性化合物>
本発明の樹脂組成物は、重合性化合物を含むことが好ましい。
重合性化合物としては、ラジカル架橋剤、又は、他の架橋剤が挙げられる。
<Polymerizable compound>
The resin composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound.
Polymerizable compounds include radical crosslinking agents or other crosslinking agents.
〔ラジカル架橋剤〕
本発明の樹脂組成物は、ラジカル架橋剤を含むことが好ましい。
ラジカル架橋剤は、ラジカル重合性基を有する化合物である。ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を含む基が好ましい。上記エチレン性不飽和結合を含む基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基などのエチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。
これらの中でも、上記エチレン性不飽和結合を含む基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基が好ましく、反応性の観点からは、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
[Radical Crosslinking Agent]
The resin composition of the present invention preferably contains a radical crosslinking agent.
Radical crosslinking agents are compounds having radical polymerizable groups. Preferred radical polymerizable groups are those containing ethylenically unsaturated bonds. Examples of such groups include vinyl groups, allyl groups, vinylphenyl groups, (meth)acryloyl groups, maleimide groups, and (meth)acrylamide groups.
Among these, the (meth)acryloyl group, (meth)acrylamide group, and vinylphenyl group are preferred as groups containing the ethylenically unsaturated bond, and the (meth)acryloyl group is more preferred from the viewpoint of reactivity.
ラジカル架橋剤は、エチレン性不飽和結合を1個以上有する化合物であることが好ましいが、2個以上有する化合物であることがより好ましい。ラジカル架橋剤は、エチレン性不飽和結合を3個以上有していてもよい。
上記エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物としては、エチレン性不飽和結合を2~15個有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合を2~10個有する化合物がより好ましく、2~6個有する化合物が更に好ましい。
また、得られるパターン(硬化物)の膜強度の観点からは、本発明の樹脂組成物は、エチレン性不飽和結合を2個有する化合物と、上記エチレン性不飽和結合を3個以上有する化合物とを含むことも好ましい。
The radical crosslinking agent is preferably a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds, but more preferably a compound having two or more. The radical crosslinking agent may also have three or more ethylenically unsaturated bonds.
As for the compounds having two or more ethylenically unsaturated bonds, compounds having 2 to 15 ethylenically unsaturated bonds are preferred, compounds having 2 to 10 ethylenically unsaturated bonds are more preferred, and compounds having 2 to 6 ethylenically unsaturated bonds are even more preferred.
Furthermore, from the viewpoint of the film strength of the resulting pattern (cured product), it is also preferable that the resin composition of the present invention contains a compound having two ethylenically unsaturated bonds and a compound having three or more of the above-mentioned ethylenically unsaturated bonds.
ラジカル架橋剤の分子量は、2,000以下が好ましく、1,500以下がより好ましく、900以下が更に好ましい。ラジカル架橋剤の分子量の下限は、100以上が好ましい。The molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 2,000 or less, more preferably 1,500 or less, and even more preferably 900 or less. The lower limit of the molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 100 or more.
ラジカル架橋剤の具体例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と多価アルコール化合物とのエステル、及び不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミド類である。また、ヒドロキシ基やアミノ基、スルファニル基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類又はエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、更に、ハロゲノ基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0113~0122の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Specific examples of radical crosslinking agents include unsaturated carboxylic acids (e.g., acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) and their esters and amides. Preferably, these are esters of unsaturated carboxylic acids with polyhydric alcohol compounds, and amides of unsaturated carboxylic acids with polyhydric amine compounds. Addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxyl groups, amino groups, or sulfanyl groups with monofunctional or polyfunctional isocyanates or epoxys, or dehydration condensation reaction products with monofunctional or polyfunctional carboxylic acids are also suitably used. Addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having electrophilic substituents such as isocyanate groups or epoxy groups with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, or thiols, and substitution reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having leaving substituents such as halogeno groups or tosyloxy groups with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, or thiols are also suitable. As another example, it is also possible to use a group of compounds in which the above-mentioned unsaturated carboxylic acids are replaced with unsaturated phosphonic acids, vinylbenzene derivatives such as styrene, vinyl ethers, allyl ethers, etc. For specific examples, refer to paragraphs 0113 to 0122 of Japanese Patent Application Publication No. 2016-027357, the contents of which are incorporated herein by reference.
また、ラジカル架橋剤は、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後、(メタ)アクリレート化した化合物、特公昭48-041708号公報、特公昭50-006034号公報、特開昭51-037193号各公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48-064183号、特公昭49-043191号、特公昭52-030490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレート及びこれらの混合物を挙げることができる。また、特開2008-292970号公報の段落0254~0257に記載の化合物も好適である。また、多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和結合を有する化合物を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。Furthermore, radical crosslinking agents that have a boiling point of 100°C or higher under normal pressure are also preferred. Examples include polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(acryloyloxypropyl) ether, tri(acryloyloxyethyl) isocyanurate, glycerin, and trimethylolethane, among others. Examples of polyfunctional acrylates and methacrylates, as well as mixtures thereof, include compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a functional alcohol and then (meth)acrylated; urethane (meth)acrylates as described in Japanese Patent Publication No. 48-041708, Japanese Patent Publication No. 50-006034, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-037193; polyester acrylates as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-064183, Japanese Patent Publication No. 49-043191, and Japanese Patent Publication No. 52-030490; and epoxy acrylates, which are reaction products of epoxy resin and (meth)acrylic acid. Compounds described in paragraphs 0254 to 0257 of Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-292970 are also suitable. Other examples include polyfunctional (meth)acrylates obtained by reacting a polyfunctional carboxylic acid with a compound having a cyclic ether group such as glycidyl (meth)acrylate and an ethylenically unsaturated bond.
また、上述以外の好ましいラジカル架橋剤として、特開2010-160418号公報、特開2010-129825号公報、特許第4364216号公報等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上有する化合物や、カルド樹脂も使用することが可能である。Furthermore, other preferred radical crosslinking agents besides those mentioned above include compounds having a fluorene ring and two or more groups having ethylenically unsaturated bonds, as described in Japanese Patent Publication No. 2010-160418, Japanese Patent Publication No. 2010-129825, Japanese Patent No. 4364216, etc., as well as cardo resins.
更に、その他の例としては、特公昭46-043946号公報、特公平01-040337号公報、特公平01-040336号公報に記載の特定の不飽和化合物や、特開平02-025493号公報に記載のビニルホスホン酸系化合物等もあげることができる。また、特開昭61-022048号公報に記載のペルフルオロアルキル基を含む化合物を用いることもできる。更に日本接着協会誌 vol.20、No.7、300~308ページ(1984年)に光重合性モノマー及びオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。Furthermore, other examples include specific unsaturated compounds described in Japanese Patent Publication No. 46-043946, Japanese Patent Publication No. 01-040337, and Japanese Patent Publication No. 01-040336, as well as vinylphosphonic acid compounds described in Japanese Patent Application Publication No. 02-025493. Compounds containing perfluoroalkyl groups described in Japanese Patent Application Publication No. 61-022048 can also be used. Additionally, those introduced as photopolymerizable monomers and oligomers in the Journal of the Adhesion Society of Japan, Vol. 20, No. 7, pp. 300-308 (1984) can also be used.
上記のほか、特開2015-034964号公報の段落0048~0051に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0087~0131に記載の化合物も好ましく用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。In addition to the above, compounds described in paragraphs 0048 to 0051 of Japanese Patent Publication No. 2015-034964 and compounds described in paragraphs 0087 to 0131 of International Publication No. 2015/199219 can also be preferably used, and the contents of these are incorporated herein.
また、特開平10-062986号公報において式(1)及び式(2)としてその具体例と共に記載の、多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、ラジカル架橋剤として用いることができる。Furthermore, compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a polyfunctional alcohol and then (meth)acrylateing them, as described in Japanese Patent Publication No. 10-062986 with specific examples of formulas (1) and (2), can also be used as radical crosslinking agents.
更に、特開2015-187211号公報の段落0104~0131に記載の化合物もラジカル架橋剤として用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, the compounds described in paragraphs 0104 to 0131 of Japanese Patent Publication No. 2015-187211 can also be used as radical crosslinking agents, and these are incorporated herein by reference.
ラジカル架橋剤としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D-330(日本化薬(株)製))、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D-320(日本化薬(株)製)、A-TMMT(新中村化学工業(株)製))、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D-310(日本化薬(株)製))、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)、A-DPH(新中村化学工業社製))、及びこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基又はプロピレングリコール残基を介して結合している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。Preferred radical crosslinking agents include dipentaerythritol triacrylate (commercially available as KAYARAD D-330 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available as KAYARAD D-320 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and A-TMMT (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)), dipentaerythritol penta(meth)acrylate (commercially available as KAYARAD D-310 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipentaerythritol hexa(meth)acrylate (commercially available as KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and A-DPH (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)), and structures in which the (meth)acryloyl groups of these are linked via ethylene glycol residues or propylene glycol residues. These oligomer types can also be used.
ラジカル架橋剤の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、エチレンオキシ鎖を4個有する2官能メタクリレートであるサートマー社製のSR-209、231、239、日本化薬(株)製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330、ウレタンオリゴマーUAS-10、UAB-140(日本製紙社製)、NKエステルM-40G、NKエステル4G、NKエステルM-9300、NKエステルA-9300、UA-7200(新中村化学工業社製)、DPHA-40H(日本化薬(株)製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(以上、共栄社化学社製)、ブレンマーPME400(日油(株)製)などが挙げられる。Examples of commercially available radical crosslinking agents include, for example, SR-494, a tetrafunctional acrylate with four ethylene oxy chains, manufactured by Sartomer; SR-209, 231, and 239, difunctional methacrylates with four ethylene oxy chains, also manufactured by Sartomer; DPCA-60, a hexafunctional acrylate with six pentylene oxy chains, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.; TPA-330, a trifunctional acrylate with three isobutylene oxy chains; and urethane. Examples include ligomer UAS-10, UAB-140 (manufactured by Nippon Paper Industries), NK ester M-40G, NK ester 4G, NK ester M-9300, NK ester A-9300, UA-7200 (manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.), DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (all manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and bremmer PME400 (manufactured by NOF Corporation).
ラジカル架橋剤としては、特公昭48-041708号公報、特開昭51-037193号公報、特公平02-032293号公報、特公平02-016765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-049860号公報、特公昭56-017654号公報、特公昭62-039417号公報、特公昭62-039418号公報に記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。更に、ラジカル架橋剤として、特開昭63-277653号公報、特開昭63-260909号公報、特開平01-105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する化合物を用いることもできる。Suitable radical crosslinking agents include urethane acrylates as described in Japanese Patent Publication No. 48-041708, Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-037193, Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-032293, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-016765, as well as urethane compounds having an ethylene oxide-based skeleton as described in Japanese Patent Publication No. 58-049860, Japanese Patent Publication No. 56-017654, Japanese Patent Publication No. 62-039417, and Japanese Patent Publication No. 62-039418. Furthermore, as radical crosslinking agents, compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-277653, Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-260909, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 01-105238 can also be used.
ラジカル架橋剤は、カルボキシ基、リン酸基等の酸基を有するラジカル架橋剤であってもよい。酸基を有するラジカル架橋剤は、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルが好ましく、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシ基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせたラジカル架橋剤がより好ましい。特に好ましくは、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシ基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせたラジカル架橋剤において、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールである化合物である。市販品としては、例えば、東亞合成(株)製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M-510、M-520などが挙げられる。The radical crosslinking agent may be a radical crosslinking agent having an acidic group such as a carboxyl group or a phosphate group. The radical crosslinking agent having an acidic group is preferably an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and more preferably a radical crosslinking agent obtained by reacting the unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to give it an acidic group. Particularly preferred is a radical crosslinking agent obtained by reacting the unreacted hydroxyl group of an aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to give it an acidic group, wherein the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol or dipentaerythritol. Examples of commercially available products include M-510 and M-520, which are polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd.
酸基を有するラジカル架橋剤の好ましい酸価は、0.1~300mgKOH/gであり、特に好ましくは1~100mgKOH/gである。ラジカル架橋剤の酸価が上記範囲であれば、製造上の取扱性に優れ、更には、現像性に優れる。また、重合性が良好である。上記酸価は、JIS K 0070:1992の記載に準拠して測定される。The preferred acid value of the radical crosslinking agent having an acid group is 0.1 to 300 mg KOH/g, and particularly preferably 1 to 100 mg KOH/g. When the acid value of the radical crosslinking agent is within the above range, it exhibits excellent handling properties during manufacturing, as well as excellent developability. Furthermore, it exhibits good polymerization properties. The above acid value is measured in accordance with the description in JIS K 0070:1992.
樹脂組成物は、パターンの解像性と膜の伸縮性の観点から、2官能のメタアクリレート又はアクリレートを用いることが好ましい。
具体的な化合物としては、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、PEG(ポリエチレングリコール)200ジアクリレート、PEG200ジメタクリレート、PEG600ジアクリレート、PEG600ジメタクリレート、ポリテトラエチレングリコールジアクリレート、ポリテトラエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジメタクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジメタクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジメタクリレート、2-ヒドロキシー3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、イソシアヌル酸変性ジメタクリレート、その他ウレタン結合を有する2官能アクリレート、ウレタン結合を有する2官能メタクリレートを使用することができる。これらは必要に応じ、2種以上を混合し使用することができる。
なお、例えばPEG200ジアクリレートとは、ポリエチレングリコールジアクリレートであって、ポリエチレングリコール鎖の式量が200程度のものをいう。
本発明の樹脂組成物は、パターン(硬化物)の弾性率制御に伴う反り抑制の観点から、ラジカル架橋剤として、単官能ラジカル架橋剤を好ましく用いることができる。単官能ラジカル架橋剤としては、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム等のN-ビニル化合物類、アリルグリシジルエーテル等が好ましく用いられる。単官能ラジカル架橋剤としては、露光前の揮発を抑制するため、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。
その他、2官能以上のラジカル架橋剤としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物類が挙げられる。
From the viewpoint of pattern resolution and film stretchability, it is preferable to use a bifunctional methacrylate or acrylate in the resin composition.
Specific compounds include triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, PEG (polyethylene glycol) 200 diacrylate, PEG 200 dimethacrylate, PEG 600 diacrylate, PEG 600 dimethacrylate, polytetraethylene glycol diacrylate, polytetraethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6 Hexanediol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate, bisphenol A EO (ethylene oxide) adduct diacrylate, bisphenol A EO adduct dimethacrylate, bisphenol A PO (propylene oxide) adduct diacrylate, bisphenol A PO adduct dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, isocyanuric acid EO-modified diacrylate, isocyanuric acid-modified dimethacrylate, and other difunctional acrylates and difunctional methacrylates having urethane bonds can be used. Two or more of these can be mixed and used as needed.
For example, PEG200 diacrylate refers to polyethylene glycol diacrylate in which the molecular weight of the polyethylene glycol chain is approximately 200.
In the resin composition of the present invention, monofunctional radical crosslinking agents can be preferably used as radical crosslinking agents from the viewpoint of suppressing warping associated with controlling the elastic modulus of the pattern (cured product). Preferred monofunctional radical crosslinking agents include (meth)acrylic acid derivatives such as n-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, carbitol (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, N-methylol (meth)acrylamide, glycidyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, and polypropylene glycol mono(meth)acrylate, as well as N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, and allyl glycidyl ether. As monofunctional radical crosslinking agents, compounds with a boiling point of 100°C or higher under normal pressure are also preferred in order to suppress volatilization before exposure.
Other examples of bifunctional or more radical crosslinking agents include allyl compounds such as diallyl phthalate and triallyl trimellitate.
ラジカル架橋剤を含有する場合、その含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0質量%超60質量%以下であることが好ましい。下限は5質量%以上がより好ましい。上限は、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。If a radical crosslinking agent is included, its content is preferably more than 0% by mass and 60% by mass or less, relative to the total solid content of the resin composition of the present invention. The lower limit is more preferably 5% by mass or more. The upper limit is more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.
ラジカル架橋剤は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。A single radical crosslinking agent may be used alone, or two or more may be used in combination. When two or more agents are used in combination, it is preferable that their total amount falls within the above-mentioned range.
〔他の架橋剤〕
本発明の樹脂組成物は、上述したラジカル架橋剤とは異なる、他の架橋剤を含むことも好ましい。
本発明において、他の架橋剤とは、上述したラジカル架橋剤以外の架橋剤をいい、光酸発生剤、又は、光塩基発生剤の感光により、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が促進される基を分子内に複数個有する化合物であることが好ましく、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が酸又は塩基の作用によって促進される基を分子内に複数個有する化合物が好ましい。
上記酸又は塩基は、露光工程において、光酸発生剤又は光塩基発生剤から発生する酸又は塩基であることが好ましい。
他の架橋剤としては、アシルオキシメチル基、メチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物が好ましく、アシルオキシメチル基、メチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基が窒素原子に直接結合した構造を有する化合物がより好ましい。
他の架橋剤としては、例えば、メラミン、グリコールウリル、尿素、アルキレン尿素、ベンゾグアナミンなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドとアルコールを反応させ、上記アミノ基の水素原子をアシルオキシメチル基、メチロール基又はアルコキシメチル基で置換した構造を有する化合物が挙げられる。これらの化合物の製造方法は特に限定されず、上記方法により製造された化合物と同様の構造を有する化合物であればよい。また、これらの化合物のメチロール基同士が自己縮合してなるオリゴマーであってもよい。
上記のアミノ基含有化合物として、メラミンを用いた架橋剤をメラミン系架橋剤、グリコールウリル、尿素又はアルキレン尿素を用いた架橋剤を尿素系架橋剤、アルキレン尿素を用いた架橋剤をアルキレン尿素系架橋剤、ベンゾグアナミンを用いた架橋剤をベンゾグアナミン系架橋剤という。
これらの中でも、本発明の樹脂組成物は、尿素系架橋剤及びメラミン系架橋剤よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましく、後述するグリコールウリル系架橋剤及びメラミン系架橋剤よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことがより好ましい。
[Other crosslinking agents]
The resin composition of the present invention may also preferably contain other crosslinking agents different from the radical crosslinking agents described above.
In the present invention, other crosslinking agents refer to crosslinking agents other than the radical crosslinking agents described above, and are preferably compounds having multiple groups in their molecule that promote the formation of covalent bonds with other compounds in the composition or their reaction products upon exposure to a photoacid generator or photobase generator, and are preferably compounds having multiple groups in their molecule that promote the formation of covalent bonds with other compounds in the composition or their reaction products through the action of an acid or a base.
The above-mentioned acid or base is preferably an acid or base generated from a photoacid generator or photobase generator during the exposure process.
Other preferred crosslinking agents include compounds having at least one group selected from the group consisting of acyloxymethyl groups, methylol groups, and alkoxymethyl groups, and more preferably compounds having a structure in which at least one group selected from the group consisting of acyloxymethyl groups, methylol groups, and alkoxymethyl groups is directly bonded to a nitrogen atom.
Other crosslinking agents include, for example, compounds having a structure in which an amino group-containing compound such as melamine, glycoluryl, urea, alkylene urea, or benzoguanamine is reacted with formaldehyde or formaldehyde and an alcohol, and the hydrogen atoms of the amino group are replaced with acyloxymethyl groups, methylol groups, or alkoxymethyl groups. The method for producing these compounds is not particularly limited, and any compound having a structure similar to that of the compounds produced by the above method is acceptable. Furthermore, oligomers formed by the self-condensation of methylol groups of these compounds may also be used.
As for the amino group-containing compounds mentioned above, crosslinking agents using melamine are called melamine-based crosslinking agents, crosslinking agents using glycoluryl, urea, or alkylene urea are called urea-based crosslinking agents, crosslinking agents using alkylene urea are called alkylene urea-based crosslinking agents, and crosslinking agents using benzoguanamine are called benzoguanamine-based crosslinking agents.
Among these, the resin composition of the present invention preferably contains at least one compound selected from the group consisting of urea-based crosslinking agents and melamine-based crosslinking agents, and more preferably contains at least one compound selected from the group consisting of glycoluryl-based crosslinking agents and melamine-based crosslinking agents, as described later.
本発明におけるアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の少なくとも1つを含有する化合物としては、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香族基や下記ウレア構造の窒素原子上に、又は、トリアジン上に置換した化合物を構造例として挙げることができる。
上記化合物が有するアルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基は、炭素数2~5が好ましく、炭素数2又は3が好ましく、炭素数2がより好ましい。
上記化合物が有するアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の総数は1~10が好ましく、より好ましくは2~8、特に好ましくは3~6である。
上記化合物の分子量は好ましくは1500以下であり、180~1200が好ましい。
Examples of compounds containing at least one alkoxymethyl group and acyloxymethyl group in the present invention include compounds in which the alkoxymethyl group or acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic group, the nitrogen atom of the urea structure described below, or on a triazine.
The alkoxymethyl group or acyloxymethyl group in the above compound preferably has 2 to 5 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms, and more preferably 2 carbon atoms.
The total number of alkoxymethyl groups and acyloxymethyl groups in the above compound is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 8, and particularly preferably 3 to 6.
The molecular weight of the above compound is preferably 1500 or less, and more preferably 180 to 1200.
R100は、アルキル基又はアシル基を表す。
R101及びR102は、それぞれ独立に、一価の有機基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。
R 100 represents an alkyl group or acyl group.
R 101 and R 102 may each independently represent a monovalent organic group and may be bonded to each other to form a ring.
アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が直接芳香族基に置換した化合物としては、例えば下記一般式の様な化合物を挙げることができる。Examples of compounds in which an alkoxymethyl group or acyloxymethyl group is directly substituted for an aromatic group include compounds with the following general formula.
式中、Xは単結合又は2価の有機基を示し、個々のR104はそれぞれ独立にアルキル基又はアシル基を示し、R103は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、又は、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(例えば、酸の作用により脱離する基、-C(R4)2COOR5で表される基(R4はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基を表し、R5は酸の作用により脱離する基を表す。))を示す。
R105は各々独立にアルキル基又はアルケニル基を示し、a、b及びcは各々独立に1~3であり、dは0~4であり、eは0~3であり、fは0~3であり、a+dは5以下であり、b+eは4以下であり、c+fは4以下である。
酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基、酸の作用により脱離する基、-C(R4)2COOR5で表される基におけるR5については、例えば、-C(R36)(R37)(R38)、-C(R36)(R37)(OR39)、-C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36~R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
上記アルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、炭素数1~5のアルキル基がより好ましい。
上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。
上記シクロアルキル基としては、炭素数3~12のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3~8のシクロアルキル基がより好ましい。
上記シクロアルキル基は単環構造であってもよいし、縮合環等の多環構造であってもよい。
上記アリール基は炭素数6~30の芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
上記アラルキル基としては、炭素数7~20のアラルキル基が好ましく、炭素数7~16のアラルキル基がより好ましい。
上記アラルキル基はアルキル基により置換されたアリール基を意図しており、これらのアルキル基及びアリール基の好ましい態様は、上述のアルキル基及びアリール基の好ましい態様と同様である。
上記アルケニル基は炭素数3~20のアルケニル基が好ましく、炭素数3~16のアルケニル基がより好ましい。
また、これらの基は本発明の効果が得られる範囲内で、公知の置換基を更に有していてもよい。
In the formula, X represents a single bond or a divalent organic group, each R 104 independently represents an alkyl group or an acyl group, and R 103 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a group that decomposes upon the action of an acid to produce an alkali-soluble group (for example, a group that is eliminated by the action of an acid, or a group represented as -C(R 4 ) 2 COOR 5 (where R 4 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 represents a group that is eliminated by the action of an acid)).
Each R 105 independently represents an alkyl group or an alkenyl group, a, b, and c are each independently 1 to 3, d is 0 to 4, e is 0 to 3, f is 0 to 3, a+d is 5 or less, b+e is 4 or less, and c+f is 4 or less.
Groups that decompose under the action of an acid to produce an alkali-soluble group, groups that are eliminated under the action of an acid, and groups represented as -C( R4 ) 2COOR5 , for example, R5 can be -C( R36 )( R37 )( R38 ), -C( R36 )( R37 )( OR39 ), -C( R01 )( R02 )( OR39 ), etc.
In the formula, R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group. R 36 and R 37 may be bonded to each other to form a ring.
The alkyl group described above is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group described above may be linear or branched.
The above cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and more preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
The above cycloalkyl group may have a monocyclic structure or a polycyclic structure such as a fused ring.
The aryl group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably a phenyl group.
The above-mentioned aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and more preferably an aralkyl group having 7 to 16 carbon atoms.
The above-mentioned aralkyl group is intended to be an aryl group substituted with an alkyl group, and preferred embodiments of these alkyl and aryl groups are the same as those described above for preferred embodiments of alkyl and aryl groups.
The above alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, and more preferably an alkenyl group having 3 to 16 carbon atoms.
Furthermore, these groups may have known substituents within the range that the effects of the present invention can be obtained.
R01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。 R01 and R02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.
酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基、または酸の作用により脱離する基としては好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタール基、クミルエステル基、エノールエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基、アセタール基である。The groups that decompose upon the action of an acid to produce alkali-soluble groups, or the groups that are eliminated upon the action of an acid, are preferably tertiary alkyl ester groups, acetal groups, cumyl ester groups, enol ester groups, etc. More preferably, they are tertiary alkyl ester groups and acetal groups.
アルコキシメチル基を有する化合物としては具体的に以下の構造を挙げることができる。アシルオキシメチル基を有する化合物は下記化合物のアルコキシメチル基をアシルオキシメチル基に変更した化合物を挙げることができる。アルコキシメチル基又はアシルオキシメチルを分子内に有する化合物としては以下の様な化合物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。The following structures are examples of compounds containing an alkoxymethyl group. Compounds containing an acyloxymethyl group are examples of compounds obtained by changing the alkoxymethyl group in the following compounds to an acyloxymethyl group. Examples of compounds containing an alkoxymethyl group or acyloxymethyl group in the molecule include, but are not limited to, the following compounds.
アルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の少なくとも1つを含有する化合物は、市販のものを用いても、公知の方法により合成したものを用いてもよい。
耐熱性の観点で、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香環やトリアジン環上に置換した化合物が好ましい。
The compound containing at least one alkoxymethyl group and acyloxymethyl group may be a commercially available product or one synthesized by a known method.
From the viewpoint of heat resistance, compounds in which an alkoxymethyl group or acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic ring or triazine ring are preferred.
メラミン系架橋剤の具体例としては、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミンなどが挙げられる。Specific examples of melamine-based crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, and hexasubtoxicbutylmelamine.
尿素系架橋剤の具体例としては、例えば、モノヒドロキシメチル化グリコールウリル、ジヒドロキシメチル化グリコールウリル、トリヒドロキシメチル化グリコールウリル、テトラヒドロキシメチル化グリコールウリル、モノメトキシメチル化グリコールウリル、ジメトキシメチル化グリコールウリル、トリメトキシメチル化グリコールウリル、テトラメトキシメチル化グリコールウリル、モノエトキシメチル化グリコールウリル、ジエトキシメチル化グリコールウリル、トリエトキシメチル化グリコールウリル、テトラエトキシメチル化グリコールウリル、モノプロポキシメチル化グリコールウリル、ジプロポキシメチル化グリコールウリル、トリプロポキシメチル化グリコールウリル、テトラプロポキシメチル化グリコールウリル、モノブトキシメチル化グリコールウリル、ジブトキシメチル化グリコールウリル、トリブトキシメチル化グリコールウリル、又は、テトラブトキシメチル化グリコールウリルなどのグリコールウリル系架橋剤;
ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等の尿素系架橋剤、
モノヒドロキシメチル化エチレン尿素又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノメトキシメチル化エチレン尿素、ジメトキシメチル化エチレン尿素、モノエトキシメチル化エチレン尿素、ジエトキシメチル化エチレン尿素、モノプロポキシメチル化エチレン尿素、ジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノブトキシメチル化エチレン尿素、又は、ジブトキシメチル化エチレン尿素などのエチレン尿素系架橋剤、
モノヒドロキシメチル化プロピレン尿素、ジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノメトキシメチル化プロピレン尿素、ジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノジエトキシメチル化プロピレン尿素、ジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノプロポキシメチル化プロピレン尿素、ジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノブトキシメチル化プロピレン尿素、又は、ジブトキシメチル化プロピレン尿素などのプロピレン尿素系架橋剤、
1,3-ジ(メトキシメチル)4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリジノン、1,3-ジ(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリジノンなどが挙げられる。
Specific examples of urea-based crosslinking agents include glycoluryl crosslinking agents such as monohydroxymethylated glycoluryl, dihydroxymethylated glycoluryl, trihydroxymethylated glycoluryl, tetrahydroxymethylated glycoluryl, monomethoxymethylated glycoluryl, dimethoxymethylated glycoluryl, trimethoxymethylated glycoluryl, tetramethoxymethylated glycoluryl, monoethoxymethylated glycoluryl, diethoxymethylated glycoluryl, triethoxymethylated glycoluryl, tetraethoxymethylated glycoluryl, monopropoxymethylated glycoluryl, dipropoxymethylated glycoluryl, trippropoxymethylated glycoluryl, tetrapropoxymethylated glycoluryl, monobutoxymethylated glycoluryl, dibutoxymethylated glycoluryl, tripbutoxymethylated glycoluryl, or tetrabutoxymethylated glycoluryl;
Urea-based crosslinking agents such as bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, and bisbutoxymethylurea.
Ethylene urea-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated ethyleneurea or dihydroxymethylated ethyleneurea, monomethoxymethylated ethyleneurea, dimethoxymethylated ethyleneurea, monoethoxymethylated ethyleneurea, diethoxymethylated ethyleneurea, monopropoxymethylated ethyleneurea, dipropoxymethylated ethyleneurea, monobutoxymethylated ethyleneurea, or dibutoxymethylated ethyleneurea.
Propylene urea-based crosslinking agents such as monohydroxymethylated propylene urea, dihydroxymethylated propylene urea, monomethoxymethylated propylene urea, dimethoxymethylated propylene urea, monodiethoxymethylated propylene urea, diethoxymethylated propylene urea, monopropoxymethylated propylene urea, dipropoxymethylated propylene urea, monobutoxymethylated propylene urea, or dibutoxymethylated propylene urea.
Examples include 1,3-di(methoxymethyl)4,5-dihydroxy-2-imidazolidinone and 1,3-di(methoxymethyl)-4,5-dimethoxy-2-imidazolidinone.
ベンゾグアナミン系架橋剤の具体例としては、例えばモノヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、ジヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、トリヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラヒドロキシメチル化ベンゾグアナミン、モノメトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジメトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリメトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラメトキシメチル化ベンゾグアナミン、モノエトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジエトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリエトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラエトキシメチル化ベンゾグアナミン、モノプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、ジプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、トリプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラプロポキシメチル化ベンゾグアナミン、モノブトキシメチル化ベンゾグアナミン、ジブトキシメチル化ベンゾグアナミン、トリブトキシメチル化ベンゾグアナミン、テトラブトキシメチル化ベンゾグアナミンなどが挙げられる。Specific examples of benzoguanamine crosslinking agents include, for example, monohydroxymethylated benzoguanamine, dihydroxymethylated benzoguanamine, trihydroxymethylated benzoguanamine, tetrahydroxymethylated benzoguanamine, monomethoxymethylated benzoguanamine, dimethoxymethylated benzoguanamine, trimethoxymethylated benzoguanamine, tetramethoxymethylated benzoguanamine, monoethoxymethylated benzoguanamine, diethoxymethylated benzoguanamine, triethoxymethylated benzoguanamine, tetraethoxymethylated benzoguanamine, monopropoxymethylated benzoguanamine, dipropoxymethylated benzoguanamine, trippropoxymethylated benzoguanamine, tetrapropoxymethylated benzoguanamine, monobutoxymethylated benzoguanamine, dibutoxymethylated benzoguanamine, tripbutoxymethylated benzoguanamine, and tetrabutoxymethylated benzoguanamine.
その他、メチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物としては、芳香環(好ましくはベンゼン環)にメチロール基及びアルコキシメチル基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基が直接結合した化合物も好適に用いられる。
このような化合物の具体例としては、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’,4’’-エチリデントリス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、5,5’-[2,2,2‐トリフルオロ‐1‐(トリフルオロメチル)エチリデン]ビス[2‐ヒドロキシ‐1,3‐ベンゼンジメタノール]、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジオール等が挙げられる。
In addition, as compounds having at least one group selected from the group consisting of methylol groups and alkoxymethyl groups, compounds in which at least one group selected from the group consisting of methylol groups and alkoxymethyl groups is directly bonded to an aromatic ring (preferably a benzene ring) are also suitably used.
Specific examples of such compounds include benzenedimethanol, bis(hydroxymethyl)cresol, bis(hydroxymethyl)dimethoxybenzene, bis(hydroxymethyl)diphenyl ether, bis(hydroxymethyl)benzophenone, hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate, bis(hydroxymethyl)biphenyl, dimethylbis(hydroxymethyl)biphenyl, bis(methoxymethyl)benzene, bis(methoxymethyl)cresol, bis(methoxymethyl)dimethoxybenzene, bis(methoxymethyl)diphenyl ether, bis(methoxymethyl)benzophenone, methoxymethylphenyl methoxymethylbenzoate, bis(methoxymethyl)biphenyl, dimethylbis(methoxymethyl)biphenyl, 4,4',4''-ethylidentris[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], 5,5'-[2,2,2-trifluoro-1-(trifluoromethyl)ethylidene]bis[2-hydroxy-1,3-benzenedimethanol], 3,3',5,5'-tetrakis(methoxymethyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diol, and the like.
他の架橋剤としては市販品を用いてもよく、好適な市販品としては、46DMOC、46DMOEP(以上、旭有機材工業社製)、DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DMLBisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上、本州化学工業社製)、ニカラック(登録商標、以下同様)MX-290、ニカラックMX-280、ニカラックMX-270、ニカラックMX-279、ニカラックMW-100LM、ニカラックMX-750LM(以上、三和ケミカル社製)などが挙げられる。Other crosslinking agents may be commercially available. Suitable commercially available products include 46DMOC, 46DMOEP (both manufactured by Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd.), DML-PC, DML-PEP, DML-OC, DML-OEP, DML-34X, DML-PTBP, DML-PCHP, DML-OCHP, DML-PFP, DML-PSBP, DML-POP, DML-MBOC, DML-MBPC, DML-MTrisPC, DML-BisOC-Z, DML-BisOCHP-Z, DML-BPC, DMLBisOC-P, DDOM-PC, DDOM-PTBP, DDOM-MBPC, TriML-P, and TriML-35XL. Examples include TML-HQ, TML-BP, TML-pp-BPF, TML-BPE, TML-BPA, TML-BPAF, TML-BPAP, TMOM-BP, TMOM-BPE, TMOM-BPA, TMOM-BPAF, TMOM-BPAP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP, HMOM-TPPHBA, HMOM-TPHAP (all manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), Nikarac (registered trademark, hereinafter the same) MX-290, Nikarac MX-280, Nikarac MX-270, Nikarac MX-279, Nikarac MW-100LM, Nikarac MX-750LM (all manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
また、本発明の樹脂組成物は、他の架橋剤として、エポキシ化合物、オキセタン化合物、及び、ベンゾオキサジン化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことも好ましい。Furthermore, the resin composition of the present invention may also preferably contain, as another crosslinking agent, at least one compound selected from the group consisting of epoxy compounds, oxetane compounds, and benzoxazine compounds.
-エポキシ化合物(エポキシ基を有する化合物)-
エポキシ化合物としては、一分子中にエポキシ基を2以上有する化合物であることが好ましい。エポキシ基は、200℃以下で架橋反応し、かつ、架橋に由来する脱水反応が起こらないため膜収縮が起きにくい。このため、エポキシ化合物を含有することは、本発明の樹脂組成物の低温硬化及び反りの抑制に効果的である。
- Epoxy compounds (compounds containing epoxy groups) -
The epoxy compound is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule. Epoxy groups undergo a crosslinking reaction at temperatures below 200°C, and since dehydration reactions resulting from crosslinking do not occur, film shrinkage is less likely to occur. Therefore, including an epoxy compound is effective in suppressing low-temperature curing and warping of the resin composition of the present invention.
エポキシ化合物は、ポリエチレンオキサイド基を含有することが好ましい。これにより、より弾性率が低下し、また反りを抑制することができる。ポリエチレンオキサイド基は、エチレンオキサイドの繰返し単位数が2以上のものを意味し、繰返し単位数が2~15であることが好ましい。The epoxy compound preferably contains polyethylene oxide groups. This further reduces the elastic modulus and suppresses warping. A polyethylene oxide group refers to a group with two or more repeating units of ethylene oxide, preferably with 2 to 15 repeating units.
エポキシ化合物の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ブチレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等のアルキレングリコール型エポキシ樹脂又は多価アルコール炭化水素型エポキシ樹脂;ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂;ポリメチル(グリシジロキシプロピル)シロキサン等のエポキシ基含有シリコーンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。具体的には、エピクロン(登録商標)850-S、エピクロン(登録商標)HP-4032、エピクロン(登録商標)HP-7200、エピクロン(登録商標)HP-820、エピクロン(登録商標)HP-4700、エピクロン(登録商標)HP-4770、エピクロン(登録商標)EXA-830LVP、エピクロン(登録商標)EXA-8183、エピクロン(登録商標)EXA-8169、エピクロン(登録商標)N-660、エピクロン(登録商標)N-665-EXP-S、エピクロン(登録商標)N-740(以上商品名、DIC(株)製)、リカレジン(登録商標)BEO-20E、リカレジン(登録商標)BEO-60E、リカレジン(登録商標)HBE-100、リカレジン(登録商標)DME-100、リカレジン(登録商標)L-200(商品名、新日本理化(株)製)、EP-4003S、EP-4000S、EP-4088S、EP-3950S(以上商品名、(株)ADEKA製)、セロキサイド(登録商標)2021P、セロキサイド(登録商標)2081、セロキサイド(登録商標)2000、EHPE3150、エポリード(登録商標)GT401、エポリード(登録商標)PB4700、エポリード(登録商標)PB3600(以上商品名、(株)ダイセル製)、NC-3000、NC-3000-L、NC-3000-H、NC-3000-FH-75M、NC-3100、CER-3000-L、NC-2000-L、XD-1000、NC-7000L、NC-7300L、EPPN-501H、EPPN-501HY、EPPN-502H、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、CER-1020、EPPN-201、BREN-S、BREN-10S(以上商品名、日本化薬(株)製)などが挙げられる。また以下の化合物も好適に用いられる。Examples of epoxy compounds include, but are not limited to, bisphenol A type epoxy resins; bisphenol F type epoxy resins; alkylene glycol type epoxy resins or polyhydric alcohol hydrocarbon type epoxy resins such as propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene glycol diglycidyl ether, and trimethylolpropane triglycidyl ether; polyalkylene glycol type epoxy resins such as polypropylene glycol diglycidyl ether; and epoxy group-containing silicones such as polymethyl(glycidyloxypropyl)siloxane. Specifically, Epiclon® 850-S, Epiclon® HP-4032, Epiclon® HP-7200, Epiclon® HP-820, Epiclon® HP-4700, Epiclon® HP-4770, Epiclon® EXA-830LVP, Epiclon® EXA-8183, Epiclon® EXA-8169, Epiclon® N- 660, Epiclon® N-665-EXP-S, Epiclon® N-740 (all product names, manufactured by DIC Corporation), Recaresin® BEO-20E, Recaresin® BEO-60E, Recaresin® HBE-100, Recaresin® DME-100, Recaresin® L-200 (product names, manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.), EP-4003S, EP-4000S, EP-4088 S, EP-3950S (product names, manufactured by ADEKA Corporation), Celoxide (registered trademark) 2021P, Celoxide (registered trademark) 2081, Celoxide (registered trademark) 2000, EHPE3150, Epolid (registered trademark) GT401, Epolid (registered trademark) PB4700, Epolid (registered trademark) PB3600 (product names, manufactured by Daicel Corporation), NC-3000, NC-3000-L, NC-3000-H, NC-300 Examples include 0-FH-75M, NC-3100, CER-3000-L, NC-2000-L, XD-1000, NC-7000L, NC-7300L, EPPN-501H, EPPN-501HY, EPPN-502H, EOCN-1020, EOCN-102S, EOCN-103S, EOCN-104S, CER-1020, EPPN-201, BREN-S, and BREN-10S (all trade names, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). The following compounds are also suitably used.
式中nは1~5の整数、mは1~20の整数である。In the formula, n is an integer between 1 and 5, and m is an integer between 1 and 20.
上記構造の中でも、耐熱性と伸度向上を両立する点から、nは1~2、mは3~7であることが好ましい。Among the above structures, it is preferable that n is 1 to 2 and m is 3 to 7, in order to achieve both heat resistance and improved elongation.
-オキセタン化合物(オキセタニル基を有する化合物)-
オキセタン化合物としては、一分子中にオキセタン環を2つ以上有する化合物、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルメチル)オキセタン、1,4-ベンゼンジカルボン酸-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]エステル等を挙げることができる。具体的な例としては、東亞合成(株)製のアロンオキセタンシリーズ(例えば、OXT-121、OXT-221)が好適に使用することができ、これらは単独で、又は2種以上混合してもよい。
- Oxetane compounds (compounds containing an oxetanyl group) -
Examples of oxetane compounds include compounds having two or more oxetane rings in one molecule, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis{[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl}benzene, 3-ethyl-3-(2-ethylhexylmethyl)oxetane, and 1,4-benzenedicarboxylic acid-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]ester. Specific examples include the Aronoxetane series manufactured by Toagosei Co., Ltd. (e.g., OXT-121, OXT-221), which can be used individually or in combination of two or more.
-ベンゾオキサジン化合物(ベンゾオキサゾリル基を有する化合物)-
ベンゾオキサジン化合物は、開環付加反応に由来する架橋反応のため、硬化時に脱ガスが発生せず、更に熱収縮を小さくして反りの発生が抑えられることから好ましい。
-Benzoxazine compounds (compounds containing a benzoxazolyl group)-
Benzoxazine compounds are preferred because, due to the crosslinking reaction resulting from a ring-opening addition reaction, degassing does not occur during curing, and furthermore, thermal shrinkage is reduced, suppressing warping.
ベンゾオキサジン化合物の好ましい例としては、P-d型ベンゾオキサジン、F-a型ベンゾオキサジン(以上、商品名、四国化成工業社製)、ポリヒドロキシスチレン樹脂のベンゾオキサジン付加物、フェノールノボラック型ジヒドロベンゾオキサジン化合物が挙げられる。これらは単独で用いるか、又は2種以上混合してもよい。Preferred examples of benzoxazine compounds include P-d type benzoxazine, F-a type benzoxazine (both trade names, manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.), benzoxazine adducts of polyhydroxystyrene resin, and phenol novolac type dihydrobenzoxazine compounds. These may be used individually or in combination of two or more.
他の架橋剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、0.1~20質量%であることがより好ましく、0.5~15質量%であることが更に好ましく、1.0~10質量%であることが特に好ましい。他の架橋剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。他の架橋剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The content of other crosslinking agents is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, even more preferably 0.5 to 15% by mass, and particularly preferably 1.0 to 10% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention. The other crosslinking agents may be present as one type or as two or more types. If two or more other crosslinking agents are present, it is preferable that their total content falls within the above range.
〔重合開始剤〕
本発明の樹脂組成物は、光及び/又は熱により重合を開始させることができる重合開始剤を含むことが好ましい。特に光重合開始剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視領域の光線に対して感光性を有する光ラジカル重合開始剤が好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。
[Polymerization initiator]
The resin composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator that can initiate polymerization by light and/or heat. It is particularly preferable that it contains a photopolymerization initiator.
The photopolymerization initiator is preferably a photoradical polymerization initiator. There are no particular restrictions on the photoradical polymerization initiator, and it can be appropriately selected from known photoradical polymerization initiators. For example, a photoradical polymerization initiator that is photosensitive to light in the ultraviolet to visible region is preferred. Alternatively, it may be an activator that interacts with a photoexcited sensitizer to generate active radicals.
光ラジカル重合開始剤は、波長約240~800nm(好ましくは330~500nm)の範囲内で少なくとも約50L・mol-1・cm-1のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができる。例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary-5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶剤を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。 The photoradical polymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar extinction coefficient of at least about 50 L· mol⁻¹ · cm⁻¹ in the wavelength range of about 240 to 800 nm (preferably 330 to 500 nm). The molar extinction coefficient of the compound can be measured using a known method. For example, it is preferable to measure it using an ultraviolet-visible spectrophotometer (Varian Cary-5 spectrophotometer) with ethyl acetate solvent at a concentration of 0.01 g/L.
光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を任意に使用できる。例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有する化合物、オキサジアゾール骨格を有する化合物、トリハロメチル基を有する化合物など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノンなどのα-アミノケトン化合物、ヒドロキシアセトフェノンなどのα-ヒドロキシケトン化合物、アゾ系化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ素化合物、鉄アレーン錯体などが挙げられる。これらの詳細については、特開2016-027357号公報の段落0165~0182、国際公開第2015/199219号の段落0138~0151の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、特開2014-130173号公報の段落0065~0111、特許第6301489号公報に記載された化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019に記載されたパーオキサイド系光重合開始剤、国際公開第2018/221177号に記載の光重合開始剤、国際公開第2018/110179号に記載の光重合開始剤、特開2019-043864号公報に記載の光重合開始剤、特開2019-044030号公報に記載の光重合開始剤、特開2019-167313号公報に記載の過酸化物系開始剤が挙げられ、これらの内容も本明細書に組み込まれる。Any known compound can be used as a photoradical polymerization initiator. Examples include halogenated hydrocarbon derivatives (e.g., compounds having a triazine skeleton, compounds having an oxadiazole skeleton, compounds having a trihalomethyl group, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxides, oxime compounds such as hexaarylbiimidazole and oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, α-aminoketone compounds such as aminoacetophenone, α-hydroxyketone compounds such as hydroxyacetophenone, azo compounds, azide compounds, metallocene compounds, organoboron compounds, and iron arene complexes. For further details, please refer to paragraphs 0165-0182 of Japanese Patent Application Publication No. 2016-027357 and paragraphs 0138-0151 of International Publication No. 2015/199219, which are incorporated herein by reference. Furthermore, examples include paragraphs 0065 to 0111 of Japanese Patent Publication No. 2014-130173, the compounds described in Japanese Patent No. 6301489, the peroxide-based photopolymerization initiators described in MATERIAL STAGE 37-60p, vol. 19, No. 3, 2019, the photopolymerization initiators described in International Publication No. 2018/221177, the photopolymerization initiators described in International Publication No. 2018/110179, the photopolymerization initiators described in Japanese Patent Publication No. 2019-043864, the photopolymerization initiators described in Japanese Patent Publication No. 2019-044030, and the peroxide-based initiators described in Japanese Patent Publication No. 2019-167313, the contents of which are also incorporated herein.
ケトン化合物としては、例えば、特開2015-087611号公報の段落0087に記載の化合物が例示され、この内容は本明細書に組み込まれる。市販品では、カヤキュア-DETX-S(日本化薬(株)製)も好適に用いられる。Examples of ketone compounds include the compounds described in paragraph 0087 of Japanese Patent Publication No. 2015-087611, the contents of which are incorporated herein by reference. Among commercially available products, Kayacure-DETX-S (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is also suitably used.
本発明の一実施態様において、光ラジカル重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、及び、アシルホスフィン化合物を好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10-291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤を用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。In one embodiment of the present invention, hydroxyacetophenone compounds, aminoacetophenone compounds, and acylphosphine compounds can be suitably used as photoradical polymerization initiators. More specifically, for example, an aminoacetophenone-based initiator described in Japanese Patent Application Publication No. 10-291969 and an acylphosphine oxide-based initiator described in Japanese Patent No. 4225898 can be used, and this is incorporated herein by reference.
α-ヒドロキシケトン系開始剤としては、Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad 2959、Omnirad 127(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE 184(IRGACUREは登録商標)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。As α-hydroxyketone initiators, Omnirad 184, Omnirad 1173, Omnirad 2959, Omnirad 127 (all manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 184 (IRGACURE is a registered trademark), DAROCUR 1173, IRGACURE 500, IRGACURE-2959, and IRGACURE 127 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
α-アミノケトン系開始剤としては、Omnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 369E、Omnirad 379EG(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE 907、IRGACURE 369、及び、IRGACURE 379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。As α-aminoketone initiators, Omnirad 907, Omnirad 369, Omnirad 369E, Omnirad 379EG (all manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 907, IRGACURE 369, and IRGACURE 379 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
アミノアセトフェノン系開始剤として、365nm又は405nm等の波長光源に極大吸収波長がマッチングされた特開2009-191179号公報に記載の化合物も用いることができ、この内容は本明細書に組み込まれる。As an aminoacetophenone-based initiator, compounds described in Japanese Patent Publication No. 2009-191179, whose maximum absorption wavelength is matched to a light source of wavelength such as 365 nm or 405 nm, can also be used, and this is incorporated herein by reference.
アシルホスフィンオキシド系開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイドなどが挙げられる。また、Omnirad 819、Omnirad TPO(以上、IGM Resins B.V.社製)、IRGACURE-819やIRGACURE-TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。Examples of acylphosphine oxide initiators include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide. Additionally, Omnirad 819, Omnirad TPO (both manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE-819, and IRGACURE-TPO (trade names: both manufactured by BASF) can be used.
メタロセン化合物としては、IRGACURE-784、IRGACURE-784EG(いずれもBASF社製)、Keycure VIS 813(King Brother Chem社製)などが例示される。Examples of metallocene compounds include IRGACURE-784, IRGACURE-784EG (both manufactured by BASF), and Keycure VIS 813 (manufactured by King Brother Chem).
光ラジカル重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物を用いることにより、露光ラチチュードをより効果的に向上させることが可能になる。オキシム化合物は、露光ラチチュード(露光マージン)が広く、かつ、光硬化促進剤としても働くため、特に好ましい。More preferably, oxime compounds are used as photoradical polymerization initiators. Using oxime compounds makes it possible to more effectively improve the exposure latitude. Oxime compounds are particularly preferred because they have a wide exposure latitude (exposure margin) and also act as photocuring accelerators.
オキシム化合物の具体例としては、特開2001-233842号公報に記載の化合物、特開2000-080068号公報に記載の化合物、特開2006-342166号公報に記載の化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)に記載の化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)に記載の化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202-232)に記載の化合物、特開2000-066385号公報に記載の化合物、特表2004-534797号公報に記載の化合物、特開2017-019766号公報に記載の化合物、特許第6065596号公報に記載の化合物、国際公開第2015/152153号に記載の化合物、国際公開第2017/051680号に記載の化合物、特開2017-198865号公報に記載の化合物、国際公開第2017/164127号の段落番号0025~0038に記載の化合物、国際公開第2013/167515号に記載の化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。Specific examples of oxime compounds include the compounds described in Japanese Patent Publication No. 2001-233842, Japanese Patent Publication No. 2000-080068, Japanese Patent Publication No. 2006-342166, the compounds described in J. C. S. Perkin II (1979, pp. 1653-1660), the compounds described in J. C. S. Perkin II (1979, pp. 156-162), and the Journal of Photopolymer Science and Examples include compounds described in Technology (1995, pp. 202-232), compounds described in Japanese Patent Publication No. 2000-066385, compounds described in Japanese Patent Publication No. 2004-534797, compounds described in Japanese Patent Publication No. 2017-019766, compounds described in Japanese Patent No. 6065596, compounds described in International Publication No. 2015/152153, compounds described in International Publication No. 2017/051680, compounds described in Japanese Patent Publication No. 2017-198865, compounds described in paragraphs 0025-0038 of International Publication No. 2017/164127, compounds described in International Publication No. 2013/167515, and others, the contents of which are incorporated herein by reference.
好ましいオキシム化合物としては、例えば、下記の構造の化合物や、3-(ベンゾイルオキシ(イミノ))ブタン-2-オン、3-(アセトキシ(イミノ))ブタン-2-オン、3-(プロピオニルオキシ(イミノ))ブタン-2-オン、2-(アセトキシ(イミノ))ペンタン-3-オン、2-(アセトキシ(イミノ))-1-フェニルプロパン-1-オン、2-(ベンゾイルオキシ(イミノ))-1-フェニルプロパン-1-オン、3-((4-トルエンスルホニルオキシ)(イミノ))ブタン-2-オン、及び2-(エトキシカルボニルオキシ(イミノ))-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。本発明の樹脂組成物においては、特に光ラジカル重合開始剤としてオキシム化合物(オキシム系の光ラジカル重合開始剤)を用いることが好ましい。オキシム系の光ラジカル重合開始剤は、分子内に >C=N-O-C(=O)- の連結基を有する。Preferred oxime compounds include, for example, compounds with the following structures, as well as 3-(benzoyloxy(imino))butan-2-one, 3-(acetoxy(imino))butan-2-one, 3-(propionyloxy(imino))butan-2-one, 2-(acetoxy(imino))pentan-3-one, 2-(acetoxy(imino))-1-phenylpropane-1-one, 2-(benzoyloxy(imino))-1-phenylpropane-1-one, 3-((4-toluenesulfonyloxy)(imino))butan-2-one, and 2-(ethoxycarbonyloxy(imino))-1-phenylpropane-1-one. In the resin composition of the present invention, it is particularly preferable to use an oxime compound (oxime-based photoradical polymerization initiator) as a photoradical polymerization initiator. Oxime-based photoradical polymerization initiators have a linking group >C=N-O-C(=O)- in their molecule.
市販品ではIRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上、BASF社製)、アデカオプトマーN-1919((株)ADEKA製、特開2012-014052号公報に記載の光ラジカル重合開始剤2)も好適に用いられる。また、TR-PBG-304、TR-PBG-305(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI-730、NCI-831及びアデカアークルズNCI-930((株)ADEKA製)も用いることができる。また、DFI-091(ダイトーケミックス(株)製)、SpeedCure PDO(SARTOMER ARKEMA製)を用いることができる。また、下記の構造のオキシム化合物を用いることもできる。
光ラジカル重合開始剤としては、フルオレン環を有するオキシム化合物を用いることもできる。フルオレン環を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2014-137466号公報に記載の化合物、特許06636081号に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As a photoradical polymerization initiator, an oxime compound having a fluorene ring can also be used. Specific examples of oxime compounds having a fluorene ring include the compound described in Japanese Patent Application Publication No. 2014-137466 and the compound described in Japanese Patent No. 06636081, the details of which are incorporated herein by reference.
光ラジカル重合開始剤としては、カルバゾール環の少なくとも1つのベンゼン環がナフタレン環となった骨格を有するオキシム化合物を用いることもできる。そのようなオキシム化合物の具体例としては、国際公開第2013/083505号に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As a photoradical polymerization initiator, an oxime compound having a skeleton in which at least one benzene ring of the carbazole ring is replaced by a naphthalene ring can also be used. Specific examples of such oxime compounds include the compounds described in International Publication No. 2013/083505, which are incorporated herein by reference.
また、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることも可能である。そのようなオキシム化合物の具体例としては、特開2010-262028号公報に記載されている化合物、特表2014-500852号公報の段落0345に記載されている化合物24、36~40、特開2013-164471号公報の段落0101に記載されている化合物(C-3)などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, it is also possible to use oxime compounds containing a fluorine atom. Specific examples of such oxime compounds include the compounds described in Japanese Patent Application Publication No. 2010-262028, compounds 24, 36-40 described in paragraph 0345 of Japanese Patent Publication No. 2014-500852, and compound (C-3) described in paragraph 0101 of Japanese Patent Application Publication No. 2013-164471, the details of which are incorporated herein by reference.
光重合開始剤としては、ニトロ基を有するオキシム化合物を用いることができる。ニトロ基を有するオキシム化合物は、二量体とすることも好ましい。ニトロ基を有するオキシム化合物の具体例としては、特開2013-114249号公報の段落番号0031~0047、特開2014-137466号公報の段落番号0008~0012、0070~0079に記載されている化合物、特許4223071号公報の段落番号0007~0025に記載されている化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、ニトロ基を有するオキシム化合物としては、アデカアークルズNCI-831((株)ADEKA製)も挙げられる。As a photopolymerization initiator, an oxime compound having a nitro group can be used. The oxime compound having a nitro group is also preferably in dimer form. Specific examples of oxime compounds having a nitro group include the compounds described in paragraphs 0031 to 0047 of Japanese Patent Publication No. 2013-114249, paragraphs 0008 to 0012 and 0070 to 0079 of Japanese Patent Publication No. 2014-137466, and the compounds described in paragraphs 0007 to 0025 of Japanese Patent No. 4223071, the details of which are incorporated herein by reference. Another example of an oxime compound having a nitro group is ADEKA Arclus NCI-831 (manufactured by ADEKA Corporation).
光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾフラン骨格を有するオキシム化合物を用いることもできる。具体例としては、国際公開第2015/036910号に記載されているOE-01~OE-75が挙げられる。As photoradical polymerization initiators, oxime compounds having a benzofuran skeleton can also be used. Specific examples include OE-01 to OE-75, described in International Publication No. 2015/036910.
光ラジカル重合開始剤としては、カルバゾール骨格にヒドロキシ基を有する置換基が結合したオキシム化合物を用いることもできる。このような光重合開始剤としては国際公開第2019/088055号に記載された化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As a photo-radical polymerization initiator, an oxime compound in which a substituent having a hydroxyl group is attached to a carbazole skeleton can also be used. Examples of such photo-polymerization initiators include the compounds described in International Publication No. 2019/088055, which are incorporated herein by reference.
光重合開始剤としては、芳香族環に電子求引性基が導入された芳香族環基ArOX1を有するオキシム化合物(以下、オキシム化合物OXともいう)を用いることもできる。上記芳香族環基ArOX1が有する電子求引性基としては、アシル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基が挙げられ、アシル基およびニトロ基が好ましく、耐光性に優れた膜を形成しやすいという理由からアシル基であることがより好ましく、ベンゾイル基であることが更に好ましい。ベンゾイル基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルケニル基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アシル基またはアミノ基であることが好ましく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基またはアミノ基であることがより好ましく、アルコキシ基、アルキルスルファニル基またはアミノ基であることが更に好ましい。 As a photopolymerization initiator, an oxime compound having an aromatic ring group Ar OX1 in which an electron-withdrawing group is introduced to the aromatic ring (hereinafter also referred to as oxime compound OX) can be used. Examples of electron-withdrawing groups in the above aromatic ring group Ar OX1 include acyl groups, nitro groups, trifluoromethyl groups, alkylsulfinyl groups, arylsulfinyl groups, alkylsulfonyl groups, arylsulfonyl groups, and cyano groups. Acyl groups and nitro groups are preferred, acyl groups are more preferred because they easily form films with excellent light resistance, and benzoyl groups are even more preferred. The benzoyl group may have substituents. The substituent is preferably a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group, an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclic group, a heterocyclic oxy group, an alkenyl group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, an acyl group, or an amino group; more preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclic oxy group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, or an amino group; and even more preferably an alkoxy group, an alkylsulfanyl group, or an amino group.
オキシム化合物OXは、式(OX1)で表される化合物および式(OX2)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、式(OX2)で表される化合物であることがより好ましい。
RX2は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシルオキシ基またはアミノ基を表し、
RX3~RX14は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す;
ただし、RX10~RX14のうち少なくとも一つは、電子求引性基である。
The oxime compound OX is preferably at least one selected from the compounds represented by formula (OX1) and the compounds represented by formula (OX2), and more preferably the compound represented by formula (OX2).
R X2 represents an alkyl group, alkenyl group, alkoxy group, aryl group, aryloxy group, heterocyclic group, heterocyclic oxy group, alkylsulfanyl group, arylsulfanyl group, alkylsulfinyl group, arylsulfinyl group, alkylsulfonyl group, arylsulfonyl group, acyloxy group, or amino group.
R X3 to R X14 each independently represent a hydrogen atom or a substituent;
However, at least one of R X10 to R X14 is an electron-withdrawing group.
上記式において、RX12が電子求引性基であり、RX10、RX11、RX13、RX14は水素原子であることが好ましい。 In the above formula, it is preferable that R X12 is an electron-withdrawing group, and R X10 , R X11 , R X13 , and R X14 are hydrogen atoms.
オキシム化合物OXの具体例としては、特許第4600600号公報の段落番号0083~0105に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。Specific examples of oxime compounds OX include the compounds described in paragraphs 0083 to 0105 of Japanese Patent No. 4600600, the details of which are incorporated herein by reference.
最も好ましいオキシム化合物としては、特開2007-269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009-191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。The most preferred oxime compounds include oxime compounds having specific substituents as shown in Japanese Patent Publication No. 2007-269779 and oxime compounds having a thioaryl group as shown in Japanese Patent Publication No. 2009-191061, the details of which are incorporated herein by reference.
光ラジカル重合開始剤は、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物及びその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体及びその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3-アリール置換クマリン化合物よりなる群から選択される化合物が好ましい。From the viewpoint of exposure sensitivity, the photoradical polymerization initiator is preferably a compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, benzyldimethylketal compounds, α-hydroxyketone compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, onium salt compounds, benzothiazole compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and their derivatives, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and their salts, halomethyloxadiazole compounds, and 3-aryl-substituted coumarin compounds.
更に好ましい光ラジカル重合開始剤は、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が一層好ましく、メタロセン化合物又はオキシム化合物を用いるのがより一層好ましい。Further preferred photoradical polymerization initiators are trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, onium salt compounds, benzophenone compounds, and acetophenone compounds. At least one compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, and benzophenone compounds is even more preferred, and the use of a metallocene compound or an oxime compound is even more preferred.
また、光ラジカル重合開始剤は、ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)等のN,N’-テトラアルキル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1,2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-プロパノン-1等の芳香族ケトン、アルキルアントラキノン等の芳香環と縮環したキノン類、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体などを用いることもできる。また、下記式(I)で表される化合物を用いることもできる。Furthermore, photoradical polymerization initiators can also be benzophenone, N,N'-tetraalkyl-4,4'-diaminobenzophenone such as N,N'-tetramethyl-4,4'-diaminobenzophenone (Michler ketone), aromatic ketones such as 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propanone-1, quinones fused with aromatic rings such as alkylanthraquinones, benzoin ether compounds such as benzoin alkyl ethers, benzoin compounds such as benzoin and alkylbenzoin, and benzyl derivatives such as benzyldimethylketal. Compounds represented by the following formula (I) can also be used.
式(I)中、RI00は、炭素数1~20のアルキル基、1個以上の酸素原子によって中断された炭素数2~20のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、フェニル基、又は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基、ハロゲン原子、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、炭素数2~12のアルケニル基、1個以上の酸素原子によって中断された炭素数2~18のアルキル基及び炭素数1~4のアルキル基の少なくとも1つで置換されたフェニル基、若しくは、ビフェニル基であり、RI01は、式(II)で表される基であるか、RI00と同じ基であり、RI02~RI04は各々独立に炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12のアルコキシ基又はハロゲン原子である。 In formula (I), R I00 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms interrupted by one or more oxygen atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a halogen atom, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, a phenyl group substituted with at least one alkyl group having 2 to 18 carbon atoms and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a biphenyl group; R I01 is a group represented by formula (II) or the same group as R I00 ; and R I02 to R I04 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or a halogen atom.
式中、RI05~RI07は、上記式(I)のRI02~RI04と同じである。 In the formula, R I05 to R I07 are the same as R I02 to R I04 in formula (I) above.
また、光ラジカル重合開始剤は、国際公開第2015/125469号の段落0048~0055に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, the photoradical polymerization initiator may also be a compound described in paragraphs 0048-0055 of International Publication No. 2015/125469, which is incorporated herein by reference.
光ラジカル重合開始剤としては、2官能あるいは3官能以上の光ラジカル重合開始剤を用いてもよい。そのような光ラジカル重合開始剤を用いることにより、光ラジカル重合開始剤の1分子から2つ以上のラジカルが発生するため、良好な感度が得られる。また、非対称構造の化合物を用いた場合においては、結晶性が低下して溶剤などへの溶解性が向上して、経時で析出しにくくなり、樹脂組成物の経時安定性を向上させることができる。2官能あるいは3官能以上の光ラジカル重合開始剤の具体例としては、特表2010-527339号公報、特表2011-524436号公報、国際公開第2015/004565号、特表2016-532675号公報の段落番号0407~0412、国際公開第2017/033680号の段落番号0039~0055に記載されているオキシム化合物の2量体、特表2013-522445号公報に記載されている化合物(E)および化合物(G)、国際公開第2016/034963号に記載されているCmpd1~7、特表2017-523465号公報の段落番号0007に記載されているオキシムエステル類光開始剤、特開2017-167399号公報の段落番号0020~0033に記載されている光開始剤、特開2017-151342号公報の段落番号0017~0026に記載されている光重合開始剤(A)、特許第6469669号公報に記載されているオキシムエステル光開始剤などが挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。As the photoradical polymerization initiator, a bifunctional or trifunctional or more photoradical polymerization initiator may be used. By using such a photoradical polymerization initiator, two or more radicals are generated from one molecule of the photoradical polymerization initiator, thus providing good sensitivity. Furthermore, when an asymmetric compound is used, the crystallinity decreases and solubility in solvents, etc., improves, making precipitation less likely over time and improving the long-term stability of the resin composition. Specific examples of bifunctional or trifunctional or more photoradical polymerization initiators include dimers of oxime compounds described in JP 2010-527339, JP 2011-524436, International Publication No. 2015/004565, paragraphs 0407-0412 of JP 2016-532675, and paragraphs 0039-0055 of International Publication No. 2017/033680, as well as compounds (E) and (G) described in JP 2013-522445, and International Publication No. 2016/0 Examples include Cmpd1 to 7 described in Patent No. 34963, oxime ester photoinitiators described in paragraph 0007 of Japanese Patent Publication No. 2017-523465, photoinitiators described in paragraphs 0020 to 0033 of Japanese Patent Application Publication No. 2017-167399, photopolymerization initiators (A) described in paragraphs 0017 to 0026 of Japanese Patent Application Publication No. 2017-151342, and oxime ester photoinitiators described in Japanese Patent No. 6469669, the contents of which are incorporated herein by reference.
光重合開始剤を含む場合、その含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量%であり、更に好ましくは0.5~15質量%であり、一層好ましくは1.0~10質量%である。光重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。光重合開始剤を2種以上含有する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
なお、光重合開始剤は熱重合開始剤としても機能する場合があるため、オーブンやホットプレート等の加熱によって光重合開始剤による架橋を更に進行させられる場合がある。
If a photopolymerization initiator is included, its content is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, even more preferably 0.5 to 15% by mass, and even more preferably 1.0 to 10% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention. Only one type of photopolymerization initiator may be included, or two or more types may be included. If two or more types of photopolymerization initiators are included, it is preferable that the total amount is within the above range.
Furthermore, since photopolymerization initiators can also function as thermal polymerization initiators, heating with an oven or hot plate may further accelerate the crosslinking process by the photopolymerization initiator.
〔増感剤〕
樹脂組成物は、増感剤を含んでいてもよい。増感剤は、特定の活性放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感剤は、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などと接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤は化学変化を起こして分解し、ラジカル、酸又は塩基を生成する。
使用可能な増感剤として、ベンゾフェノン系、ミヒラーズケトン系、クマリン系、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アントラセン系、アントラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、べンゾピラン系、インジゴ系等の化合物を使用することができる。
増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン(7-(ジエチルアミノ)クマリン-3-カルボン酸エチル)、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール、2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン、ジフェニルアセトアミド、ベンズアニリド、N-メチルアセトアニリド、3‘,4’-ジメチルアセトアニリド等が挙げられる。
また、他の増感色素を用いてもよい。
増感色素の詳細については、特開2016-027357号公報の段落0161~0163の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。
[Sensitizer]
The resin composition may contain a sensitizer. The sensitizer absorbs specific active radiation and enters an electronically excited state. When the sensitizer enters an electronically excited state, it comes into contact with thermal radical polymerization initiators, photoradical polymerization initiators, etc., causing electron transfer, energy transfer, and heat generation. As a result, the thermal radical polymerization initiators and photoradical polymerization initiators undergo chemical changes and decompose, generating radicals, acids, or bases.
Suitable sensitizers include compounds such as benzophenones, Michlaz ketones, coumarins, pyrazole azos, anilino azos, triphenylmethanes, anthraquinones, anthracenes, anthrapyridones, benzylidenes, oxonols, pyrazolotriazole azos, pyridone azos, cyanines, phenothiazines, pyrrolopyrazole azomethine, xanthenes, phthalocyanines, benzopyrans, and indigos.
Examples of sensitizers include Michla's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, p-dimethylaminocinnamyrideneindanone, and p-dimethylaminobenzylideneindanone. Non, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)-benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)isonaphthothiazole, 1,3-bis(4'-dimethylaminobenzal)acetone, 1,3-bis(4'-diethylaminobenzal)acetone, 3,3'-carbonyl-bis(7-diethylaminocoumarin), 3-acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin Phosphorus, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin (7-(diethylamino)coumarin-3-carboxylate ethyl), N-phenyl-N'-ethylethanolamine, N-phenyldiethanolamine, N-p-tolyldiethanolamine, N-phenylethanolamine, 4-morpholinobenzophenone, isoamyl dimethylaminobenzoate, diethylaminobenzoate Examples include soamyl, 2-mercaptobenzimidazole, 1-phenyl-5-mercaptotetrazol, 2-mercaptobenzothiazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)benzoxazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminostyryl)naphtho(1,2-d)thiazole, 2-(p-dimethylaminobenzoyl)styrene, diphenylacetamide, benzanilide, N-methylacetanilide, and 3',4'-dimethylacetanilide.
Other sensitizing dyes may also be used.
Details of the sensitizing dye can be found in paragraphs 0161 to 0163 of Japanese Patent Publication No. 2016-027357, which are incorporated herein by reference.
樹脂組成物が増感剤を含む場合、増感剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.01~20質量%であることが好ましく、0.1~15質量%であることがより好ましく、0.5~10質量%であることが更に好ましい。増感剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。When the resin composition contains a sensitizer, the sensitizer content is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 15% by mass, and even more preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total solid content of the resin composition. The sensitizer may be used alone or in combination of two or more types.
〔連鎖移動剤〕
本発明の樹脂組成物は、連鎖移動剤を含有してもよい。連鎖移動剤は、例えば高分子辞典第三版(高分子学会編、2005年)683-684頁に定義されている。連鎖移動剤としては、例えば、分子内に-S-S-、-SO2-S-、-N-O-、SH、PH、SiH、及びGeHを有する化合物群、RAFT(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer)重合に用いられるチオカルボニルチオ基を有するジチオベンゾアート、トリチオカルボナート、ジチオカルバマート、キサンタート化合物等が用いられる。これらは、低活性のラジカルに水素を供与して、ラジカルを生成するか、若しくは、酸化された後、脱プロトンすることによりラジカルを生成しうる。特に、チオール化合物を好ましく用いることができる。
[Chain transport agent]
The resin composition of the present invention may contain a chain transfer agent. A chain transfer agent is defined, for example, on pages 683-684 of the Polymer Dictionary, Third Edition (edited by the Society of Polymer Science, Japan, 2005). Examples of chain transfer agents include compounds having -S-S-, -SO₂ -S-, -N-O-, SH, PH, SiH, and GeH in their molecules, as well as dithiobenzoates, trithiocarbonates, dithiocarbamates, and xanthanthate compounds having a thiocarbonylthio group used in RAFT (Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) polymerization. These can generate radicals by donating hydrogen to low-activity radicals, or by generating radicals after oxidation and deprotonation. Thiol compounds are particularly preferred.
また、連鎖移動剤は、国際公開第2015/199219号の段落0152~0153に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, the chain transfer agent may be a compound described in paragraphs 0152-0153 of International Publication No. 2015/199219, which is incorporated herein by reference.
本発明の樹脂組成物が連鎖移動剤を有する場合、連鎖移動剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0.01~20質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましく、0.5~5質量部が更に好ましい。連鎖移動剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。連鎖移動剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。When the resin composition of the present invention contains a chain transfer agent, the content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total solid content of the resin composition of the present invention. There may be only one type of chain transfer agent, or there may be two or more types. If there are two or more types of chain transfer agents, it is preferable that their total is within the above range.
<塩基発生剤>
本発明の樹脂組成物は、塩基発生剤を含んでもよい。ここで、塩基発生剤とは、物理的または化学的な作用によって塩基を発生することができる化合物である。本発明の樹脂組成物にとって好ましい塩基発生剤としては、熱塩基発生剤および光塩基発生剤が挙げられる。
特に、樹脂組成物が環化樹脂の前駆体を含む場合、樹脂組成物は塩基発生剤を含むことが好ましい。樹脂組成物が熱塩基発生剤を含有することによって、例えば加熱により前駆体の環化反応を促進でき、硬化物の機械特性や耐薬品性が良好なものとなり、例えば半導体パッケージ中に含まれる再配線層用層間絶縁膜としての性能が良好となる。
塩基発生剤としては、イオン型塩基発生剤でもよく、非イオン型塩基発生剤でもよい。塩基発生剤から発生する塩基としては、例えば、2級アミン、3級アミンが挙げられる。
本発明に係る塩基発生剤について特に制限はなく、公知の塩基発生剤を用いることができる。公知の塩基発生剤としては、例えば、カルバモイルオキシム化合物、カルバモイルヒドロキシルアミン化合物、カルバミン酸化合物、ホルムアミド化合物、アセトアミド化合物、カルバメート化合物、ベンジルカルバメート化合物、ニトロベンジルカルバメート化合物、スルホンアミド化合物、イミダゾール誘導体化合物、アミンイミド化合物、ピリジン誘導体化合物、α-アミノアセトフェノン誘導体化合物、4級アンモニウム塩誘導体化合物、ピリジニウム塩、α-ラクトン環誘導体化合物、アミンイミド化合物、フタルイミド誘導体化合物、アシルオキシイミノ化合物、などを用いることができる。
非イオン型塩基発生剤の具体的な化合物としては、式(B1)、式(B2)、又は式(B3)で表される化合物が挙げられる。
The resin composition of the present invention may contain a base-generating agent. Here, a base-generating agent is a compound that can generate a base by physical or chemical action. Preferred base-generating agents for the resin composition of the present invention include thermal base-generating agents and photobase-generating agents.
In particular, when the resin composition contains a precursor of a cyclized resin, it is preferable that the resin composition also contains a base generator. By including a thermal base generator in the resin composition, the cyclization reaction of the precursor can be promoted, for example by heating, resulting in a cured product with good mechanical properties and chemical resistance, and thus good performance as an interlayer insulating film for redistribution layers included in semiconductor packages.
The base generator can be either an ionic or nonionic base generator. Examples of bases generated from the base generator include secondary amines and tertiary amines.
There are no particular restrictions on the base generating agent according to the present invention, and known base generating agents can be used. Examples of known base generating agents include carbamoyloxime compounds, carbamoylhydroxylamine compounds, carbamic acid compounds, formamide compounds, acetamide compounds, carbamate compounds, benzylcarbamate compounds, nitrobenzylcarbamate compounds, sulfonamide compounds, imidazole derivative compounds, amineimide compounds, pyridine derivative compounds, α-aminoacetophenone derivative compounds, quaternary ammonium salt derivative compounds, pyridinium salts, α-lactone ring derivative compounds, amineimide compounds, phthalimide derivative compounds, acyloxyimino compounds, and the like.
Specific examples of nonionic base-generating compounds include those represented by formulas (B1), (B2), or (B3).
式(B1)及び式(B2)中、Rb1、Rb2及びRb3はそれぞれ独立に、第三級アミン構造を有しない有機基、ハロゲン原子又は水素原子である。ただし、Rb1及びRb2が同時に水素原子となることはない。また、Rb1、Rb2及びRb3はいずれもカルボキシ基を有することはない。なお、本明細書で第三級アミン構造とは、3価の窒素原子の3つの結合手がいずれも炭化水素系の炭素原子と共有結合している構造を指す。したがって、結合した炭素原子がカルボニル基をなす炭素原子の場合、つまり窒素原子とともにアミド基を形成する場合はこの限りではない。 In formulas (B1) and (B2), Rb 1 , Rb 2 , and Rb 3 are each independently an organic group that does not have a tertiary amine structure, a halogen atom, or a hydrogen atom. However, Rb 1 and Rb 2 cannot be hydrogen atoms at the same time. Also, Rb 1 , Rb 2 , and Rb 3 cannot have a carboxyl group. In this specification, a tertiary amine structure refers to a structure in which all three bonds of a trivalent nitrogen atom are covalently bonded to a hydrocarbon carbon atom. Therefore, this does not apply when the bonded carbon atom is a carbonyl group, that is, when it forms an amide group together with the nitrogen atom.
式(B1)、(B2)中、Rb1、Rb2及びRb3は、これらのうち少なくとも1つが環状構造を含むことが好ましく、少なくとも2つが環状構造を含むことがより好ましい。環状構造としては、単環及び縮合環のいずれであってもよく、単環又は単環が2つ縮合した縮合環が好ましい。単環は、5員環又は6員環が好ましく、6員環がより好ましい。単環は、シクロヘキサン環及びベンゼン環が好ましく、シクロヘキサン環がより好ましい。 In formulas (B1) and (B2), Rb1 , Rb2 , and Rb3 preferably contain at least one cyclic structure, and more preferably at least two cyclic structures. The cyclic structure may be a monoring or a fused ring, with a monoring or a fused ring formed by the fusion of two monorings being preferred. The monoring is preferably a five-membered ring or a six-membered ring, with a six-membered ring being more preferred. The monoring is preferably a cyclohexane ring or a benzene ring, with a cyclohexane ring being more preferred.
より具体的にRb1及びRb2は、水素原子、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、又はアリールアルキル基(炭素数7~25が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であることが好ましい。これらの基は、本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。Rb1とRb2とは互いに結合して環を形成していてもよい。形成される環としては、4~7員の含窒素複素環が好ましい。Rb1及びRb2は特に、置換基を有してもよい直鎖、分岐、又は環状のアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)であることが好ましく、置換基を有してもよいシクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)であることがより好ましく、置換基を有してもよいシクロヘキシル基が更に好ましい。 More specifically, Rb 1 and Rb 2 are preferably a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms), or an arylalkyl group (preferably having 7 to 25 carbon atoms, more preferably 7 to 19, and even more preferably 7 to 12 carbon atoms). These groups may have substituents within a range that provides the effects of the present invention. Rb 1 and Rb 2 may be bonded to each other to form a ring. The formed ring is preferably a 4 to 7-membered nitrogen-containing heterocycle. Rb 1 and Rb 2 are particularly preferably substituted linear, branched, or cyclic alkyl groups (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), more preferably substituted cycloalkyl groups (preferably having 3 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), and even more preferably substituted cyclohexyl groups.
Rb3としては、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~12がより好ましく、2~6が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)、アリールアルケニル基(炭素数8~24が好ましく、8~20がより好ましく、8~16が更に好ましい)、アルコキシル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、又はアリールアルキルオキシ基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)が挙げられる。中でも、シクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリールアルケニル基、アリールアルキルオキシ基が好ましい。Rb3は更に本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。 Examples of Rb3 include alkyl groups (preferably with 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12), aryl groups (preferably with 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 10), alkenyl groups (preferably with 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12, and even more preferably 2 to 6), arylalkyl groups (preferably with 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19, and even more preferably 7 to 12), arylalkenyl groups (preferably with 8 to 24 carbon atoms, more preferably 8 to 20, and even more preferably 8 to 16), alkoxy groups (preferably with 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12), aryloxy groups (preferably with 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 12), or arylalkyloxy groups (preferably with 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19, and even more preferably 7 to 12). Among these, cycloalkyl groups (preferably with 3 to 24 carbon atoms, more preferably with 3 to 18 carbon atoms, and even more preferably with 3 to 12 carbon atoms), arylalkenyl groups, and arylalkyloxy groups are preferred. Rb 3 may further have substituents within a range that provides the effects of the present invention.
式(B1)で表される化合物は、下記式(B1-1)又は下記式(B1-2)で表される化合物であることが好ましい。
式中、Rb11及びRb12、並びに、Rb31及びRb32は、それぞれ、式(B1)におけるRb1及びRb2と同じである。
Rb13はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。中でも、Rb13はアリールアルキル基が好ましい。
In the formula, Rb 11 and Rb 12 , and Rb 31 and Rb 32 are the same as Rb 1 and Rb 2 in formula (B1), respectively.
Rb 13 is an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 12 carbon atoms), and may have substituents within a range that provides the effects of the present invention. Among these, an aryl alkyl group is preferred for Rb 13 .
Rb33及びRb34は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~8がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~8がより好ましく、2~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11が更に好ましい)であり、水素原子が好ましい。 Rb 33 and Rb 34 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably having 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8, and even more preferably 2 to 3 carbon atoms), an aryl group (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms), and an arylalkyl group (preferably having 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19, and even more preferably 7 to 11 carbon atoms), with the hydrogen atom being preferred.
Rb35は、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、アリール基が好ましい。 Rb 35 is an alkyl group (preferably with 1 to 24 carbon atoms, more preferably with 1 to 12, and even more preferably with 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably with 2 to 12 carbon atoms, more preferably with 2 to 10, and even more preferably with 3 to 8 carbon atoms), an aryl group (preferably with 6 to 22 carbon atoms, more preferably with 6 to 18, and even more preferably with 6 to 12 carbon atoms), and an aryl alkyl group (preferably with 7 to 23 carbon atoms, more preferably with 7 to 19, and even more preferably with 7 to 12 carbon atoms), with the aryl group being preferred.
式(B1-1)で表される化合物は、式(B1-1a)で表される化合物もまた好ましい。
Rb11及びRb12は式(B1-1)におけるRb11及びRb12と同義である。
Rb15及びRb16は水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11が更に好ましい)であり、水素原子又はメチル基が好ましい。
Rb17はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12が更に好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12が更に好ましい)であり、中でもアリール基が好ましい。
Rb 11 and Rb 12 are equivalent to Rb 11 and Rb 12 in equation (B1-1).
Rb 15 and Rb 16 are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably with 1 to 12 carbon atoms, more preferably with 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably with 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably with 2 to 12 carbon atoms, more preferably with 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably with 2 to 3 carbon atoms), an aryl group (preferably with 6 to 22 carbon atoms, more preferably with 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably with 6 to 10 carbon atoms), and an arylalkyl group (preferably with 7 to 23 carbon atoms, more preferably with 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably with 7 to 11 carbon atoms), with a hydrogen atom or a methyl group being preferred.
Rb 17 is an alkyl group (preferably with 1 to 24 carbon atoms, more preferably with 1 to 12, and even more preferably with 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably with 2 to 12 carbon atoms, more preferably with 2 to 10, and even more preferably with 3 to 8 carbon atoms), an aryl group (preferably with 6 to 22 carbon atoms, more preferably with 6 to 18, and even more preferably with 6 to 12 carbon atoms), and an arylalkyl group (preferably with 7 to 23 carbon atoms, more preferably with 7 to 19, and even more preferably with 7 to 12 carbon atoms), with the aryl group being the most preferred.
式(B3)において、Lは、隣接する酸素原子と炭素原子を連結する連結鎖の経路上に飽和炭化水素基を有する2価の炭化水素基であって、連結鎖の経路上の原子数が3以上である炭化水素基を表す。また、RN1およびRN2は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。 In formula (B3), L represents a divalent hydrocarbon group having a saturated hydrocarbon group on the linking chain pathway connecting adjacent oxygen and carbon atoms, and having three or more atoms on the linking chain pathway. Also, R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group.
本明細書において、「連結鎖」とは、連結対象の2つの原子または原子群の間を結ぶ経路上の原子鎖のうち、これらの連結対象を最短(最小原子数)で結ぶものをいう。例えば、下記式で表される化合物において、Lは、フェニレンエチレン基から構成され、飽和炭化水素基としてエチレン基を有し、連結鎖は4つの炭素原子から構成されており、連結鎖の経路上の原子数(つまり、連結鎖を構成する原子の数であり、以下、「連結鎖長」あるいは「連結鎖の長さ」ともいう。)は4である。
式(B3)におけるL中の炭素数(連結鎖中の炭素原子以外の炭素原子も含む)は、3~24であることが好ましい。上限は、12以下であることがより好ましく、10以下であることがさらに好ましく、8以下であることが特に好ましい。下限は、4以上であることがより好ましい。上記分子内環化反応を速やかに進行させる観点から、Lの連結鎖長の上限は、12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましく、6以下であることがさらに好ましく、5以下であることが特に好ましい。特に、Lの連結鎖長は、4または5であることが好ましく、4であることが最も好ましい。塩基発生剤の具体的な好ましい化合物としては、例えば、国際公開第2020/066416号の段落番号0102~0168に記載の化合物、国際公開第2018/038002号の段落番号0143~0177に記載の化合物も挙げられる。The number of carbon atoms in L in formula (B3) (including carbon atoms other than those in the linking chain) is preferably 3 to 24. The upper limit is more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less. The lower limit is more preferably 4 or more. From the viewpoint of rapidly carrying out the above intramolecular cyclization reaction, the upper limit of the linking chain length of L is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, even more preferably 6 or less, and particularly preferably 5 or less. In particular, the linking chain length of L is preferably 4 or 5, and most preferably 4. Specific preferred compounds for the base generator include, for example, the compounds described in paragraphs 0102 to 0168 of International Publication No. 2020/066416 and the compounds described in paragraphs 0143 to 0177 of International Publication No. 2018/038002.
また、塩基発生剤は下記式(N1)で表される化合物を含むことも好ましい。
式(N1)中、RN1およびRN2はそれぞれ独立に1価の有機基を表し、RC1は水素原子または保護基を表し、Lは2価の連結基を表す。 In formula (N1), R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group, R C1 represents a hydrogen atom or a protecting group, and L represents a divalent linking group.
Lは2価の連結基であり、2価の有機基であることが好ましい。連結基の連結鎖長は1以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましい。上限としては、12以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましく、5以下であることがさらに好ましい。連結鎖長とは、式中の2つのカルボニル基の間において最短の道程となる原子配列に存在する原子の数である。L is a divalent linking group, preferably a divalent organic group. The linking chain length of the linking group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more. The upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 5 or less. The linking chain length is the number of atoms in the shortest path between the two carbonyl groups in the formula.
式(N1)中、RN1およびRN2はそれぞれ独立に1価の有機基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)を表し、炭化水素基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましい)であることが好ましく、具体的には、脂肪族炭化水素基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、1~10がさらに好ましい)または芳香族炭化水素基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)を挙げることができ、脂肪族炭化水素基が好ましい。RN1およびRN2として、脂肪族炭化水素基を用いると、発生する塩基の塩基性が高く好ましい。なお、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、また、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基が脂肪族炭化水素鎖中や芳香環中、置換基中に酸素原子を有していてもよい。特に、脂肪族炭化水素基が炭化水素鎖中に酸素原子を有している態様が例示される。 In formula (N1), R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), and are preferably hydrocarbon groups (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12, and even more preferably 1 to 10 carbon atoms). Specifically, examples include aliphatic hydrocarbon groups (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12, and even more preferably 1 to 10 carbon atoms) or aromatic hydrocarbon groups (preferably having 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms), with aliphatic hydrocarbon groups being preferred. When aliphatic hydrocarbon groups are used as R N1 and R N2 , the resulting base is preferably highly basic. The aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may have substituents, and the aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may have oxygen atoms in the aliphatic hydrocarbon chain, aromatic ring, or substituent. In particular, embodiments in which the aliphatic hydrocarbon group has an oxygen atom in the hydrocarbon chain are exemplified.
RN1およびRN2を構成する脂肪族炭化水素基としては、直鎖または分岐の鎖状アルキル基、環状アルキル基、鎖状アルキル基と環状アルキル基の組合せに係る基、酸素原子を鎖中に有するアルキル基が挙げられる。直鎖または分岐の鎖状アルキル基は、炭素数1~24のものが好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい。直鎖または分岐の鎖状アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリーペンチル基、イソヘキシル基等が挙げられる。
環状アルキル基は、炭素数3~12のものが好ましく、3~6がより好ましい。環状アルキル基は、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等が挙げられる。
鎖状アルキル基と環状アルキル基の組合せに係る基は、炭素数4~24のものが好ましく、4~18がより好ましく、4~12がさらに好ましい。鎖状アルキル基と環状アルキル基の組合せに係る基は、例えば、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルプロピル基、メチルシクロヘキシルメチル基、エチルシクロヘキシルエチル基等が挙げられる。
酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、炭素数2~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。
なかでも、後述する分解生成塩基の沸点を高める観点で、RN1およびRN2は炭素数5~12のアルキル基が好ましい。ただし、金属(例えば銅)の層と積層する際の密着性を重視する処方においては、環状のアルキル基を有する基や炭素数1~8のアルキル基であることが好ましい。
Examples of aliphatic hydrocarbon groups constituting R N1 and R N2 include linear or branched linear alkyl groups, cyclic alkyl groups, groups relating to a combination of linear and cyclic alkyl groups, and alkyl groups having an oxygen atom in the chain. Linear or branched linear alkyl groups are preferably those having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 12. Examples of linear or branched linear alkyl groups include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, isopropyl group, isobutyl group, secondary butyl group, tertiary butyl group, isopentyl group, neopentyl group, tertiary pentyl group, isohexyl group, and the like.
The cyclic alkyl group is preferably one having 3 to 12 carbon atoms, and more preferably 3 to 6 carbon atoms. Examples of cyclic alkyl groups include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and cyclooctyl group.
The group comprising the combination of a linear alkyl group and a cyclic alkyl group preferably has 4 to 24 carbon atoms, more preferably 4 to 18 carbon atoms, and even more preferably 4 to 12 carbon atoms. Examples of the group comprising the combination of a linear alkyl group and a cyclic alkyl group include cyclohexylmethyl group, cyclohexylethyl group, cyclohexylpropyl group, methylcyclohexylmethyl group, and ethylcyclohexylethyl group.
The alkyl group having an oxygen atom in the chain preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms. The alkyl group having an oxygen atom in the chain may be linear or cyclic, and may be linear or branched.
In particular, from the viewpoint of increasing the boiling point of the decomposition-derived bases described later, R N1 and R N2 are preferably alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms. However, in formulations where adhesion when laminating with a metal (e.g., copper) layer is important, groups having a cyclic alkyl group or alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms are preferred.
RN1およびRN2は互いに連結して環状構造を形成していてもよい。環状構造を形成するにあたっては、酸素原子等を鎖中に有していてもよい。また、RN1およびRN2が形成する環状構造は、単環であっても、縮合環であってもよいが、単環が好ましい。形成される環状構造としては、式(N1)中の窒素原子を含有する5員環または6員環が好ましく、例えば、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、ピロリン環、ピロリジン環、イミダゾリジン環、ピラゾリジン環、ピぺリジン環、ピペラジン環、モルホリン環などが挙げられ、ピロリン環、ピロリジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環が好ましく挙げられる。 R N1 and R N2 may be linked to each other to form a cyclic structure. When forming a cyclic structure, oxygen atoms or the like may be present in the chain. The cyclic structure formed by R N1 and R N2 may be a monoring or a fused ring, but a monoring is preferred. The cyclic structure formed is preferably a five-membered or six-membered ring containing the nitrogen atom in formula (N1), and examples include pyrrole rings, imidazole rings, pyrazole rings, pyrroline rings, pyrrolidine rings, imidazolidine rings, pyrazolidine rings, piperidine rings, and morpholine rings, with pyrroline rings, pyrrolidine rings, piperidine rings, and morpholine rings being preferred.
RC1は水素原子または保護基を表し、水素原子が好ましい。 R C1 represents a hydrogen atom or a protecting group, with a hydrogen atom being preferred.
保護基としては、酸または塩基の作用により分解する保護基が好ましく、酸で分解する保護基が好ましく挙げられる。As a protecting group, one that decomposes upon the action of an acid or base is preferred, and a protecting group that decomposes with an acid is particularly preferred.
保護基の具体例としては、鎖状もしくは環状のアルキル基または鎖中に酸素原子を有する鎖状もしくは環状のアルキル基が挙げられる。鎖状もしくは環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。鎖中に酸素原子を有する鎖状のアルキル基としては、具体的にはアルキルオキシアルキル基が挙げられ、さらに具体的には、メチルオキシメチル(MOM)基、エチルオキシエチル(EE)基等が挙げられる。鎖中に酸素原子を有する環状のアルキル基としては、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル(THP)基等が挙げられる。Specific examples of protecting groups include linear or cyclic alkyl groups or linear or cyclic alkyl groups having an oxygen atom in the chain. Examples of linear or cyclic alkyl groups include methyl, ethyl, isopropyl, tert-butyl, and cyclohexyl groups. Specific examples of linear alkyl groups having an oxygen atom in the chain include alkyloxyalkyl groups, and more specifically, methyloxymethyl (MOM) and ethyloxyethyl (EE) groups. Examples of cyclic alkyl groups having an oxygen atom in the chain include epoxy, glycidyl, oxetanyl, tetrahydrofuranyl, and tetrahydropyranyl (THP) groups.
Lを構成する2価の連結基としては、特に定めるものではないが、炭化水素基が好ましく、脂肪族炭化水素基がより好ましい。炭化水素基は、置換基を有していてもよく、また、炭化水素鎖の中に炭素原子以外の種類の原子を有していてもよい。より具体的には、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の炭化水素連結基であることが好ましく、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、または鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基の組み合わせに係る基がより好ましく、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素基がさらに好ましい。これらの基は、酸素原子を有していないほうが好ましい。
2価の炭化水素連結基は、炭素数1~24のものが好ましく、2~12がより好ましく、2~6がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基は、炭素数1~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。2価の芳香族炭化水素基は、炭素数6~22のものが好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基の組み合わせに係る基(例えば、アリーレンアルキル基)は、炭素数7~22のものが好ましく、7~18がより好ましく、7~10がさらに好ましい。
There are no specific requirements for the divalent linking group constituting L, but hydrocarbon groups are preferred, and aliphatic hydrocarbon groups are more preferred. The hydrocarbon group may have substituents, and may also have atoms other than carbon atoms in the hydrocarbon chain. More specifically, it is preferable to have a divalent hydrocarbon linking group which may have an oxygen atom in the chain, more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain, a divalent aromatic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain, or a group which is a combination of a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain and a divalent aromatic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain, and even more preferably a divalent aliphatic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain. It is preferable that these groups do not have an oxygen atom.
The divalent hydrocarbon linking group preferably has 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12, and even more preferably 2 to 6. The divalent aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 4. The divalent aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 10. The group relating to the combination of a divalent aliphatic hydrocarbon group and a divalent aromatic hydrocarbon group (for example, an arylene alkyl group) preferably has 7 to 22 carbon atoms, more preferably 7 to 18, and even more preferably 7 to 10.
連結基Lとしては、具体的に、直鎖または分岐の鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、鎖状アルキレン基と環状アルキレン基の組み合わせに係る基、酸素原子を鎖中に有しているアルキレン基、直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基、環状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましい。
直鎖または分岐の鎖状アルキレン基は、炭素数1~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
環状アルキレン基は、炭素数3~12のものが好ましく、3~6がより好ましい。
鎖状アルキレン基と環状アルキレン基の組み合わせに係る基は、炭素数4~24のものが好ましく、4~12がより好ましく、4~6がさらに好ましい。
酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、炭素数1~12のものが好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
The preferred linking group L is specifically a linear or branched linear alkylene group, a cyclic alkylene group, a group relating to a combination of a linear alkylene group and a cyclic alkylene group, an alkylene group having an oxygen atom in the chain, a linear or branched linear alkenylene group, a cyclic alkenylene group, an arylene group, or an arylenealkylene group.
The linear or branched alkylene group is preferably composed of 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms.
The cyclic alkylene group is preferably one with 3 to 12 carbon atoms, and more preferably one with 3 to 6 carbon atoms.
The combination of a linear alkylene group and a cyclic alkylene group preferably has 4 to 24 carbon atoms, more preferably 4 to 12, and even more preferably 4 to 6 carbon atoms.
The alkylene group having an oxygen atom in the chain may be linear or cyclic, and may be linear or branched. The alkylene group having an oxygen atom in the chain preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基は、炭素数2~12のものが好ましく、2~6がより好ましく、2~3がさらに好ましい。直鎖または分岐の鎖状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~10のものが好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい。
環状のアルケニレン基は、炭素数3~12のものが好ましく、3~6がより好ましい。環状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
アリーレン基は、炭素数6~22のものが好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい。
アリーレンアルキレン基は、炭素数7~23のものが好ましく、7~19がより好ましく、7~11がさらに好ましい。
中でも、鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、酸素原子を鎖中に有するアルキレン基、鎖状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましく、1,2-エチレン基、プロパンジイル基(特に1,3-プロパンジイル基)、シクロヘキサンジイル基(特に1,2-シクロヘキサンジイル基)、ビニレン基(特にシスビニレン基)、フェニレン基(1,2-フェニレン基)、フェニレンメチレン基(特に1,2-フェニレンメチレン基)、エチレンオキシエチレン基(特に1,2-エチレンオキシ-1,2-エチレン基)がより好ましい。
The linear or branched alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6, and even more preferably 2 to 3. The linear or branched alkenylene group preferably has 1 to 10 C=C bonds, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3.
The cyclic alkenylene group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 6. The cyclic alkenylene group preferably has 1 to 6 C=C bonds, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 to 2.
The arylene group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms.
The arylenealkylene group preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19, and even more preferably 7 to 11.
Among these, linear alkylene groups, cyclic alkylene groups, alkylene groups having oxygen atoms in the chain, linear alkenylene groups, arylene groups, and arylenealkylene groups are preferred, and 1,2-ethylene groups, propanediyl groups (especially 1,3-propanediyl groups), cyclohexanediyl groups (especially 1,2-cyclohexanediyl groups), vinylene groups (especially cisvinylene groups), phenylene groups (1,2-phenylene groups), phenylenemethylene groups (especially 1,2-phenylenemethylene groups), and ethyleneoxyethylene groups (especially 1,2-ethyleneoxy-1,2-ethylene groups) are more preferred.
塩基発生剤としては、下記の例が挙げられるが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。Examples of base-generating agents are listed below, but the present invention is not intended to be limited thereto.
非イオン型塩基発生剤の分子量は、800以下であることが好ましく、600以下であることがより好ましく、500以下であることが更に好ましい。下限としては、100以上であることが好ましく、200以上であることがより好ましく、300以上であることが更に好ましい。The molecular weight of the nonionic base generator is preferably 800 or less, more preferably 600 or less, and even more preferably 500 or less. The lower limit is preferably 100 or more, more preferably 200 or more, and even more preferably 300 or more.
イオン型塩基発生剤の具体的な好ましい化合物としては、例えば、国際公開第2018/038002号の段落番号0148~0163に記載の化合物も挙げられる。Specific preferred compounds for ionic base generators include, for example, the compounds described in paragraphs 0148-0163 of International Publication No. 2018/038002.
アンモニウム塩の具体例としては、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
イミニウム塩の具体例としては、以下の化合物を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の樹脂組成物が塩基発生剤を含む場合、塩基発生剤の含有量は、本発明の樹脂組成物中の樹脂100質量部に対し、0.1~50質量部が好ましい。下限は、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上が更に好ましい。上限は、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、10質量部以下が一層好ましく、5質量部以下であってもよく、4質量部以下であってもよい。
塩基発生剤は、1種又は2種以上を用いることができる。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。
If the resin composition of the present invention contains a base generating agent, the amount of base generating agent is preferably 0.1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of resin in the resin composition of the present invention. The lower limit is more preferably 0.3 parts by mass or more, and even more preferably 0.5 parts by mass or more. The upper limit is more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, even more preferably 10 parts by mass or less, and may be 5 parts by mass or less, or 4 parts by mass or less.
One or more types of base-generating agents may be used. When using two or more types, it is preferable that the total amount is within the above range.
<溶剤>
本発明の樹脂組成物は、溶剤を含むことが好ましい。
溶剤は、公知の溶剤を任意に使用できる。溶剤は有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、環状炭化水素類、スルホキシド類、アミド類、ウレア類、アルコール類などの化合物が挙げられる。
<Solvent>
The resin composition of the present invention preferably contains a solvent.
Any known solvent can be used as the solvent. Organic solvents are preferred. Examples of organic solvents include compounds such as esters, ethers, ketones, cyclic hydrocarbons, sulfoxides, amides, ureas, and alcohols.
エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸へキシル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例えば、アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル、ヘキサン酸エチル、ヘプタン酸エチル、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル等が好適なものとして挙げられる。Examples of esters include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, hexyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, δ-valerolactone, alkyloxyacetates (e.g., methyl alkyloxyacetate, alkyloxyethyl acetate, alkyloxybutyl acetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc.)), alkyl esters of 3-alkyloxypropionates (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.)), and 2-alkyloxy Suitable examples include alkyl cypropionates (e.g., methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), methyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), methyl pyruvate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, ethyl hexanoate, ethyl heptanoate, dimethyl malonate, diethyl malonate, etc.).
エーテル類として、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等が好適なものとして挙げられる。Suitable ethers include, for example, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol monopropyl ether acetate, and dipropylene glycol dimethyl ether.
ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、3-メチルシクロヘキサノン、レボグルコセノン、ジヒドロレボグルコセノン等が好適なものとして挙げられる。Suitable ketones include, for example, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 3-methylcyclohexanone, levoglucocenone, and dihydrolevoglucocenone.
環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類が好適なものとして挙げられる。Suitable examples of cyclic hydrocarbons include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and anisole, and cyclic terpenes such as limonene.
スルホキシド類として、例えば、ジメチルスルホキシドが好適なものとして挙げられる。As an example of a sulfoxide, dimethyl sulfoxide is a suitable choice.
アミド類として、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルイソブチルアミド、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、N-ホルミルモルホリン、N-アセチルモルホリン等が好適なものとして挙げられる。Suitable amides include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylisobutylamide, 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide, N-formylmorpholine, and N-acetylmorpholine.
ウレア類として、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が好適なものとして挙げられる。Suitable ureas include N,N,N',N'-tetramethylurea and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
アルコール類として、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、1-ペンタノール、1-ヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール、2-エトキシエタノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、メチルフェニルカルビノール、n-アミルアルコール、メチルアミルアルコール、および、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。Examples of alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethoxyethanol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol, tetraethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, methylphenylcarbinol, n-amyl alcohol, methylamyl alcohol, and diacetone alcohol.
溶剤は、塗布面性状の改良などの観点から、2種以上を混合する形態も好ましい。From the viewpoint of improving the properties of the coated surface, a mixture of two or more solvents is also preferable.
本発明では、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールメチルエーテル、及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、レボグルコセノン、ジヒドロレボグルコセノンから選択される1種の溶剤、又は、2種以上で構成される混合溶剤が好ましい。ジメチルスルホキシドとγ-ブチロラクトンとの併用、又は、N-メチル-2-ピロリドンと乳酸エチルとの併用が特に好ましい。In the present invention, one solvent selected from methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate, levoglucocenone, and dihydrolevoglucocenone, or a mixed solvent composed of two or more of these, is preferred. The combined use of dimethyl sulfoxide and γ-butyrolactone, or the combined use of N-methyl-2-pyrrolidone and ethyl lactate, is particularly preferred.
溶剤の含有量は、塗布性の観点から、本発明の樹脂組成物の全固形分濃度が5~80質量%になる量とすることが好ましく、5~75質量%となる量にすることがより好ましく、10~70質量%となる量にすることが更に好ましく、20~70質量%となるようにすることが一層好ましい。溶剤含有量は、塗膜の所望の厚さと塗布方法に応じて調節すればよい。From the viewpoint of coatability, the solvent content is preferably such that the total solid content concentration of the resin composition of the present invention is 5 to 80% by mass, more preferably 5 to 75% by mass, even more preferably 10 to 70% by mass, and even more preferably 20 to 70% by mass. The solvent content can be adjusted according to the desired thickness of the coating film and the application method.
本発明の樹脂組成物は、溶剤を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。溶剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The resin composition of the present invention may contain only one solvent or two or more solvents. If two or more solvents are included, it is preferable that their total concentration falls within the above-mentioned range.
<金属接着性改良剤>
本発明の樹脂組成物は、電極や配線などに用いられる金属材料との接着性を向上させるための金属接着性改良剤を含んでいることが好ましい。金属接着性改良剤としては、アルミニウム系接着助剤、チタン系接着助剤、スルホンアミド構造を有する化合物及びチオウレア構造を有する化合物、リン酸誘導体化合物、βケトエステル化合物、アミノ化合物等が挙げられる。
<Metal Adhesion Improver>
The resin composition of the present invention preferably contains a metal adhesion modifier to improve adhesion to metal materials used in electrodes, wiring, etc. Examples of metal adhesion modifiers include aluminum-based adhesive aids, titanium-based adhesive aids, compounds having a sulfonamide structure and compounds having a thiourea structure, phosphoric acid derivative compounds, β-ketoester compounds, amino compounds, and the like.
〔アルミニウム系接着助剤〕
アルミニウム系接着助剤としては、例えば、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等を挙げることができる。
[Aluminum-based adhesive aid]
Examples of aluminum-based adhesives include aluminum tris(ethyl acetate), aluminum tris(acetylacetonate), and ethyl acetate aluminum diisopropylate.
また、その他の金属接着性改良剤としては、特開2014-186186号公報の段落0046~0049に記載の化合物、特開2013-072935号公報の段落0032~0043に記載のスルフィド系化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, other metal adhesion modifiers that can be used include the compounds described in paragraphs 0046 to 0049 of Japanese Patent Application Publication No. 2014-186186 and the sulfide compounds described in paragraphs 0032 to 0043 of Japanese Patent Application Publication No. 2013-072935, the details of which are incorporated herein by reference.
金属接着性改良剤の含有量は特定樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01~30質量部であり、より好ましくは0.1~10質量部の範囲であり、更に好ましくは0.5~5質量部の範囲である。上記下限値以上とすることでパターンと金属層との接着性が良好となり、上記上限値以下とすることでパターンの耐熱性、機械特性が良好となる。金属接着性改良剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。2種以上用いる場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The content of the metal adhesion improver is preferably 0.01 to 30 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin. A value above the lower limit ensures good adhesion between the pattern and the metal layer, while a value below the upper limit ensures good heat resistance and mechanical properties of the pattern. Only one type of metal adhesion improver may be used, or two or more types may be used. When two or more types are used, it is preferable that their total value is within the above range.
<マイグレーション抑制剤>
本発明の樹脂組成物は、マイグレーション抑制剤を更に含むことが好ましい。マイグレーション抑制剤を含むことにより、金属層(金属配線)由来の金属イオンが膜内へ移動することを効果的に抑制可能となる。
<Migration inhibitors>
The resin composition of the present invention preferably further contains a migration inhibitor. By including a migration inhibitor, it is possible to effectively suppress the movement of metal ions originating from the metal layer (metal wiring) into the film.
マイグレーション抑制剤としては、特に制限はないが、複素環(ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、2H-ピラン環及び6H-ピラン環、トリアジン環)を有する化合物、チオ尿素類及びスルファニル基を有する化合物、ヒンダードフェノール系化合物、サリチル酸誘導体系化合物、ヒドラジド誘導体系化合物が挙げられる。特に、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール、3-アミノ-1,2,4-トリアゾール、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール系化合物、1H-テトラゾール、5-フェニルテトラゾール、5-アミノ―1H-テトラゾール等のテトラゾール系化合物が好ましく使用できる。There are no particular restrictions on the migration inhibitors, but examples include compounds having heterocyclic rings (pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, 2H-pyran ring and 6H-pyran ring, triazine ring), thioureas and compounds having sulfanyl groups, hindered phenol compounds, salicylic acid derivative compounds, and hydrazide derivative compounds. In particular, triazole compounds such as 1,2,4-triazole, benzotriazole, 3-amino-1,2,4-triazole, and 3,5-diamino-1,2,4-triazole, and tetrazole compounds such as 1H-tetrazole, 5-phenyltetrazole, and 5-amino-1H-tetrazole can be preferably used.
又はハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉するイオントラップ剤を使用することもできる。Alternatively, an ion trapping agent that captures anions such as halogen ions can be used.
その他のマイグレーション抑制剤としては、特開2013-015701号公報の段落0094に記載の防錆剤、特開2009-283711号公報の段落0073~0076に記載の化合物、特開2011-059656号公報の段落0052に記載の化合物、特開2012-194520号公報の段落0114、0116及び0118に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0166に記載の化合物などを使用することができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。Other migration inhibitors that can be used include the rust inhibitor described in paragraph 0094 of Japanese Patent Publication No. 2013-015701, the compounds described in paragraphs 0073 to 0076 of Japanese Patent Publication No. 2009-283711, the compounds described in paragraph 0052 of Japanese Patent Publication No. 2011-059656, the compounds described in paragraphs 0114, 0116 and 0118 of Japanese Patent Publication No. 2012-194520, and the compounds described in paragraph 0166 of International Publication No. 2015/199219, the contents of which are incorporated herein by reference.
マイグレーション抑制剤の具体例としては、下記化合物を挙げることができる。Specific examples of migration inhibitors include the following compounds.
本発明の樹脂組成物がマイグレーション抑制剤を有する場合、マイグレーション抑制剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~5.0質量%であることが好ましく、0.05~2.0質量%であることがより好ましく、0.1~1.0質量%であることが更に好ましい。When the resin composition of the present invention contains a migration inhibitor, the content of the migration inhibitor is preferably 0.01 to 5.0% by mass, more preferably 0.05 to 2.0% by mass, and even more preferably 0.1 to 1.0% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention.
マイグレーション抑制剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。マイグレーション抑制剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The migration inhibitor may be one type or two or more types. If there are two or more migration inhibitors, it is preferable that their total number falls within the above range.
<重合禁止剤>
本発明の樹脂組成物は、重合禁止剤を含むことが好ましい。重合禁止剤としてはフェノール系化合物、キノン系化合物、アミノ系化合物、N-オキシルフリーラジカル化合物系化合物、ニトロ系化合物、ニトロソ系化合物、ヘテロ芳香環系化合物、金属化合物などが挙げられる。
<Potromylation inhibitors>
The resin composition of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor. Examples of polymerization inhibitors include phenolic compounds, quinone compounds, amino compounds, N-oxyl free radical compounds, nitro compounds, nitroso compounds, heteroaromatic ring compounds, and metal compounds.
重合禁止剤の具体的な化合物としては、p-ヒドロキノン、o-ヒドロキノン、o-メトキシフェノール、p-メトキシフェノール、ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、p-tert-ブチルカテコール、1,4-ベンゾキノン、ジフェニル-p-ベンゾキノン、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミン第一セリウム塩、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、N-ニトロソジフェニルアミン、N-フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、2-ニトロソ-5-(N-エチル-N-スルホプロピルアミノ)フェノール、N-ニトロソ-N-(1-ナフチル)ヒドロキシアミンアンモニウム塩、ビス(4-ヒドロキシ-3,5-tert-ブチル)フェニルメタン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、4‐ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルフリーラジカル、フェノチアジン、フェノキサジン、1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジル、ジブチルジチオカーバネート銅(II)、ニトロベンゼン、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、などが好適に用いられる。また、特開2015-127817号公報の段落0060に記載の重合禁止剤、及び、国際公開第2015/125469号の段落0031~0046に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。Specific polymerization inhibitor compounds include p-hydroquinone, o-hydroquinone, o-methoxyphenol, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, p-tert-butylcatechol, 1,4-benzoquinone, diphenyl-p-benzoquinone, 4,4'-thiobis(3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitrosophenylhydroxyamine monocerium salt, N-nitroso-N-phenylhydroxyamine aluminum salt, N-nitrosodiphenylamine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso 1-Naphthol, 2-Nitroso-5-(N-ethyl-N-sulfopropylamino)phenol, N-Nitroso-N-(1-naphthyl)hydroxyamine ammonium salt, bis(4-hydroxy-3,5-tert-butyl)phenylmethane, 1,3,5-Tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical, phenothiazine, phenoxazine, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, dibutyldithiocarbanate copper(II), nitrobenzene, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, etc. are preferably used. Furthermore, polymerization inhibitors described in paragraph 0060 of Japanese Patent Publication No. 2015-127817 and compounds described in paragraphs 0031 to 0046 of International Publication No. 2015/125469 may also be used, and this is incorporated herein by reference.
本発明の樹脂組成物が重合禁止剤を有する場合、重合禁止剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~20質量%であることが好ましく、0.02~15質量%であることがより好ましく、0.05~10質量%であることが更に好ましい。If the resin composition of the present invention contains a polymerization inhibitor, the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.02 to 15% by mass, and even more preferably 0.05 to 10% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention.
重合禁止剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。重合禁止剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。The polymerization inhibitor may be one type or two or more types. If there are two or more polymerization inhibitors, it is preferable that their total number falls within the above range.
<その他の添加剤>
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲で、必要に応じて、各種の添加物、例えば、本分野において公知の光酸発生剤、界面活性剤、高級脂肪酸誘導体、熱重合開始剤、無機粒子、紫外線吸収剤、有機チタン化合物、酸化防止剤、凝集防止剤、フェノール系化合物、他の高分子化合物、可塑剤及びその他の助剤類(例えば、消泡剤、難燃剤など)等を配合することができる。これらの成分を適宜含有させることにより、膜物性などの性質を調整することができる。これらの成分は、例えば、特開2012-003225号公報の段落番号0183以降(対応する米国特許出願公開第2013/0034812号明細書の段落番号0237)の記載、特開2008-250074号公報の段落番号0101~0104、0107~0109等の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。これらの添加剤を配合する場合、その合計配合量は本発明の樹脂組成物の固形分の3質量%以下とすることが好ましい。
<Other additives>
The resin composition of the present invention may optionally contain various additives, such as photoacid generators, surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, inorganic particles, ultraviolet absorbers, organotitanium compounds, antioxidants, anti-aggregating agents, phenolic compounds, other polymer compounds, plasticizers, and other auxiliary agents (e.g., defoamers, flame retardants, etc.), to the extent that the effects of the present invention are obtained. By appropriately including these components, properties such as film properties can be adjusted. These components can be described, for example, in paragraphs 0183 onwards of Japanese Patent Application Publication No. 2012-003225 (paragraph 0237 of the corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2013/0034812), paragraphs 0101 to 0104, 0107 to 0109 of Japanese Patent Application Publication No. 2008-250074, and the contents of these publications are incorporated herein. When these additives are incorporated, it is preferable that their total amount be 3% by mass or less of the solid content of the resin composition of the present invention.
〔界面活性剤〕
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤はノニオン型界面活性剤であってもよく、カチオン型界面活性剤であってもよく、アニオン型界面活性剤であってもよい。
[Surfactants]
Various surfactants can be used, including fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and hydrocarbon-based surfactants. The surfactant may be a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an anionic surfactant.
本発明の感光性樹脂組成物に界面活性剤を含有させることで、塗布液として調製したときの液特性(特に、流動性)がより向上し、塗布厚の均一性や省液性をより改善することができる。即ち、界面活性剤を含有する組成物を適用した塗布液を用いて膜形成する場合においては、被塗布面と塗布液との界面張力が低下して、被塗布面への濡れ性が改善され、被塗布面への塗布性が向上する。このため、厚みムラの小さい均一厚の膜形成をより好適に行うことができる。By incorporating a surfactant into the photosensitive resin composition of the present invention, the liquid properties (especially fluidity) when prepared as a coating solution are further improved, and the uniformity of the coating thickness and the efficiency of the liquid can be further improved. Specifically, when forming a film using a coating solution to which a composition containing a surfactant has been applied, the interfacial tension between the surface to be coated and the coating solution decreases, improving wettability to the surface to be coated and improving coatability to the surface to be coated. Therefore, it is possible to more favorably form a film of uniform thickness with less thickness variation.
フッ素系界面活性剤としては、例えば、メガファックF171、同F172、同F173、同F176、同F177、同F141、同F142、同F143、同F144、同R30、同F437、同F475、同F479、同F482、同F554、同F780、RS-72-K(以上、DIC(株)製)、フロラードFC430、同FC431、同FC171、ノベックFC4430、同FC4432(以上、スリーエム ジャパン(株)製)、サーフロンS-382、同SC-101、同SC-103、同SC-104、同SC-105、同SC1068、同SC-381、同SC-383、同S393、同KH-40(以上、旭硝子(株)製)、PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(OMNOVA社製)等が挙げられる。フッ素系界面活性剤は、特開2015-117327号公報の段落0015~0158に記載の化合物、特開2011-132503号公報の段落0117~0132に記載の化合物を用いることもでき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。フッ素系界面活性剤としてブロックポリマーを用いることもでき、具体例としては、例えば特開2011-89090号公報に記載された化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
フッ素系界面活性剤は、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、下記化合物も本発明で用いられるフッ素系界面活性剤として例示される。
Fluorine-based surfactants can also preferably be fluorine-containing polymer compounds that include repeating units derived from a (meth)acrylate compound having a fluorine atom and repeating units derived from a (meth)acrylate compound having two or more (preferably five or more) alkylene oxy groups (preferably ethylene oxy groups, propylene oxy groups). The following compounds are also examples of fluorine-based surfactants used in the present invention.
上記の化合物の重量平均分子量は、好ましくは3,000~50,000であり、5,000~30,000であることがより好ましい。
フッ素系界面活性剤は、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010-164965号公報の段落0050~0090および段落0289~0295に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、市販品としては、例えばDIC(株)製のメガファックRS-101、RS-102、RS-718K等が挙げられる。
The weight-average molecular weight of the above compounds is preferably 3,000 to 50,000, and more preferably 5,000 to 30,000.
Fluorine-based surfactants can also be fluorine-containing polymers having ethylenically unsaturated groups in their side chains. Specific examples include the compounds described in paragraphs 0050-0090 and 0289-0295 of Japanese Patent Application Publication No. 2010-164965, the contents of which are incorporated herein by reference. Commercially available examples include Megafac RS-101, RS-102, and RS-718K manufactured by DIC Corporation.
フッ素系界面活性剤中のフッ素含有率は、3~40質量%が好適であり、より好ましくは5~30質量%であり、特に好ましくは7~25質量%である。フッ素含有率がこの範囲内であるフッ素系界面活性剤は、塗布膜の厚さの均一性や省液性の点で効果的であり、組成物中における溶解性も良好である。The fluorine content in the fluorinated surfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass. Fluorinated surfactants with a fluorine content within this range are effective in terms of uniformity of coating film thickness and liquid saving, and also have good solubility in the composition.
シリコーン系界面活性剤としては、例えば、トーレシリコーンDC3PA、トーレシリコーンSH7PA、トーレシリコーンDC11PA、トーレシリコーンSH21PA、トーレシリコーンSH28PA、トーレシリコーンSH29PA、トーレシリコーンSH30PA、トーレシリコーンSH8400(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、KP341、KF6001、KF6002(以上、信越シリコーン(株)製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上、ビックケミー(株)製)等が挙げられる。Examples of silicone-based surfactants include Toray Silicone DC3PA, Toray Silicone SH7PA, Toray Silicone DC11PA, Toray Silicone SH21PA, Toray Silicone SH28PA, Toray Silicone SH29PA, Toray Silicone SH30PA, and Toray Silicone SH8400 (all manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4460, and TSF-4452 (all manufactured by Momentive Performance Materials, Inc.), KP341, KF6001, and KF6002 (all manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.), and BYK307, BYK323, and BYK330 (all manufactured by BIC Chemie Co., Ltd.).
炭化水素系界面活性剤としては、例えば、パイオニンA-76、ニューカルゲンFS-3PG、パイオニンB-709、パイオニンB-811-N、パイオニンD-1004、パイオニンD-3104、パイオニンD-3605、パイオニンD-6112、パイオニンD-2104-D、パイオニンD-212、パイオニンD-931、パイオニンD-941、パイオニンD-951、パイオニンE-5310、パイオニンP-1050-B、パイオニンP-1028-P、パイオニンP-4050-T等(以上、竹本油脂社製)、などが挙げられる。Examples of hydrocarbon-based surfactants include Pionin A-76, Newcalgen FS-3PG, Pionin B-709, Pionin B-811-N, Pionin D-1004, Pionin D-3104, Pionin D-3605, Pionin D-6112, Pionin D-2104-D, Pionin D-212, Pionin D-931, Pionin D-941, Pionin D-951, Pionin E-5310, Pionin P-1050-B, Pionin P-1028-P, Pionin P-4050-T, etc. (all manufactured by Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.).
ノニオン型界面活性剤としては、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセロールエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステルなどが例示される。市販品としては、プルロニック(登録商標)L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(BASF社製)、テトロニック304、701、704、901、904、150R1(BASF社製)、ソルスパース20000(日本ルーブリゾール(株)製)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(和光純薬工業(株)製)、パイオニンD-6112、D-6112-W、D-6315(竹本油脂(株)製)、オルフィンE1010、サーフィノール104、400、440(日信化学工業(株)製)などが挙げられる。Examples of nonionic surfactants include glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane and their ethoxylates and propoxylates (e.g., glycerol propoxylate, glycerol ethoxylate, etc.), polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyethylene glycol dilaurate, polyethylene glycol distearate, and sorbitan fatty acid esters. Commercially available products include Pluronic® L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2, 25R2 (manufactured by BASF), Tetronic 304, 701, 704, 901, 904, 150R1 (manufactured by BASF), Solspers 20000 (manufactured by Lubrizol Nippon Co., Ltd.), NCW-101, NCW-1001, NCW-1002 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Paionin D-6112, D-6112-W, D-6315 (manufactured by Takemoto Oil & Fat Co., Ltd.), Orfin E1010, Surfinol 104, 400, 440 (manufactured by Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.).
カチオン型界面活性剤として具体的には、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)、(メタ)アクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.77、No.90、No.95(共栄社化学(株)製)、W001(裕商(株)製)等が挙げられる。Examples of cationic surfactants include organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), (meth)acrylic acid-based (co)polymer Polyflow No. 75, No. 77, No. 90, and No. 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), and W001 (manufactured by Yusho Co., Ltd.).
アニオン型界面活性剤として具体的には、W004、W005、W017(裕商(株)製)、サンデットBL(三洋化成(株)製)等が挙げられる。Examples of anionic surfactants include W004, W005, W017 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), and Sandet BL (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.).
界面活性剤は、1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。
One type of surfactant may be used, or two or more types may be used in combination.
The surfactant content is preferably 0.001 to 2.0% by mass, and more preferably 0.005 to 1.0% by mass, relative to the total solid content of the composition.
〔高級脂肪酸誘導体〕
本発明の樹脂組成物は、酸素に起因する重合阻害を防止するために、ベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体を添加して、塗布後の乾燥の過程で本発明の樹脂組成物の表面に偏在させてもよい。
[Higher fatty acid derivative]
In order to prevent polymerization inhibition caused by oxygen, the resin composition of the present invention may contain a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide, which may be unevenly distributed on the surface of the resin composition during the drying process after application.
また、高級脂肪酸誘導体は、国際公開第2015/199219号の段落0155に記載の化合物を用いることもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。Furthermore, higher fatty acid derivatives may also be compounds described in paragraph 0155 of International Publication No. 2015/199219, which are incorporated herein by reference.
本発明の樹脂組成物が高級脂肪酸誘導体を有する場合、高級脂肪酸誘導体の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。高級脂肪酸誘導体は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。高級脂肪酸誘導体が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。When the resin composition of the present invention contains a higher fatty acid derivative, the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10% by mass relative to the total solid content of the resin composition of the present invention. There may be only one type of higher fatty acid derivative, or there may be two or more types. If there are two or more types of higher fatty acid derivatives, it is preferable that their total is within the above range.
〔熱重合開始剤〕
本発明の樹脂組成物は、熱重合開始剤を含んでもよく、特に熱ラジカル重合開始剤を含んでもよい。熱ラジカル重合開始剤は、熱のエネルギーによってラジカルを発生し、重合性を有する化合物の重合反応を開始又は促進させる化合物である。熱ラジカル重合開始剤を添加することによって樹脂及び重合性化合物の重合反応を進行させることもできるので、より耐溶剤性を向上できる。また、上述した光重合開始剤も熱により重合を開始する機能を有する場合があり、熱重合開始剤として添加することができる場合がある。
[Thermal polymerization initiator]
The resin composition of the present invention may contain a thermal polymerization initiator, and in particular may contain a thermal radical polymerization initiator. A thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals in response to thermal energy, thereby initiating or promoting the polymerization reaction of a polymerizable compound. By adding a thermal radical polymerization initiator, the polymerization reaction of the resin and the polymerizable compound can be advanced, thereby further improving solvent resistance. In addition, the photopolymerization initiators mentioned above may also have the function of initiating polymerization in response to heat, and may be added as thermal polymerization initiators.
熱ラジカル重合開始剤として、具体的には、特開2008-063554号公報の段落0074~0118に記載されている化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。Specifically, examples of thermal radical polymerization initiators include the compounds described in paragraphs 0074 to 0118 of Japanese Patent Application Publication No. 2008-063554, the details of which are incorporated herein by reference.
熱重合開始剤を含む場合、その含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量%であり、更に好ましくは0.5~15質量%である。熱重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。熱重合開始剤を2種以上含有する場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。If a thermal polymerization initiator is included, its content is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, and even more preferably 0.5 to 15% by mass, relative to the total solid content of the resin composition of the present invention. Only one thermal polymerization initiator may be included, or two or more may be included. If two or more thermal polymerization initiators are included, the total amount is preferably within the above range.
〔無機粒子〕
本発明の樹脂組成物は、無機微粒子を含んでもよい。無機粒子として、具体的には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、ガラス等を含むことができる。
[Inorganic particles]
The resin composition of the present invention may contain inorganic fine particles. Specifically, the inorganic particles may include calcium carbonate, calcium phosphate, silica, kaolin, talc, titanium dioxide, alumina, barium sulfate, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide, glass, and the like.
上記無機粒子の平均粒子径としては、0.01~2.0μmが好ましく、0.02~1.5μmがより好ましく、0.03~1.0μmがさらに好ましく、0.04~0.5μmが特に好ましい。
微粒子の上記平均粒子径は、一次粒子径であり、また体積平均粒子径である。体積平均粒子径は、Nanotrac WAVE II EX-150(日機装社製)による動的光散乱法で測定できる。
上記測定が困難である場合は、遠心沈降光透過法、X線透過法、レーザー回折・散乱法で測定することもできる。
The average particle size of the inorganic particles is preferably 0.01 to 2.0 μm, more preferably 0.02 to 1.5 μm, even more preferably 0.03 to 1.0 μm, and particularly preferably 0.04 to 0.5 μm.
The above-mentioned average particle diameter of the fine particles is both the primary particle diameter and the volume-average particle diameter. The volume-average particle diameter can be measured by dynamic light scattering using a Nanotrac WAVE II EX-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
If the above measurement methods are difficult, measurements can also be performed using centrifugal sedimentation light transmission, X-ray transmission, or laser diffraction/scattering methods.
〔紫外線吸収剤〕
本発明の組成物は、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、トリアジン系などの紫外線吸収剤を使用することができる。
サリシレート系紫外線吸収剤の例としては、フェニルサリシレート、p-オクチルフェニルサリシレート、p-t-ブチルフェニルサリシレートなどが挙げられ、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の例としては、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。また、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の例としては、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-tert-アミル-5’-イソブチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-イソブチル-5’-メチルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’-イソブチル-5’-プロピルフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-tert-ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(1,1,3,3-テトラメチル)フェニル]ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
[UV absorber]
The composition of the present invention may contain an ultraviolet absorber. Examples of ultraviolet absorbers that can be used include salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbers.
Examples of salicylate-based UV absorbers include phenyl salicylate, p-octylphenyl salicylate, and p-t-butylphenyl salicylate, while examples of benzophenone-based UV absorbers include 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, and 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone. Examples of benzotriazole-based UV absorbers include 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-tert-amyl-5'-isobutylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-isobutyl-5'-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-isobutyl-5'-propylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole, and 2-[2'-hydroxy-5'-(1,1,3,3-tetramethyl)phenyl]benzotriazole.
置換アクリロニトリル系紫外線吸収剤の例としては、2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリル酸エチル、2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリル酸2-エチルヘキシルなどが挙げられる。さらに、トリアジン系紫外線吸収剤の例としては、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2,4-ジヒドロキシフェニル)-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのモノ(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物;2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-プロピルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロピルオキシフェニル)-6-(4-メチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ヘキシルオキシフェニル)-6-(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンなどのビス(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物;2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス[2-ヒドロキシ-4-(3-ブトキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル]-1,3,5-トリアジンなどのトリス(ヒドロキシフェニル)トリアジン化合物等が挙げられる。Examples of substituted acrylonitrile-based UV absorbers include ethyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate and 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate. Furthermore, examples of triazine-based UV absorbers include mono(hydroxyphenyl)triazine compounds such as 2-[4-[(2-hydroxy-3-dodecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, 2-[4-[(2-hydroxy-3-tridecyloxypropyl)oxy]-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, and 2-(2,4-dihydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine; 2,4-bis(2-hydroxy-4-propyloxyphenyl)-6-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine, and 2,4-bis(2-hydroxy(hydroxy) Examples include bis(hydroxyphenyl)triazine compounds such as c-3-methyl-4-propyloxyphenyl)-6-(4-methylphenyl)-1,3,5-triazine and 2,4-bis(2-hydroxy-3-methyl-4-hexyloxyphenyl)-6-(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-triazine; and tris(hydroxyphenyl)triazine compounds such as 2,4-bis(2-hydroxy-4-butoxyphenyl)-6-(2,4-dibutoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4,6-tris(2-hydroxy-4-octyloxyphenyl)-1,3,5-triazine, and 2,4,6-tris[2-hydroxy-4-(3-butoxy-2-hydroxypropyloxy)phenyl]-1,3,5-triazine.
本発明においては、上記各種の紫外線吸収剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、紫外線吸収剤を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、紫外線吸収剤の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.001質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下であることがより好ましい。
In the present invention, the above-mentioned ultraviolet absorbers may be used individually or in combination of two or more types.
The composition of the present invention may or may not contain an ultraviolet absorber, but if it does, the amount of ultraviolet absorber is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less, based on the total solid content mass of the composition of the present invention.
〔有機チタン化合物〕
本実施形態の樹脂組成物は、有機チタン化合物を含有してもよい。樹脂組成物が有機チタン化合物を含有することにより、低温で硬化した場合であっても耐薬品性に優れる樹脂層を形成できる。
[Organotitanium compounds]
The resin composition of this embodiment may contain an organotitanium compound. By including an organotitanium compound in the resin composition, a resin layer with excellent chemical resistance can be formed even when cured at low temperatures.
使用可能な有機チタン化合物としては、チタン原子に有機基が共有結合又はイオン結合を介して結合しているものが挙げられる。
有機チタン化合物の具体例を、以下のI)~VII)に示す:
I)チタンキレート化合物:中でも、樹脂組成物の保存安定性がよく、良好な硬化パターンが得られることから、アルコキシ基を2個以上有するチタンキレート化合物がより好ましい。具体的な例は、チタニウムビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキサイド、チタニウムジ(n-ブトキサイド)ビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)等である。
II)テトラアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、チタニウムテトラエトキサイド、チタニウムテトラ(2-エチルヘキソキサイド)、チタニウムテトライソブトキサイド、チタニウムテトライソプロポキサイド、チタニウムテトラメトキサイド、チタニウムテトラメトキシプロポキサイド、チタニウムテトラメチルフェノキサイド、チタニウムテトラ(n-ノニロキサイド)、チタニウムテトラ(n-プロポキサイド)、チタニウムテトラステアリロキサイド、チタニウムテトラキス[ビス{2,2-(アリロキシメチル)ブトキサイド}]等である。
III)チタノセン化合物:例えば、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキサイド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロフェニル)チタニウム、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム等である。
IV)モノアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムトリス(ジオクチルホスフェート)イソプロポキサイド、チタニウムトリス(ドデシルベンゼンスルホネート)イソプロポキサイド等である。
V)チタニウムオキサイド化合物:例えば、チタニウムオキサイドビス(ペンタンジオネート)、チタニウムオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、フタロシアニンチタニウムオキサイド等である。
VI)チタニウムテトラアセチルアセトネート化合物:例えば、チタニウムテトラアセチルアセトネート等である。
VII)チタネートカップリング剤:例えば、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート等である。
Examples of usable organotitanium compounds include those in which an organic group is bonded to a titanium atom via covalent or ionic bonds.
Specific examples of organotitanium compounds are shown in I) to VII) below:
I) Titanium chelate compounds: Among these, titanium chelate compounds having two or more alkoxy groups are more preferred because they provide good storage stability for the resin composition and yield a good curing pattern. Specific examples include titanium bis(triethanolamine)diisopropoxide, titanium di(n-butoxide)bis(2,4-pentanedione), titanium diisopropoxidebis(2,4-pentanedione), titanium diisopropoxidebis(tetramethylheptanedione), and titanium diisopropoxidebis(ethylacetoacetate).
II) Tetraalkoxy titanium compounds: For example, titanium tetra(n-butoxide), titanium tetraethoxide, titanium tetra(2-ethylhexoxide), titanium tetraisobutoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetramethoxide, titanium tetramethoxypropoxide, titanium tetramethylphenoxide, titanium tetra(n-nonyloxide), titanium tetra(n-propoxide), titanium tetrastearaloxide, titanium tetrakis[bis{2,2-(alyloxymethyl)butoxide}], etc.
III) Titanocene compounds: For example, pentamethylcyclopentadienyltitanium trimethoxide, bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluorophenyl)titanium, bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrole-1-yl)phenyl)titanium, etc.
IV) Monoalkoxy titanium compounds: For example, titanium tris(dioctyl phosphate) isopropoxide, titanium tris(dodecylbenzenesulfonate) isopropoxide, etc.
V) Titanium oxide compounds: For example, titanium oxide bis(pentanedione), titanium oxide bis(tetramethylheptanedione), phthalocyanine titanium oxide, etc.
VI) Titanium tetraacetylacetonate compounds: For example, titanium tetraacetylacetonate, etc.
VII) Titanate coupling agents: For example, isopropyltridodecylbenzenesulfonyl titanate.
中でも、有機チタン化合物としては、上記I)チタンキレート化合物、II)テトラアルコキシチタン化合物、及びIII)チタノセン化合物から成る群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが、より良好な耐薬品性を奏するという観点から好ましい。特に、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、及びビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウムが好ましい。In particular, from the viewpoint of achieving better chemical resistance, the organotitanium compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of I) titanium chelate compounds, II) tetraalkoxy titanium compounds, and III) titanocene compounds. Titanium diisopropoxide bis(ethyl acetoacetate), titanium tetra(n-butoxide), and bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrole-1-yl)phenyl)titanium are especially preferred.
有機チタン化合物を配合する場合、その配合量は、特定樹脂100質量部に対し、0.05~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~2質量部である。配合量が0.05質量部以上である場合、得られる硬化パターンに良好な耐熱性及び耐薬品性がより効果的に発現し、一方10質量部以下である場合、組成物の保存安定性により優れる。When incorporating an organic titanium compound, the amount is preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 2 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin. When the amount is 0.05 parts by mass or more, good heat resistance and chemical resistance are more effectively expressed in the resulting cured pattern, while when it is 10 parts by mass or less, the storage stability of the composition is superior.
〔酸化防止剤〕
本発明の組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。添加剤として酸化防止剤を含有することで、硬化後の膜の伸度特性や、金属材料との密着性を向上させることができる。酸化防止剤としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物などが挙げられる。フェノール化合物としては、フェノール系酸化防止剤として知られる任意のフェノール化合物を使用することができる。好ましいフェノール化合物としては、ヒンダードフェノール化合物が挙げられる。フェノール性ヒドロキシ基に隣接する部位(オルト位)に置換基を有する化合物が好ましい。上述の置換基としては炭素数1~22の置換又は無置換のアルキル基が好ましい。また、酸化防止剤は、同一分子内にフェノール基と亜リン酸エステル基を有する化合物も好ましい。また、酸化防止剤は、リン系酸化防止剤も好適に使用することができる。リン系酸化防止剤としてはトリス[2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-6-イル]オキシ]エチル]アミン、トリス[2-[(4,6,9,11-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン-2-イル)オキシ]エチル]アミン、亜リン酸エチルビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)などが挙げられる。酸化防止剤の市販品としては、例えば、アデカスタブ AO-20、アデカスタブ AO-30、アデカスタブ AO-40、アデカスタブ AO-50、アデカスタブ AO-50F、アデカスタブ AO-60、アデカスタブ AO-60G、アデカスタブ AO-80、アデカスタブ AO-330(以上、(株)ADEKA製)などが挙げられる。また、酸化防止剤は、特許第6268967号公報の段落番号0023~0048に記載された化合物を使用することもでき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、本発明の組成物は、必要に応じて、潜在酸化防止剤を含有してもよい。潜在酸化防止剤としては、酸化防止剤として機能する部位が保護基で保護された化合物であって、100~250℃で加熱するか、又は酸/塩基触媒存在下で80~200℃で加熱することにより保護基が脱離して酸化防止剤として機能する化合物が挙げられる。潜在酸化防止剤としては、国際公開第2014/021023号、国際公開第2017/030005号、特開2017-008219号公報に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。潜在酸化防止剤の市販品としては、アデカアークルズGPA-5001((株)ADEKA製)等が挙げられる。
好ましい酸化防止剤の例としては、2,2-チオビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,6-ジ-t-ブチルフェノールおよび式(3)で表される化合物が挙げられる。
[Antioxidant]
The composition of the present invention may contain an antioxidant. Including an antioxidant as an additive can improve the elongation properties of the cured film and its adhesion to metal materials. Examples of antioxidants include phenol compounds, phosphite ester compounds, and thioether compounds. Any phenol compound known as a phenolic antioxidant can be used. A preferred phenol compound is a hindered phenol compound. Compounds having a substituent at the ortho position adjacent to the phenolic hydroxyl group are preferred. Preferred substituents are substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms. Furthermore, compounds having both a phenol group and a phosphite ester group within the same molecule are also preferred as antioxidants. Phosphorus-based antioxidants can also be suitably used. Examples of phosphorus-based antioxidants include tris[2-[[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethylethyl)dibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosfepin-6-yl]oxy]ethyl]amine, tris[2-[(4,6,9,11-tetra-tert-butyldibenzo[d,f][1,3,2]dioxaphosfepin-2-yl)oxy]ethyl]amine, and ethylbis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl) phosphate. Examples of commercially available antioxidants include ADEKA STUB AO-20, ADEKA STUB AO-30, ADEKA STUB AO-40, ADEKA STUB AO-50, ADEKA STUB AO-50F, ADEKA STUB AO-60, ADEKA STUB AO-60G, ADEKA STUB AO-80, and ADEKA STUB AO-330 (all manufactured by ADEKA Corporation). Furthermore, compounds described in paragraphs 0023 to 0048 of Japanese Patent No. 6268967 may also be used as antioxidants, and this information is incorporated herein. Additionally, the compositions of the present invention may optionally contain latent antioxidants. Examples of latent antioxidants include compounds in which the antioxidant portion is protected by a protecting group, and which function as antioxidants when heated at 100 to 250°C or when heated at 80 to 200°C in the presence of an acid/base catalyst, thereby removing the protecting group. Examples of latent antioxidants include compounds described in International Publication No. 2014/021023, International Publication No. 2017/030005, and Japanese Patent Publication No. 2017-008219, the contents of which are incorporated herein by reference. Examples of commercially available latent antioxidants include ADEKA Arclus GPA-5001 (manufactured by ADEKA Corporation).
Examples of preferred antioxidants include 2,2-thiobis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2,6-di-t-butylphenol, and the compound represented by formula (3).
一般式(3)中、R5は水素原子または炭素数2以上(好ましくは炭素数2~10)のアルキル基を表し、R6は炭素数2以上(好ましくは炭素数2~10)のアルキレン基を表す。R7は、炭素数2以上(好ましくは炭素数2~10)のアルキレン基、酸素原子、および窒素原子のうち少なくともいずれかを含む1~4価の有機基を示す。kは1~4の整数を示す。 In general formula (3), R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 2 or more carbon atoms (preferably 2 to 10 carbon atoms), and R 6 represents an alkylene group having 2 or more carbon atoms (preferably 2 to 10 carbon atoms). R 7 represents a 1-4 valent organic group containing at least one of an alkylene group having 2 or more carbon atoms (preferably 2 to 10 carbon atoms), an oxygen atom, and a nitrogen atom. k represents an integer from 1 to 4.
式(3)で表される化合物は、樹脂が有する脂肪族基やフェノール性ヒドロキシ基の酸化劣化を抑制する。また、金属材料への防錆作用により、金属酸化を抑制することができる。The compound represented by formula (3) suppresses the oxidative degradation of aliphatic groups and phenolic hydroxyl groups present in resins. Furthermore, it can suppress metal oxidation by providing rust prevention to metal materials.
樹脂と金属材料に同時に作用できるため、kは2~4の整数がより好ましい。R7としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルエーテル基、アルキルシリル基、アルコキシシリル基、アリール基、アリールエーテル基、カルボキシル基、カルボニル基、アリル基、ビニル基、複素環基、-O-、-NH-、-NHNH-、それらを組み合わせたものなどが挙げられ、さらに置換基を有していてもよい。この中でも、現像液への溶解性や金属密着性の点から、アルキルエーテル基、-NH-を有することが好ましく、樹脂との相互作用と金属錯形成による金属密着性の点から-NH-がより好ましい。Since it can act on both the resin and the metal material simultaneously, k is more preferably an integer between 2 and 4. Examples of R7 include alkyl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups, alkyl ether groups, alkylsilyl groups, alkoxysilyl groups, aryl groups, aryl ether groups, carboxyl groups, carbonyl groups, allyl groups, vinyl groups, heterocyclic groups, -O-, -NH-, -NHNH-, and combinations thereof, and may also have substituents. Among these, alkyl ether groups and -NH- are preferred from the viewpoint of solubility in the developer and metal adhesion, and -NH- is more preferred from the viewpoint of interaction with the resin and metal adhesion due to metal complex formation.
一般式(3)で表される化合物は、例としては以下のものが挙げられるが、下記構造に限らない。Examples of compounds represented by general formula (3) include the following, but are not limited to the structures shown below.
酸化防止剤の添加量は、特定樹脂100質量部に対し、0.1~10質量部が好ましく、0.5~5質量部がより好ましい。添加量を0.1質量部以上とすることにより、高温高湿環境下においても伸度特性や金属材料に対する密着性向上の効果が得られやすく、また10質量部以下とすることにより、例えば感光剤との相互作用により、樹脂組成物の感度が向上する。酸化防止剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。2種以上を用いる場合は、それらの合計量が上記範囲となることが好ましい。The amount of antioxidant added is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin. Adding 0.1 parts by mass or more makes it easier to obtain improved elongation properties and adhesion to metal materials even in high-temperature and high-humidity environments. Adding 10 parts by mass or less improves the sensitivity of the resin composition, for example, through interaction with the photosensitive agent. Only one type of antioxidant may be used, or two or more types may be used. When two or more types are used, it is preferable that their total amount falls within the above range.
〔凝集防止剤〕
本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて凝集防止剤を含有してもよい。凝集防止剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
[Anti-coagulation agent]
The resin composition of this embodiment may optionally contain an anti-flocculation agent. Examples of anti-flocculation agents include sodium polyacrylate.
本発明においては、凝集防止剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、凝集防止剤を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、凝集防止剤の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
In the present invention, one type of anticoagulant may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The composition of the present invention may or may not contain an anti-coagulant. If it does contain an anti-coagulant, the amount of the anti-coagulant is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.02% by mass or more and 5% by mass or less, based on the total solid content mass of the composition of the present invention.
〔フェノール系化合物〕
本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じてフェノール系化合物を含有してもよい。フェノール系化合物としては、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F(以上、商品名、旭有機材工業(株)製)等が挙げられる。
[Phenol compounds]
The resin composition of this embodiment may optionally contain a phenolic compound. Examples of phenolic compounds include Bis-Z, BisP-EZ, TekP-4HBPA, TrisP-HAP, TrisP-PA, BisOCHP-Z, BisP-MZ, BisP-PZ, BisP-IPZ, BisOCP-IPZ, BisP-CP, BisRS-2P, BisRS-3P, BisP-OCHP, methylenetris-FR-CR, BisRS-26X (all trade names, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), BIP-PC, BIR-PC, BIR-PTBP, BIR-BIPC-F (all trade names, manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.).
本発明においては、フェノール系化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、フェノール系化合物を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、フェノール系化合物の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
In this invention, a single phenolic compound may be used alone, or two or more compounds may be used in combination.
The composition of the present invention may or may not contain a phenolic compound. If it does contain a phenolic compound, the content of the phenolic compound is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 0.02% by mass or more and 20% by mass or less, based on the total solid content of the composition of the present invention.
〔他の高分子化合物〕
他の高分子化合物としては、シロキサン樹脂、(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂およびそれらの共重合体などが挙げられる。他の高分子化合物はメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基などの架橋基が導入された変性体であってもよい。
[Other polymer compounds]
Other polymer compounds include siloxane resins, (meth)acrylic polymers copolymerized with (meth)acrylic acid, novolac resins, resol resins, polyhydroxystyrene resins, and copolymers thereof. Other polymer compounds may be modified forms into which crosslinking groups such as methylol groups, alkoxymethyl groups, and epoxy groups have been introduced.
本発明においては、他の高分子化合物は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物は、他の高分子化合物を含んでも含まなくてもよいが、含む場合、他の高分子化合物の含有量は、本発明の組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
In this invention, the other polymer compounds may be used individually or in combination of two or more.
The composition of the present invention may or may not contain other polymer compounds, but if it does, the content of the other polymer compounds is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 0.02% by mass or more and 20% by mass or less, based on the total solid content mass of the composition of the present invention.
<樹脂組成物の特性>
本発明の樹脂組成物の粘度は、樹脂組成物の固形分濃度により調整できる。塗布膜厚の観点から、1,000mm2/s~12,000mm2/sが好ましく、2,000mm2/s~10,000mm2/sがより好ましく、2,500mm2/s~8,000mm2/sが更に好ましい。上記範囲であれば、均一性の高い塗布膜を得ることが容易になる。1,000mm2/s以上であれば、例えば再配線用絶縁膜として必要とされる膜厚で塗布することが容易であり、12,000mm2/s以下であれば、塗布面状に優れた塗膜が得られる。
<Properties of resin composition>
The viscosity of the resin composition of the present invention can be adjusted by the solid content concentration of the resin composition. From the viewpoint of coating film thickness, a viscosity of 1,000 mm² /s to 12,000 mm² /s is preferred, 2,000 mm² /s to 10,000 mm² /s is more preferred, and 2,500 mm² /s to 8,000 mm² /s is even more preferred. Within the above range, it becomes easy to obtain a coating film with high uniformity. If the viscosity is 1,000 mm² /s or higher, it is easy to coat the film with the thickness required for, for example, a rewiring insulating film, and if the viscosity is 12,000 mm² /s or lower, a coating film with excellent surface properties can be obtained.
<樹脂組成物の含有物質についての制限>
本発明の樹脂組成物の含水率は、2.0質量%未満であることが好ましく、1.5質量%未満であることがより好ましく、1.0質量%未満であることが更に好ましい。2.0%未満であれば、樹脂組成物の保存安定性が向上する。
水分の含有量を維持する方法としては、保管条件における湿度の調整、保管時の収容容器の空隙率低減などが挙げられる。
<Restrictions on substances contained in resin compositions>
The water content of the resin composition of the present invention is preferably less than 2.0% by mass, more preferably less than 1.5% by mass, and even more preferably less than 1.0% by mass. If it is less than 2.0%, the storage stability of the resin composition is improved.
Methods for maintaining moisture content include adjusting humidity during storage and reducing the porosity of the storage container.
本発明の樹脂組成物の金属含有量は、絶縁性の観点から、5質量ppm(parts per million)未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満が更に好ましい。金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、銅、クロム、ニッケルなどが挙げられるが、有機化合物と金属との錯体として含まれる金属は除く。金属を複数含む場合は、これらの金属の合計が上記範囲であることが好ましい。From the viewpoint of insulating properties, the metal content of the resin composition of the present invention is preferably less than 5 ppm by mass (parts per million), more preferably less than 1 ppm by mass, and even more preferably less than 0.5 ppm by mass. Examples of metals include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, copper, chromium, and nickel, but excludes metals included as complexes between organic compounds and metals. If multiple metals are included, it is preferable that the sum of these metals is within the above range.
また、本発明の樹脂組成物に意図せずに含まれる金属不純物を低減する方法としては、本発明の樹脂組成物を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、本発明の樹脂組成物を構成する原料に対してフィルターろ過を行う、装置内をポリテトラフルオロエチレン等でライニングしてコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。Furthermore, methods for reducing metal impurities unintentionally present in the resin composition of the present invention include selecting raw materials with low metal content as constituent materials of the resin composition of the present invention, performing filter filtration on the raw materials constituting the resin composition of the present invention, and performing distillation under conditions that suppress contamination as much as possible by lining the inside of the apparatus with polytetrafluoroethylene or the like.
本発明の樹脂組成物は、半導体材料としての用途を考慮すると、ハロゲン原子の含有量が、配線腐食性の観点から、500質量ppm未満が好ましく、300質量ppm未満がより好ましく、200質量ppm未満が更に好ましい。中でも、ハロゲンイオンの状態で存在するものは、5質量ppm未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満が更に好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子及び臭素原子が挙げられる。塩素原子及び臭素原子、又は塩素イオン及び臭素イオンの合計がそれぞれ上記範囲であることが好ましい。
ハロゲン原子の含有量を調節する方法としては、イオン交換処理などが好ましく挙げられる。
When considering the application of the resin composition of the present invention as a semiconductor material, the halogen atom content is preferably less than 500 ppm by mass, more preferably less than 300 ppm by mass, and even more preferably less than 200 ppm by mass, from the viewpoint of wiring corrosion. In particular, the amount of halogen atoms present in the form of halogen ions is preferably less than 5 ppm by mass, more preferably less than 1 ppm by mass, and even more preferably less than 0.5 ppm by mass. Examples of halogen atoms include chlorine atoms and bromine atoms. It is preferable that the total amount of chlorine atoms and bromine atoms, or chlorine ions and bromine ions, is within the above ranges.
Methods for adjusting the halogen atom content include ion exchange treatment.
本発明の樹脂組成物の収容容器としては従来公知の収容容器を用いることができる。また、収容容器としては、原材料や本発明の樹脂組成物中への不純物混入を抑制することを目的に、容器内壁を6種6層の樹脂で構成された多層ボトルや、6種の樹脂を7層構造にしたボトルを使用することも好ましい。このような容器としては例えば特開2015-123351号公報に記載の容器が挙げられる。Conventional containers can be used as containers for the resin composition of the present invention. Furthermore, to suppress the incorporation of impurities into the raw materials and the resin composition of the present invention, it is also preferable to use multilayer bottles with an inner wall constructed of six types of resin in six layers, or bottles with a seven-layer structure of six types of resin. Examples of such containers include the container described in Japanese Patent Application Publication No. 2015-123351.
<樹脂組成物の硬化物>
本発明の樹脂組成物を硬化することにより、この樹脂組成物の硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物は、本発明の樹脂組成物を硬化してなる硬化物である。
樹脂組成物の硬化は加熱によるものであることが好ましく、加熱温度が120℃~400℃の範囲内であることがより好ましく、140℃~380℃の範囲内にあることが更に好ましく、170℃~350℃の範囲内にあることが特に好ましい。樹脂組成物の硬化物の形態は、特に限定されず、フィルム状、棒状、球状、ペレット状など、用途に合わせて選択することができる。本発明において、この硬化物は、フィルム状であることが好ましい。また、樹脂組成物のパターン加工によって、壁面への保護膜の形成、導通のためのビアホール形成、インピーダンスや静電容量あるいは内部応力の調整、放熱機能付与など、用途にあわせて、この硬化物の形状を選択することもできる。この硬化物(硬化物からなる膜)の膜厚は、0.5μm以上150μm以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物を硬化した際の収縮率は、50%以下が好ましく、45%以下がより好ましく、40%以下が更に好ましい。ここで、収縮率は、樹脂組成物の硬化前後の体積変化の百分率を指し、下記の式より算出することができる。
収縮率[%]=100-(硬化後の体積÷硬化前の体積)×100
<Cured product of resin composition>
A cured product of the resin composition of the present invention can be obtained by curing the resin composition.
The cured product of the present invention is a cured product obtained by curing the resin composition of the present invention.
The curing of the resin composition is preferably by heating, more preferably within the range of 120°C to 400°C, even more preferably within the range of 140°C to 380°C, and particularly preferably within the range of 170°C to 350°C. The form of the cured product of the resin composition is not particularly limited and can be selected according to the application, such as in the form of a film, rod, sphere, or pellet. In the present invention, the cured product is preferably in the form of a film. Furthermore, the shape of the cured product can be selected according to the application by pattern processing of the resin composition, such as forming a protective film on the wall surface, forming via holes for conductivity, adjusting impedance, capacitance or internal stress, or providing heat dissipation functions. The film thickness of the cured product (film made of the cured product) is preferably 0.5 μm or more and 150 μm or less.
The shrinkage rate of the resin composition of the present invention upon curing is preferably 50% or less, more preferably 45% or less, and even more preferably 40% or less. Here, the shrinkage rate refers to the percentage change in volume of the resin composition before and after curing, and can be calculated using the following formula.
Shrinkage rate [%] = 100 - (Volume after hardening ÷ Volume before hardening) × 100
<樹脂組成物の硬化物の特性>
本発明の樹脂組成物の硬化物のイミド化反応率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。70%以上であれば、機械特性に優れた硬化物となる場合がある。
本発明の樹脂組成物の硬化物の破断伸びは、30%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)は、180℃以上であることが好ましく、210℃以上であることがより好ましく、230℃以上であることがさらに好ましい。
<Properties of cured resin compositions>
The imidization reaction rate of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more. If it is 70% or more, the cured product may have excellent mechanical properties.
The elongation at break of the cured resin composition of the present invention is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more.
The glass transition temperature (Tg) of the cured resin composition of the present invention is preferably 180°C or higher, more preferably 210°C or higher, and even more preferably 230°C or higher.
<樹脂組成物の調製>
本発明の樹脂組成物は、上記各成分を混合して調製することができる。混合方法は特に限定はなく、従来公知の方法で行うことができる。
混合は撹拌羽による混合、ボールミルによる混合、タンク自身を回転させる混合などを採用することができる。
混合中の温度は10~30℃が好ましく、15~25℃がより好ましい。
<Preparation of resin composition>
The resin composition of the present invention can be prepared by mixing the above components. The mixing method is not particularly limited and can be carried out by conventionally known methods.
Mixing can be achieved using methods such as mixing with agitators, mixing with a ball mill, or mixing by rotating the tank itself.
The mixing temperature is preferably 10 to 30°C, and more preferably 15 to 25°C.
また、本発明の樹脂組成物中のゴミや微粒子等の異物を除去する目的で、フィルターを用いたろ過を行うことが好ましい。フィルター孔径は、例えば5μm以下である態様が挙げられ、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.1μm以下が更に好ましい。フィルターの材質は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン又はナイロンが好ましい。フィルターの材質がポリエチレンである場合はHDPE(高密度ポリエチレン)であることがより好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルターろ過工程では、複数種のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種のフィルターを使用する場合は、孔径又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。接続態様としては、例えば、1段目として孔径1μmのHDPEフィルターを、2段目として孔径0.2μmのHDPEフィルターを、直列に接続した態様が挙げられる。また、各種材料を複数回ろ過してもよい。複数回ろ過する場合は、循環ろ過であってもよい。また、加圧してろ過を行ってもよい。加圧してろ過を行う場合、加圧する圧力は例えば0.01MPa以上1.0MPa以下である態様が挙げられ、0.03MPa以上0.9MPa以下が好ましく、0.05MPa以上0.7MPa以下がより好ましく、0.05MPa以上0.5MPa以下が更に好ましい。
フィルターを用いたろ過の他、吸着材を用いた不純物の除去処理を行ってもよい。フィルターろ過と吸着材を用いた不純物除去処理とを組み合わせてもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができる。例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材が挙げられる。
更にフィルターを用いたろ過後、ボトルに充填した樹脂組成物を減圧下に置き、脱気する工程を施しても良い。
Furthermore, it is preferable to perform filtration using a filter to remove foreign matter such as dirt and fine particles from the resin composition of the present invention. The filter pore size can be, for example, 5 μm or less, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or less. The filter material is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon. If the filter material is polyethylene, it is more preferably HDPE (high-density polyethylene). The filter may be one that has been pre-washed with an organic solvent. In the filter filtration process, multiple types of filters may be connected in series or in parallel. When multiple types of filters are used, filters with different pore sizes or materials may be used in combination. As an example of a connection configuration, an HDPE filter with a pore size of 1 μm is connected in series as the first stage, and an HDPE filter with a pore size of 0.2 μm is connected in series as the second stage. Furthermore, various materials may be filtered multiple times. When filtering multiple times, circulating filtration may be used. Furthermore, filtration may be performed under pressure. When filtration is performed under pressure, the pressure applied may be, for example, 0.01 MPa or more and 1.0 MPa or less, preferably 0.03 MPa or more and 0.9 MPa or less, more preferably 0.05 MPa or more and 0.7 MPa or less, and even more preferably 0.05 MPa or more and 0.5 MPa or less.
In addition to filtration using a filter, impurities may be removed using an adsorbent. A combination of filter filtration and impurity removal using an adsorbent may also be used. As the adsorbent, any known adsorbent can be used. Examples include inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon.
Furthermore, after filtration using a filter, the resin composition filled into the bottle may be subjected to a degassing process by placing it under reduced pressure.
(硬化物の製造方法)
本発明の硬化物の製造方法は、樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含むことが好ましい。
また、本発明の硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程、及び、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含むことがより好ましい。
本発明の硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、上記露光工程、上記現像工程、並びに、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程及び現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程の少なくとも一方を含むことが特に好ましい。
また、本発明の製造方法は、上記膜形成工程、及び、上記膜を加熱する工程を含むことも好ましい。
以下、各工程の詳細について説明する。
(Method for manufacturing hardened product)
The method for producing the cured product of the present invention preferably includes a film-forming step in which a resin composition is applied to a substrate to form a film.
Furthermore, the method for producing a cured product of the present invention more preferably includes the above-mentioned film formation step, an exposure step for selectively exposing the film formed in the film formation step, and a developing step for developing the film exposed in the exposure step using a developer to form a pattern.
The method for producing a cured product of the present invention is particularly preferably to include at least one of the above-mentioned film formation step, exposure step, development step, and a heating step for heating the pattern obtained in the development step and a post-development exposure step for exposing the pattern obtained in the development step.
Furthermore, the manufacturing method of the present invention may also preferably include the above-mentioned film formation step and the step of heating the above-mentioned film.
The details of each step are explained below.
<膜形成工程>
本発明の樹脂組成物は、基材上に適用して膜を形成する膜形成工程に用いることができる。
本発明の硬化物の製造方法は、樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含むことが好ましい。
<Film formation process>
The resin composition of the present invention can be used in a film-forming process, where it is applied to a substrate to form a film.
The method for producing the cured product of the present invention preferably includes a film-forming step in which a resin composition is applied to a substrate to form a film.
〔基材〕
基材の種類は、用途に応じて適宜定めることができるが、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの半導体作製基材、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基材(例えば、金属から形成された基材、及び、金属層が例えばめっきや蒸着等により形成された基材のいずれであってもよい)、紙、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ基材、モールド基材、プラズマディスプレイパネル(PDP)の電極板などが挙げられ、特に制約されない。本発明では、特に、半導体作製基材が好ましく、シリコン基材、Cu基材およびモールド基材がより好ましい。
また、これらの基材にはヘキサメチルジシラザン(HMDS)等による密着層や酸化層などの層が表面に設けられていてもよい。
また、基材の形状は特に限定されず、円形状であってもよく、矩形状であってもよい。
基材のサイズとしては、円形状であれば、例えば直径が100~450mmであり、好ましくは200~450mmである。矩形状であれば、例えば短辺の長さが100~1000mmであり、好ましくは200~700mmである。
また、基材としては、例えば板状、好ましくはパネル状の基材(基板)が用いられる。
[Base material]
The type of substrate can be appropriately determined according to the application, but examples include semiconductor fabrication substrates such as silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, and amorphous silicon; quartz, glass, optical films, ceramic materials, vapor-deposited films, magnetic films, reflective films; metal substrates such as Ni, Cu, Cr, and Fe (for example, substrates formed from metal, and substrates in which a metal layer is formed by, for example, plating or vapor deposition); paper, SOG (Spin On Glass); TFT (thin film transistor) array substrates; mold substrates; and electrode plates for plasma display panels (PDPs). In the present invention, semiconductor fabrication substrates are particularly preferred, and silicon substrates, Cu substrates, and mold substrates are more preferred.
Furthermore, these substrates may have layers on their surface, such as an adhesion layer or an oxidation layer, provided with hexamethyldisilazane (HMDS) or the like.
Furthermore, the shape of the base material is not particularly limited and may be circular or rectangular.
For the base material, if it is circular, for example, the diameter is 100 to 450 mm, preferably 200 to 450 mm. If it is rectangular, for example, the length of the shorter side is 100 to 1000 mm, preferably 200 to 700 mm.
Furthermore, as the base material, for example, a plate-shaped, preferably panel-shaped, base material (substrate) is used.
また、樹脂層(例えば、硬化物からなる層)の表面や金属層の表面に樹脂組成物を適用して膜を形成する場合は、樹脂層や金属層が基材となる。Furthermore, when a resin composition is applied to the surface of a resin layer (for example, a layer made of cured material) or a metal layer to form a film, the resin layer or metal layer serves as the substrate.
本発明の樹脂組成物を基材上に適用する手段としては、塗布が好ましい。As a means of applying the resin composition of the present invention onto a substrate, coating is preferred.
適用する手段としては、具体的には、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スプレーコート法、スピンコート法、スリットコート法、インクジェット法などが例示される。膜の厚さの均一性の観点から、より好ましくはスピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法、又は、インクジェット法であり、膜の厚さの均一性の観点および生産性の観点からスピンコート法およびスリットコート法が好ましい。方法に応じて樹脂組成物の固形分濃度や塗布条件を調整することで、所望の厚さの膜を得ることができる。また、基材の形状によっても塗布方法を適宜選択でき、ウエハ等の円形基材であればスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法等が好ましく、矩形基材であればスリットコート法やスプレーコート法、インクジェット法等が好ましい。スピンコート法の場合は、例えば、500~3,500rpmの回転数で、10秒~3分程度適用することができる。
また、あらかじめ仮支持体上に上記付与方法によって付与して形成した塗膜を、基材上に転写する方法を適用することもできる。
転写方法に関しては特開2006-023696号公報の段落0023、0036~0051や、特開2006-047592号公報の段落0096~0108に記載の作製方法を本発明においても好適に用いることができる。
また、基材の端部において余分な膜の除去を行なう工程を行なってもよい。このような工程の例には、エッジビードリンス(EBR)、バックリンスなどが挙げられる。
また樹脂組成物を基材に塗布する前に基材を種々の溶剤を塗布し、基材の濡れ性を向上させた後に樹脂組成物を塗布するプリウェット工程を採用しても良い。
Specific examples of application methods include dip coating, air knife coating, curtain coating, wire bar coating, gravure coating, extrusion coating, spray coating, spin coating, slit coating, and inkjet coating. From the viewpoint of uniformity of film thickness, spin coating, slit coating, spray coating, or inkjet coating are more preferred, and from the viewpoint of uniformity of film thickness and productivity, spin coating and slit coating are preferred. By adjusting the solid content concentration of the resin composition and the coating conditions according to the method, a film of the desired thickness can be obtained. Furthermore, the coating method can be appropriately selected depending on the shape of the substrate; for circular substrates such as wafers, spin coating, spray coating, and inkjet coating are preferred, while for rectangular substrates, slit coating, spray coating, and inkjet coating are preferred. In the case of spin coating, for example, it can be applied at a rotation speed of 500 to 3,500 rpm for about 10 seconds to 3 minutes.
Alternatively, a method can be applied in which a coating film, which has been previously applied and formed on a temporary support using the above application method, is transferred onto a substrate.
Regarding the transfer method, the manufacturing methods described in paragraphs 0023, 0036-0051 of Japanese Patent Publication No. 2006-023696 and paragraphs 0096-0108 of Japanese Patent Publication No. 2006-047592 can be suitably used in the present invention as well.
Furthermore, a process to remove excess film from the edges of the substrate may be performed. Examples of such processes include edge bead rinsing (EBR) and back rinsing.
Alternatively, a pre-wetting process may be employed in which the substrate is coated with various solvents to improve its wettability before applying the resin composition to the substrate.
<乾燥工程>
上記膜は、膜形成工程(層形成工程)の後に、溶剤を除去するために形成された膜(層)を乾燥する工程(乾燥工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を乾燥する乾燥工程を含んでもよい。
また、上記乾燥工程は膜形成工程の後、露光工程の前に行われることが好ましい。
乾燥工程における膜の乾燥温度は50~150℃であることが好ましく、70℃~130℃がより好ましく、90℃~110℃が更に好ましい。また、減圧により乾燥を行っても良い。乾燥時間としては、30秒~20分が例示され、1分~10分が好ましく、2分~7分がより好ましい。
<Drying process>
The above film may be subjected to a drying step (a process in which the formed film (layer) is dried in order to remove the solvent after the film formation step (layer formation step).
In other words, the method for producing a cured product of the present invention may include a drying step of drying the film formed in the film formation step.
Furthermore, it is preferable that the above drying step be performed after the film formation step and before the exposure step.
The drying temperature of the film in the drying process is preferably 50 to 150°C, more preferably 70 to 130°C, and even more preferably 90 to 110°C. Drying may also be performed under reduced pressure. The drying time is exemplified as 30 seconds to 20 minutes, preferably 1 to 10 minutes, and more preferably 2 to 7 minutes.
<露光工程>
上記膜は、膜を選択的に露光する露光工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程を含んでもよい。
選択的に露光するとは、膜の一部を露光することを意味している。また、選択的に露光することにより、膜には露光された領域(露光部)と露光されていない領域(非露光部)が形成される。
露光量は、本発明の樹脂組成物を硬化できる限り特に定めるものではないが、例えば、波長365nmでの露光エネルギー換算で50~10,000mJ/cm2が好ましく、200~8,000mJ/cm2がより好ましい。
<Exposure Process>
The above film may be subjected to an exposure process in which the film is selectively exposed.
In other words, the method for producing a cured product of the present invention may include an exposure step of selectively exposing the film formed by the film formation step.
Selective exposure means exposing only a portion of a film. Selective exposure creates areas on the film that are exposed (exposed regions) and areas that are not exposed (unexposed regions).
The exposure amount is not particularly limited as long as it can cure the resin composition of the present invention, but for example, it is preferably 50 to 10,000 mJ/ cm² and more preferably 200 to 8,000 mJ/ cm² in terms of exposure energy at a wavelength of 365 nm.
露光波長は、190~1,000nmの範囲で適宜定めることができ、240~550nmが好ましい。The exposure wavelength can be appropriately determined within the range of 190 to 1,000 nm, with 240 to 550 nm being preferred.
露光波長は、光源との関係でいうと、(1)半導体レーザー(波長 830nm、532nm、488nm、405nm、375nm、355nm etc.)、(2)メタルハライドランプ、(3)高圧水銀灯、g線(波長 436nm)、h線(波長 405nm)、i線(波長 365nm)、ブロード(g,h,i線の3波長)、(4)エキシマレーザー、KrFエキシマレーザー(波長 248nm)、ArFエキシマレーザー(波長 193nm)、F2エキシマレーザー(波長 157nm)、(5)極端紫外線;EUV(波長 13.6nm)、(6)電子線、(7)YAGレーザーの第二高調波532nm、第三高調波355nm等が挙げられる。本発明の樹脂組成物については、特に高圧水銀灯による露光が好ましく、中でも、i線による露光が好ましい。これにより、特に高い露光感度が得られうる。
また、露光の方式は特に限定されず、本発明の樹脂組成物からなる膜の少なくとも一部が露光される方式であればよいが、フォトマスクを使用した露光、レーザーダイレクトイメージング法による露光等が挙げられる。
In relation to the light source, the exposure wavelengths include: (1) semiconductor lasers (wavelengths 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, 375 nm, 355 nm, etc.), (2) metal halide lamps, (3) high-pressure mercury lamps, g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), i-line (wavelength 365 nm), broad (three wavelengths: g, h, and i), (4) excimer lasers, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), (5) extreme ultraviolet; EUV (wavelength 13.6 nm), (6) electron beams, and (7) the second harmonic 532 nm and third harmonic 355 nm of YAG lasers. For the resin composition of the present invention, exposure with a high-pressure mercury lamp is particularly preferred, and among these, exposure with the i-line is preferred. This can result in particularly high exposure sensitivity.
Furthermore, the exposure method is not particularly limited, and any method in which at least a portion of the film made of the resin composition of the present invention is exposed is acceptable, but examples include exposure using a photomask and exposure by laser direct imaging.
<露光後加熱工程>
上記膜は、露光後に加熱する工程(露光後加熱工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を加熱する露光後加熱工程を含んでもよい。
露光後加熱工程は、露光工程後、現像工程前に行うことができる。
露光後加熱工程における加熱温度は、50℃~140℃であることが好ましく、60℃~120℃であることがより好ましい。
露光後加熱工程における加熱時間は、30秒間~300分間が好ましく、1分間~10分間がより好ましい。
露光後加熱工程における昇温速度は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分が好ましく、2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。
また、昇温速度は加熱途中で適宜変更してもよい。
露光後加熱工程における加熱手段としては、特に限定されず、公知のホットプレート、オーブン、赤外線ヒーター等を用いることができる。
また、加熱に際し、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことも好ましい。
<Post-exposure heating process>
The above film may be subjected to a heating step after exposure (post-exposure heating step).
In other words, the method for producing a cured product of the present invention may include a post-exposure heating step in which the film exposed by the exposure step is heated.
The post-exposure heating step can be performed after the exposure step and before the development step.
The heating temperature in the post-exposure heating step is preferably 50°C to 140°C, and more preferably 60°C to 120°C.
The heating time in the post-exposure heating step is preferably 30 seconds to 300 minutes, and more preferably 1 minute to 10 minutes.
The heating rate in the post-exposure heating process is preferably 1 to 12°C/min from the initial heating temperature to the maximum heating temperature, more preferably 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min.
Furthermore, the heating rate may be changed as needed during the heating process.
The heating means in the post-exposure heating process is not particularly limited, and known hot plates, ovens, infrared heaters, etc., can be used.
Furthermore, it is preferable to carry out the heating process in a low-oxygen atmosphere by flowing inert gases such as nitrogen, helium, or argon through the system.
<現像工程>
露光後の上記膜は、現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含んでもよい。 現像を行うことにより、膜の露光部及び非露光部のうち一方が除去され、パターンが形成される。
ここで、膜の非露光部が現像工程により除去される現像をネガ型現像といい、膜の露光部が現像工程により除去される現像をポジ型現像という。
<Developing process>
The film after exposure may be subjected to a developing process in which it is developed using a developing solution to form a pattern.
In other words, the method for producing a cured product of the present invention may include a developing step in which the film exposed in the exposure step is developed using a developer to form a pattern. By developing, one of the exposed and unexposed parts of the film is removed, and a pattern is formed.
Here, development in which the unexposed parts of the film are removed by the development process is called negative development, and development in which the exposed parts of the film are removed by the development process is called positive development.
〔現像液〕
現像工程において用いられる現像液としては、アルカリ水溶液、又は、有機溶剤を含む現像液が挙げられる。
[Developer]
Examples of developing solutions used in the developing process include alkaline aqueous solutions or developing solutions containing organic solvents.
現像液がアルカリ水溶液である場合、アルカリ水溶液が含みうる塩基性化合物としては、無機アルカリ類、第一級アミン類、第二級アミン類、第三級アミン類、第四級アンモニウム塩が挙げられ、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウムヒドロキシド)、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n-プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ-n-ブチルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドドキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、エチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ブチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリアミルアンモニウムヒドロキシド、ジブチルジペンチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルビス(2-ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルベンジルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジンが好ましく、より好ましくはTMAHである。現像液における塩基性化合物の含有量は、例えばTMAHを用いる場合、現像液全質量中0.01~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましく、0.3~3質量%が更に好ましい。When the developing solution is an alkaline aqueous solution, the basic compounds that the alkaline aqueous solution may contain include inorganic alkalis, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts. TMAH (tetramethylammonium hydroxide), potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-butylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyltrimethylammonium hydroxide, butyltrimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, dimethylbis(2-hydroxyethyl)ammonium hydroxide, trimethylphenylammonium hydroxide, trimethylbenzylammonium hydroxide, triethylbenzylammonium hydroxide, pyrrole, and piperidine are preferred, and TMAH is more preferred. The content of basic compounds in the developer is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and even more preferably 0.3 to 3% by mass, when TMAH is used, based on the total mass of the developer.
現像液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例:アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドン等、並びに、環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類、スルホキシド類としてジメチルスルホキシド、並びに、アルコール類として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルイソブチルカルビノール、トリエチレングリコール等、並びに、アミド類として、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が好適に挙げられる。When the developer contains an organic solvent, the organic solvent is an ester, such as ethyl acetate, n-butyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, δ-valerolactone, alkyloxyacetates (e.g., methyl alkyloxyacetate, alkyloxyethyl acetate, alkyloxybutyl acetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyethyl acetate, etc.)), alkyl esters of 3-alkyloxypropionates (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., 3-methoxypropionate) Methyl methyl phosphate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), alkyl esters of 2-alkyloxypropionates (e.g., methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), methyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), pyruvic acid Methyl, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, etc., and as ethers, for example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl Suitable examples include propyl ether acetates, ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, and N-methyl-2-pyrrolidone, cyclic hydrocarbons such as toluene, xylene, anisole, and other aromatic hydrocarbons, cyclic terpenes such as limonene, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, octanol, diethylene glycol, propylene glycol, methyl isobutylcarbinol, and triethylene glycol, and amides such as N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and dimethylformamide.
現像液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は1種又は、2種以上を混合して使用することができる。本発明では特にシクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、及び、シクロヘキサノンよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む現像液が好ましく、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン及びジメチルスルホキシドよりなる群から選ばれた少なくとも1種を含む現像液がより好ましく、シクロペンタノンを含む現像液が最も好ましい。When the developer contains an organic solvent, one or more organic solvents can be used in mixture form. In the present invention, a developer containing at least one selected from the group consisting of cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, and cyclohexanone is particularly preferred, a developer containing at least one selected from the group consisting of cyclopentanone, γ-butyrolactone, and dimethyl sulfoxide is more preferred, and a developer containing cyclopentanone is most preferred.
現像液が有機溶剤を含む場合、現像液の全質量に対する有機溶剤の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。また、上記含有量は、100質量%であってもよい。When the developer contains an organic solvent, the content of the organic solvent relative to the total mass of the developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. The above content may also be 100% by mass.
現像液は、他の成分を更に含んでもよい。
他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
The developing solution may contain other components as well.
Other components include, for example, known surfactants and known defoaming agents.
〔現像液の供給方法〕
現像液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、膜が形成された基材を現像液に浸漬する方法、基材上に形成された膜にノズルを用いて現像液を供給するパドル現像、または、現像液を連続供給する方法がある。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
現像液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、現像液をストレートノズルで供給する方法、又はスプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部への現像液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。
また、現像液をストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去し、スピン乾燥後に再度ストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去する工程を採用してもよく、この工程を複数回繰り返しても良い。
また現像工程における現像液の供給方法としては、現像液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上で現像液が略静止状態で保たれる工程、基材上で現像液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが採用可能である。
[Method of supplying developing solution]
There are no particular restrictions on the method of supplying the developer, as long as the desired pattern can be formed. These methods include immersing the substrate on which the film has been formed in the developer, paddle development where the developer is supplied to the film formed on the substrate using a nozzle, or a method of continuously supplying the developer. There are no particular restrictions on the type of nozzle, and examples include straight nozzles, shower nozzles, and spray nozzles.
From the viewpoint of developer penetration, removal of non-image areas, and manufacturing efficiency, a method of supplying the developer with a straight nozzle or a method of continuously supplying it with a spray nozzle is preferred, and from the viewpoint of developer penetration into the image area, the method of supplying with a spray nozzle is more preferred.
Alternatively, the process may involve continuously supplying the developer solution through a straight nozzle, spinning the substrate to remove the developer solution from the substrate, spin-drying, and then continuously supplying the developer solution again through a straight nozzle, spinning the substrate to remove the developer solution from the substrate. This process may be repeated multiple times.
Furthermore, possible methods for supplying the developer during the developing process include a process in which the developer is continuously supplied to the substrate, a process in which the developer is kept in a nearly stationary state on the substrate, a process in which the developer is vibrated on the substrate using ultrasound or the like, and a process that combines these methods.
現像時間としては、10秒~10分間が好ましく、20秒~5分間がより好ましい。現像時の現像液の温度は、特に定めるものではないが、好ましくは、10~45℃、より好ましくは、18℃~30℃で行うことができる。The development time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 20 seconds to 5 minutes. The temperature of the developer solution during development is not particularly specified, but is preferably 10 to 45°C, more preferably 18 to 30°C.
現像工程において、現像液を用いた処理の後、更に、リンス液によるパターンの洗浄(リンス)を行ってもよい。また、パターン上に接する現像液が乾燥しきらないうちにリンス液を供給するなどの方法を採用しても良い。In the development process, after processing with the developer solution, the pattern may be further washed (rinsed) with a rinsing solution. Alternatively, methods such as supplying the rinsing solution before the developer solution in contact with the pattern completely dries may be employed.
〔リンス液〕
現像液がアルカリ水溶液である場合、リンス液としては、例えば水を用いることができる。現像液が有機溶剤を含む現像液である場合、リンス液としては、例えば、現像液に含まれる溶剤とは異なる溶剤(例えば、水、現像液に含まれる有機溶剤とは異なる有機溶剤)を用いることができる。
[Rinsing solution]
If the developer is an alkaline aqueous solution, water can be used as the rinsing solution. If the developer contains an organic solvent, a solvent different from the solvent contained in the developer (for example, water, or an organic solvent different from the organic solvent contained in the developer) can be used as the rinsing solution.
リンス液が有機溶剤を含む場合の有機溶剤としては、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例:アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチル及び2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、並びに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、並びに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドン等、並びに、環状炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール等の芳香族炭化水素類、リモネン等の環式テルペン類、スルホキシド類としてジメチルスルホキシド、並びに、アルコール類として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルイソブチルカルビノール、トリエチレングリコール等、並びに、アミド類として、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が好適に挙げられる。When the rinse solution contains an organic solvent, the organic solvent can be an ester such as ethyl acetate, n-butyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, δ-valerolactone, alkyloxyacetates (e.g., methyl alkyloxyacetate, alkyloxyethyl acetate, alkyloxybutyl acetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyethyl acetate, etc.)), alkyl esters of 3-alkyloxypropionates (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., 3-methoxypropyl Methyl propyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), alkyl esters of alkyloxypropionates (e.g., methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), methyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), propyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), Methyl phosphate, ethyl pyruvate, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, etc., and as ethers, for example, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol mono Suitable examples include propyl ether acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, and N-methyl-2-pyrrolidone, cyclic hydrocarbons such as toluene, xylene, anisole, and other aromatic hydrocarbons, cyclic terpenes such as limonene, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, octanol, diethylene glycol, propylene glycol, methyl isobutylcarbinol, and triethylene glycol, and amides such as N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and dimethylformamide.
リンス液が有機溶剤を含む場合、有機溶剤は1種又は、2種以上を混合して使用することができる。本発明では特にシクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、シクロヘキサノン、PGMEA、PGMEが好ましく、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、PGMEA、PGMEがより好ましく、シクロヘキサノン、PGMEAがさらに好ましい。If the rinsing solution contains an organic solvent, one or more organic solvents may be used in mixture form. In this invention, cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, PGMEA, and PGME are particularly preferred, cyclopentanone, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, PGMEA, and PGME are more preferred, and cyclohexanone and PGMEA are even more preferred.
リンス液が有機溶剤を含む場合、リンス液は、50質量%以上が有機溶剤であることが好ましく、70質量%以上が有機溶剤であることがより好ましく、90質量%以上が有機溶剤であることが更に好ましい。また、リンス液は、100質量%が有機溶剤であってもよい。When the rinsing solution contains an organic solvent, it is preferable that the rinsing solution contains 50% or more by mass of the organic solvent, more preferably 70% or more by mass, and even more preferably 90% or more by mass. Alternatively, the rinsing solution may contain 100% by mass of the organic solvent.
リンス液は、他の成分を更に含んでもよい。
他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
The rinse solution may contain other ingredients as well.
Other components include, for example, known surfactants and known defoaming agents.
〔リンス液の供給方法〕
リンス液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、基材をリンス液に浸漬する方法、基材上に液盛りにより供給する方法、基材にリンス液をシャワーで供給する方法、基材上にストレートノズル等の手段によりリンス液を連続供給する方法がある。
リンス液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、リンス液をシャワーノズル、ストレートノズル、スプレーノズルなどで供給する方法があり、スプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部へのリンス液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
すなわち、リンス工程は、リンス液を上記露光後の膜に対してストレートノズルにより供給、又は、連続供給する工程であることが好ましく、リンス液をスプレーノズルにより供給する工程であることがより好ましい。
またリンス工程におけるリンス液の供給方法としては、リンス液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上でリンス液が略静止状態で保たれる工程、基材上でリンス液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが採用可能である。
[Method of supplying rinse solution]
There are no particular restrictions on the method of supplying the rinse solution, as long as a desired pattern can be formed. These methods include immersing the substrate in the rinse solution, supplying the solution by pouring it onto the substrate, supplying the rinse solution to the substrate with a shower, and continuously supplying the rinse solution to the substrate using means such as a straight nozzle.
From the viewpoint of the penetration of the rinse solution, the removal of non-image areas, and manufacturing efficiency, there are methods for supplying the rinse solution using shower nozzles, straight nozzles, spray nozzles, etc. A method of continuous supply using a spray nozzle is preferred, and from the viewpoint of the penetration of the rinse solution into the image area, the method of supplying with a spray nozzle is more preferred. There are no particular restrictions on the type of nozzle, and examples include straight nozzles, shower nozzles, spray nozzles, etc.
In other words, the rinsing step is preferably a step of supplying the rinsing solution to the exposed film using a straight nozzle or a continuous supply step, and more preferably a step of supplying the rinsing solution using a spray nozzle.
Furthermore, possible methods for supplying the rinsing solution in the rinsing process include a process in which the rinsing solution is continuously supplied to the substrate, a process in which the rinsing solution is kept in a nearly stationary state on the substrate, a process in which the rinsing solution is vibrated on the substrate using ultrasound or the like, and a process that combines these methods.
リンス時間としては、10秒~10分間が好ましく、20秒~5分間がより好ましい。リンス時のリンス液の温度は、特に定めるものではないが、好ましくは、10~45℃、より好ましくは、18℃~30℃で行うことができる。The rinsing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, and more preferably 20 seconds to 5 minutes. The temperature of the rinsing solution during rinsing is not particularly specified, but is preferably 10 to 45°C, and more preferably 18 to 30°C.
<加熱工程>
現像工程により得られたパターン(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記現像により得られたパターンを加熱する加熱工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程を含んでもよい。
また、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程を行わずに他の方法で得られたパターン、又は、膜形成工程により得られた膜を加熱する加熱工程を含んでもよい。
加熱工程において、ポリイミド前駆体等の樹脂は環化してポリイミド等の樹脂となる。
また、特定樹脂、又は特定樹脂以外の架橋剤における未反応の架橋性基の架橋なども進行する。
加熱工程における加熱温度(最高加熱温度)としては、50~450℃が好ましく、150~350℃がより好ましく、150~250℃が更に好ましく、160~250℃が一層好ましく、160~230℃が特に好ましい。
<Heating process>
The pattern obtained by the developing process (or the pattern after rinsing, if a rinsing process is performed) may be subjected to a heating process in which the pattern obtained by the developing process is heated.
In other words, the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step of heating the pattern obtained in the developing step.
Furthermore, the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step of heating a pattern obtained by another method without performing a developing step, or a film obtained by a film formation step.
During the heating process, resins such as polyimide precursors undergo cyclization to become resins such as polyimide.
Furthermore, crosslinking of unreacted crosslinkable groups in specific resins or other crosslinking agents also proceeds.
The heating temperature (maximum heating temperature) in the heating process is preferably 50 to 450°C, more preferably 150 to 350°C, even more preferably 150 to 250°C, even more preferably 160 to 250°C, and particularly preferably 160 to 230°C.
加熱工程は、加熱により、上記塩基発生剤から発生した塩基等の作用により、上記パターン内で上記ポリイミド前駆体の環化反応を促進する工程であることが好ましい。The heating step is preferably a step in which the heating promotes the cyclization reaction of the polyimide precursor within the pattern by the action of bases generated from the base generating agent.
加熱工程における加熱は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分の昇温速度で行うことが好ましい。上記昇温速度は2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。昇温速度を1℃/分以上とすることにより、生産性を確保しつつ、酸又は溶剤の過剰な揮発を防止することができ、昇温速度を12℃/分以下とすることにより、硬化物の残存応力を緩和することができる。
加えて、急速加熱可能なオーブンの場合、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~8℃/秒の昇温速度で行うことが好ましく、2~7℃/秒がより好ましく、3~6℃/秒が更に好ましい。
In the heating process, heating is preferably carried out at a heating rate of 1 to 12°C/min from the initial heating temperature to the maximum heating temperature. More preferably, the heating rate is 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min. By setting the heating rate to 1°C/min or more, it is possible to prevent excessive volatilization of acid or solvent while ensuring productivity, and by setting the heating rate to 12°C/min or less, it is possible to alleviate residual stress in the cured product.
In addition, in the case of an oven capable of rapid heating, it is preferable to raise the temperature from the initial temperature to the maximum heating temperature at a rate of 1 to 8°C/second, more preferably 2 to 7°C/second, and even more preferably 3 to 6°C/second.
加熱開始時の温度は、20℃~150℃が好ましく、20℃~130℃がより好ましく、25℃~120℃が更に好ましい。加熱開始時の温度は、最高加熱温度まで加熱する工程を開始する際の温度のことをいう。例えば、本発明の樹脂組成物を基材の上に適用した後、乾燥させる場合、この乾燥後の膜(層)の温度であり、例えば、本発明の樹脂組成物に含まれる溶剤の沸点よりも、30~200℃低い温度から昇温させることが好ましい。The starting temperature for heating is preferably 20°C to 150°C, more preferably 20°C to 130°C, and even more preferably 25°C to 120°C. The starting temperature for heating refers to the temperature at which the process of heating to the maximum heating temperature is initiated. For example, when the resin composition of the present invention is applied to a substrate and then dried, this is the temperature of the film (layer) after drying. For example, it is preferable to start the heating process from a temperature 30 to 200°C lower than the boiling point of the solvent contained in the resin composition of the present invention.
加熱時間(最高加熱温度での加熱時間)は、5~360分であることが好ましく、10~300分であることがより好ましく、15~240分であることが更に好ましい。The heating time (heating time at the maximum heating temperature) is preferably 5 to 360 minutes, more preferably 10 to 300 minutes, and even more preferably 15 to 240 minutes.
特に多層の積層体を形成する場合、層間の密着性の観点から、加熱温度は30℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることが更に好ましく、120℃以上であることが特に好ましい。
上記加熱温度の上限は、350℃以下であることが好ましく、250℃以下であることがより好ましく、240℃以下であることが更に好ましい。
In particular, when forming a multilayer laminate, from the viewpoint of interlayer adhesion, the heating temperature is preferably 30°C or higher, more preferably 80°C or higher, even more preferably 100°C or higher, and particularly preferably 120°C or higher.
The upper limit of the heating temperature is preferably 350°C or less, more preferably 250°C or less, and even more preferably 240°C or less.
加熱は段階的に行ってもよい。例として、25℃から120℃まで3℃/分で昇温し、120℃にて60分保持し、120℃から180℃まで2℃/分で昇温し、180℃にて120分保持する、といった工程を行ってもよい。また、米国特許第9159547号明細書に記載のように紫外線を照射しながら処理することも好ましい。このような前処理工程により膜の特性を向上させることが可能である。前処理工程は10秒間~2時間程度の短い時間で行うとよく、15秒~30分間がより好ましい。前処理は2段階以上のステップとしてもよく、例えば100~150℃の範囲で1段階目の前処理工程を行い、その後に150~200℃の範囲で2段階目の前処理工程を行ってもよい。
更に、加熱後冷却してもよく、この場合の冷却速度としては、1~5℃/分であることが好ましい。
Heating may be carried out in stages. For example, the process may involve raising the temperature from 25°C to 120°C at a rate of 3°C/min, holding at 120°C for 60 minutes, raising the temperature from 120°C to 180°C at a rate of 2°C/min, and holding at 180°C for 120 minutes. It is also preferable to treat while irradiating with ultraviolet light, as described in U.S. Patent No. 9,159,547. Such pretreatment steps can improve the properties of the film. The pretreatment step is best carried out for a short time, from about 10 seconds to 2 hours, with 15 seconds to 30 minutes being more preferable. The pretreatment may consist of two or more steps; for example, the first pretreatment step may be performed in the range of 100 to 150°C, followed by the second pretreatment step in the range of 150 to 200°C.
Furthermore, the mixture may be cooled after heating, and in this case, the cooling rate is preferably 1 to 5°C/minute.
加熱工程は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す、減圧下で行う等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことが特定樹脂の分解を防ぐ点で好ましい。酸素濃度は、50ppm(体積比)以下が好ましく、20ppm(体積比)以下がより好ましい。
加熱工程における加熱手段としては、特に限定されないが、例えばホットプレート、赤外炉、電熱式オーブン、熱風式オーブン、赤外線オーブンなどが挙げられる。
The heating process is preferably carried out in a low-oxygen atmosphere by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or under reduced pressure, in order to prevent the decomposition of specific resins. The oxygen concentration is preferably 50 ppm (by volume) or less, and more preferably 20 ppm (by volume) or less.
The heating means in the heating process are not particularly limited, but examples include hot plates, infrared furnaces, electric ovens, hot air ovens, and infrared ovens.
<現像後露光工程>
現像工程により得られた(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記加熱工程に代えて、又は、上記加熱工程に加えて、現像工程後のパターンを露光する現像後露光工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程を含んでもよい。本発明の硬化物の製造方法は、加熱工程及び現像後露光工程を含んでもよいし、加熱工程及び現像後露光工程の一方のみを含んでもよい。
現像後露光工程においては、例えば、光塩基発生剤の感光によってポリイミド前駆体等の環化が進行する反応や、光酸発生剤の感光によって酸分解性基の脱離が進行する反応などを促進することができる。
現像後露光工程においては、現像工程において得られたパターンの少なくとも一部が露光されればよいが、上記パターンの全部が露光されることが好ましい。
現像後露光工程における露光量は、感光性化合物が感度を有する波長における露光エネルギー換算で、50~20,000mJ/cm2であることが好ましく、100~15,000mJ/cm2であることがより好ましい。
現像後露光工程は、例えば、上述の露光工程における光源を用いて行うことができ、ブロードバンド光を用いることが好ましい。
<Post-development exposure process>
The pattern obtained by the development process (or the pattern after rinsing, if a rinsing process is performed) may be subjected to a post-development exposure process in which the pattern after the development process is exposed, either in place of the heating process or in addition to the heating process.
In other words, the method for producing a cured product of the present invention may include a post-development exposure step in which the pattern obtained in the development step is exposed to light. The method for producing a cured product of the present invention may include a heating step and a post-development exposure step, or it may include only one of the heating step and the post-development exposure step.
In the post-development exposure process, for example, reactions such as the cyclization of polyimide precursors, etc., by exposure to a photobase generator, and the elimination of acid-degradable groups by exposure to a photoacid generator can be accelerated.
In the post-development exposure step, it is sufficient for at least a portion of the pattern obtained in the development step to be exposed, but it is preferable for the entire pattern to be exposed.
The exposure amount in the post-development exposure step is preferably 50 to 20,000 mJ/ cm² , and more preferably 100 to 15,000 mJ/ cm² , in terms of exposure energy at the wavelength to which the photosensitive compound is sensitive.
The post-development exposure step can be performed, for example, using the light source from the exposure step described above, and it is preferable to use broadband light.
<金属層形成工程>
現像工程により得られたパターン(加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方に供されたものが好ましい)は、パターン上に金属層を形成する金属層形成工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターン(加熱工程及び現像後露光工程少なくとも一方に供されたものが好ましい)上に金属層を形成する金属層形成工程を含むことが好ましい。
<Metal layer formation process>
The pattern obtained by the development process (preferably one that has been subjected to at least one of the heating process and the post-development exposure process) may be subjected to a metal layer formation process in which a metal layer is formed on the pattern.
In other words, the method for producing a cured product of the present invention preferably includes a metal layer formation step in which a metal layer is formed on a pattern obtained by a developing step (preferably one that has been subjected to a heating step and at least one of a post-development exposure step).
金属層としては、特に限定なく、既存の金属種を使用することができ、銅、アルミニウム、ニッケル、バナジウム、チタン、クロム、コバルト、金、タングステン、錫、銀及びこれらの金属を含む合金が例示され、銅及びアルミニウムがより好ましく、銅が更に好ましい。The metal layer is not particularly limited, and existing metal species can be used. Examples include copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold, tungsten, tin, silver, and alloys containing these metals. Copper and aluminum are more preferred, and copper is even more preferred.
金属層の形成方法は、特に限定なく、既存の方法を適用することができる。例えば、特開2007-157879号公報、特表2001-521288号公報、特開2004-214501号公報、特開2004-101850号公報、米国特許第7888181B2、米国特許第9177926B2に記載された方法を使用することができる。例えば、フォトリソグラフィ、PVD(物理蒸着法)、CVD(化学気相成長法)、リフトオフ、電解めっき、無電解めっき、エッチング、印刷、及びこれらを組み合わせた方法などが考えられる。より具体的には、スパッタリング、フォトリソグラフィ及びエッチングを組み合わせたパターニング方法、フォトリソグラフィと電解めっきを組み合わせたパターニング方法が挙げられる。めっきの好ましい態様としては、硫酸銅やシアン化銅めっき液を用いた電解めっきが挙げられる。The method for forming the metal layer is not particularly limited, and existing methods can be applied. For example, methods described in Japanese Patent Publication No. 2007-157879, Japanese Patent Publication No. 2001-521288, Japanese Patent Publication No. 2004-214501, Japanese Patent Publication No. 2004-101850, U.S. Patent No. 7888181B2, and U.S. Patent No. 9177926B2 can be used. For example, photolithography, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), lift-off, electroplating, electroless plating, etching, printing, and methods combining these can be considered. More specifically, patterning methods combining sputtering, photolithography and etching, and patterning methods combining photolithography and electroplating can be mentioned. Preferred embodiments of plating include electroplating using copper sulfate or copper cyanide plating solutions.
金属層の厚さとしては、最も厚肉の部分で、0.01~50μmが好ましく、1~10μmがより好ましい。The thickness of the metal layer is preferably 0.01 to 50 μm at the thickest part, and more preferably 1 to 10 μm.
<用途>
本発明の硬化物の製造方法、又は、本発明の硬化物の適用可能な分野としては、電子デバイスの絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、ストレスバッファ膜などが挙げられる。そのほか、封止フィルム、基板材料(フレキシブルプリント基板のベースフィルムやカバーレイ、層間絶縁膜)、又は上記のような実装用途の絶縁膜をエッチングでパターン形成することなどが挙げられる。これらの用途については、例えば、サイエンス&テクノロジー(株)「ポリイミドの高機能化と応用技術」2008年4月、柿本雅明/監修、CMCテクニカルライブラリー「ポリイミド材料の基礎と開発」2011年11月発行、日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会/編「最新ポリイミド 基礎と応用」エヌ・ティー・エス,2010年8月等を参照することができる。
<Application>
Examples of applications for the cured product of the present invention include insulating films for electronic devices, interlayer insulating films for redistribution layers, and stress buffer films. Other applications include etching patterns onto sealing films, substrate materials (base films, coverlays, and interlayer insulating films for flexible printed circuit boards), or insulating films for the above-mentioned mounting applications. For more information on these applications, please refer to, for example, Science & Technology Co., Ltd., "High-Performance Polyimide Materials and Application Technologies," April 2008, supervised by Masaaki Kakimoto; CMC Technical Library, "Fundamentals and Development of Polyimide Materials," November 2011; and the Japan Polyimide and Aromatic Polymer Research Association, ed., "Latest Polyimides: Fundamentals and Applications," NTS, August 2010.
また、本発明の硬化物の製造方法、又は、本発明の硬化物は、オフセット版面又はスクリーン版面などの版面の製造、成形部品のエッチングへの使用、エレクトロニクス、特に、マイクロエレクトロニクスにおける保護ラッカー及び誘電層の製造などにも用いることもできる。Furthermore, the method for manufacturing the cured product of the present invention, or the cured product of the present invention, can also be used in the manufacture of printing plates such as offset plates or screen printing plates, for etching molded parts, and for the manufacture of protective lacquers and dielectric layers in electronics, particularly microelectronics.
(積層体、及び、積層体の製造方法)
本発明の積層体とは、本発明の硬化物からなる層を複数層有する構造体をいう。
本発明の積層体は、硬化物からなる層を2層以上含む積層体であり、3層以上積層した積層体としてもよい。
上記積層体に含まれる2層以上の上記硬化物からなる層のうち、少なくとも1つが本発明の硬化物からなる層であり、硬化物の収縮、又は、上記収縮に伴う硬化物の変形等を抑制する観点からは、上記積層体に含まれる全ての硬化物からなる層が本発明の硬化物からなる層であることも好ましい。
(Laminate and method for manufacturing the laminate)
The laminate of the present invention refers to a structure having multiple layers made of the cured product of the present invention.
The laminate of the present invention is a laminate comprising two or more layers made of a cured material, and may be a laminate comprising three or more layers.
Of the two or more layers of the cured material contained in the laminate, at least one is made of the cured material of the present invention. From the viewpoint of suppressing shrinkage of the cured material or deformation of the cured material due to such shrinkage, it is also preferable that all layers of the cured material contained in the laminate are made of the cured material of the present invention.
すなわち、本発明の積層体の製造方法は、本発明の硬化物の製造方法を含むことが好ましく、本発明の硬化物の製造方法を複数回繰り返すことを含むことがより好ましい。In other words, the method for manufacturing the laminate of the present invention preferably includes a method for manufacturing the cured product of the present invention, and more preferably includes repeating the method for manufacturing the cured product of the present invention multiple times.
本発明の積層体は、硬化物からなる層を2層以上含み、上記硬化物からなる層同士のいずれかの間に金属層を含む態様が好ましい。上記金属層は、上記金属層形成工程により形成されることが好ましい。
すなわち、本発明の積層体の製造方法は、複数回行われる硬化物の製造方法の間に、硬化物からなる層上に金属層を形成する金属層形成工程を更に含むことが好ましい。金属層形成工程の好ましい態様は上述の通りである。
上記積層体としては、例えば、第一の硬化物からなる層、金属層、第二の硬化物からなる層の3つの層がこの順に積層された層構造を少なくとも含む積層体が好ましいものとして挙げられる。
上記第一の硬化物からなる層及び上記第二の硬化物からなる層は、いずれも本発明の硬化物からなる層であることが好ましい。上記第一の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物と、上記第二の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物とは、組成が同一の組成物であってもよいし、組成が異なる組成物であってもよい。本発明の積層体における金属層は、再配線層などの金属配線として好ましく用いられる。
The laminate of the present invention preferably comprises two or more layers made of a cured material, with a metal layer included between any of the layers made of the cured material. The metal layer is preferably formed by the metal layer formation process described above.
In other words, the method for manufacturing a laminate of the present invention preferably further includes a metal layer formation step in which a metal layer is formed on a layer made of a cured product during multiple processes for manufacturing a cured product. Preferred embodiments of the metal layer formation step are as described above.
As an example of the above-mentioned laminate, a preferred laminate is one that includes at least three layers in which a layer made of a first cured material, a metal layer, and a layer made of a second cured material are laminated in this order.
Preferably, both the layer made of the first cured product and the layer made of the second cured product are layers made of the cured product of the present invention. The resin composition of the present invention used to form the layer made of the first cured product and the resin composition of the present invention used to form the layer made of the second cured product may be compositions with the same composition or compositions with different compositions. The metal layer in the laminate of the present invention is preferably used as metal wiring such as a redistribution layer.
<積層工程>
本発明の積層体の製造方法は、積層工程を含むことが好ましい。
積層工程とは、パターン(樹脂層)又は金属層の表面に、再度、(a)膜形成工程(層形成工程)、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方を、この順に行うことを含む一連の工程である。ただし、(a)の膜形成工程および(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方を繰り返す態様であってもよい。また、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方の後には(e)金属層形成工程を含んでもよい。積層工程には、更に、上記乾燥工程等を適宜含んでいてもよいことは言うまでもない。
<Lamination process>
The method for manufacturing the laminate of the present invention preferably includes a lamination step.
The lamination process is a series of steps that include performing, in this order, at least one of the following on the surface of a pattern (resin layer) or metal layer: (a) film formation step (layer formation step), (b) exposure step, (c) development step, (d) heating step, and post-development exposure step. However, the film formation step in (a) and at least one of the heating step and post-development exposure step in (d) may be repeated. Furthermore, a metal layer formation step in (e) may be included after at least one of the heating step and post-development exposure step. Needless to say, the lamination process may also include the above-mentioned drying step, etc., as appropriate.
積層工程後、更に積層工程を行う場合には、上記露光工程後、上記加熱工程の後、又は、上記金属層形成工程後に、更に、表面活性化処理工程を行ってもよい。表面活性化処理としては、プラズマ処理が例示される。表面活性化処理の詳細については後述する。If further lamination is performed after the lamination process, a surface activation treatment step may be performed after the exposure process, the heating process, or the metal layer formation process. Plasma treatment is an example of a surface activation treatment. Details of the surface activation treatment will be described later.
上記積層工程は、2~20回行うことが好ましく、2~9回行うことがより好ましい。
例えば、樹脂層/金属層/樹脂層/金属層/樹脂層/金属層のように、樹脂層を2層以上20層以下とする構成が好ましく、2層以上9層以下とする構成が更に好ましい。
上記各層はそれぞれ、組成、形状、膜厚等が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
The above lamination process is preferably performed 2 to 20 times, and more preferably 2 to 9 times.
For example, a configuration with two to twenty layers of resin, such as resin layer/metal layer/resin layer/metal layer/resin layer/metal layer, is preferred, and a configuration with two to nine layers is even more preferred.
Each of the above layers may or may not have the same composition, shape, film thickness, etc.
本発明では特に、金属層を設けた後、更に、上記金属層を覆うように、上記本発明の樹脂組成物の硬化物(樹脂層)を形成する態様が好ましい。具体的には、(a)膜形成工程、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方(e)金属層形成工程、の順序で繰り返す態様、又は、(a)膜形成工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方、(e)金属層形成工程の順序で繰り返す態様が挙げられる。本発明の樹脂組成物層(樹脂層)を積層する積層工程と、金属層形成工程を交互に行うことにより、本発明の樹脂組成物層(樹脂層)と金属層を交互に積層することができる。In the present invention, it is particularly preferable to form a cured product (resin layer) of the resin composition of the present invention so as to cover the metal layer after providing the metal layer. Specifically, examples include repeating the following steps in order: (a) film formation step, (b) exposure step, (c) development step, (d) heating step and at least one of the post-development exposure step, and (e) metal layer formation step, or repeating the following steps in order: (a) film formation step, (d) heating step and at least one of the post-development exposure step, and (e) metal layer formation step. By alternately performing the lamination step of stacking the resin composition layer (resin layer) of the present invention and the metal layer formation step, the resin composition layer (resin layer) and the metal layer of the present invention can be alternately stacked.
(表面活性化処理工程)
本発明の積層体の製造方法は、上記金属層および樹脂組成物層の少なくとも一部を表面活性化処理する、表面活性化処理工程を含むことが好ましい。
表面活性化処理工程は、通常、金属層形成工程の後に行うが、上記現像工程の後(好ましくは、加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方の後)、樹脂組成物層に表面活性化処理工程を行ってから、金属層形成工程を行ってもよい。
表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、露光後の樹脂組成物層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、金属層および露光後の樹脂組成物層の両方について、それぞれ、少なくとも一部に行ってもよい。表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部について行うことが好ましく、金属層のうち、表面に樹脂組成物層を形成する領域の一部または全部に表面活性化処理を行うことが好ましい。このように、金属層の表面に表面活性化処理を行うことにより、その表面に設けられる樹脂組成物層(膜)との密着性を向上させることができる。
また、表面活性化処理は、露光後の樹脂組成物層(樹脂層)の一部または全部についても行うことが好ましい。このように、樹脂組成物層の表面に表面活性化処理を行うことにより、表面活性化処理した表面に設けられる金属層や樹脂層との密着性を向上させることができる。特にネガ型現像を行う場合など、樹脂組成物層が硬化されている場合には、表面処理によるダメージを受けにくく、密着性が向上しやすい。
表面活性化処理としては、具体的には、各種原料ガス(酸素、水素、アルゴン、窒素、窒素/水素混合ガス、アルゴン/酸素混合ガスなど)のプラズマ処理、コロナ放電処理、CF4/O2、NF3/O2、SF6、NF3、NF3/O2によるエッチング処理、紫外線(UV)オゾン法による表面処理、塩酸水溶液に浸漬して酸化皮膜を除去した後にアミノ基とチオール基を少なくとも一種有する化合物を含む有機表面処理剤への浸漬処理、ブラシを用いた機械的な粗面化処理から選択され、プラズマ処理が好ましく、特に原料ガスに酸素を用いた酸素プラズマ処理が好ましい。コロナ放電処理の場合、エネルギーは、500~200,000J/m2が好ましく、1000~100,000J/m2がより好ましく、10,000~50,000J/m2が最も好ましい。
(Surface activation treatment process)
The manufacturing method of the laminate of the present invention preferably includes a surface activation treatment step of surface activating at least a portion of the above-mentioned metal layer and resin composition layer.
The surface activation treatment step is usually performed after the metal layer formation step, but the surface activation treatment step may be performed on the resin composition layer after the development step (preferably after at least one of the heating step and the post-development exposure step) before the metal layer formation step is performed.
The surface activation treatment may be performed on at least a portion of the metal layer, on at least a portion of the resin composition layer after exposure, or on at least a portion of both the metal layer and the resin composition layer after exposure. It is preferable to perform the surface activation treatment on at least a portion of the metal layer, and it is preferable to perform the surface activation treatment on a portion or all of the area on the surface of the metal layer where the resin composition layer is formed. By performing the surface activation treatment on the surface of the metal layer in this way, the adhesion with the resin composition layer (film) provided on that surface can be improved.
Furthermore, it is preferable to perform the surface activation treatment on part or all of the resin composition layer (resin layer) after exposure. By performing the surface activation treatment on the surface of the resin composition layer in this way, the adhesion between the surface-activated surface and the metal layer or resin layer can be improved. In particular, when the resin composition layer has hardened, such as when negative type development is performed, it is less susceptible to damage from the surface treatment and adhesion is easily improved.
Specifically, surface activation treatments can be selected from plasma treatment with various raw material gases (oxygen, hydrogen, argon, nitrogen, nitrogen/hydrogen mixed gas, argon/oxygen mixed gas, etc.), corona discharge treatment, etching treatment with CF₄ / O₂ , NF₃ / O₂ , SF₆ , NF₃ , NF₃ / O₂ , surface treatment using ultraviolet (UV) ozone method, immersion in an aqueous hydrochloric acid solution to remove the oxide film followed by immersion in an organic surface treatment agent containing at least one amino group and a thiol group, and mechanical roughening treatment using a brush. Plasma treatment is preferred, and oxygen plasma treatment using oxygen as the raw material gas is particularly preferred. In the case of corona discharge treatment, the energy is preferably 500 to 200,000 J/ m² , more preferably 1,000 to 100,000 J/ m² , and most preferably 10,000 to 50,000 J/ m² .
(半導体デバイスの製造方法)
本発明は、本発明の硬化物、又は、本発明の積層体を含む半導体デバイスも開示する。
本発明は、本発明の硬化物の製造方法、又は、本発明の積層体の製造方法を含む半導体デバイスの製造方法も開示する。本発明の樹脂組成物を再配線層用層間絶縁膜の形成に用いた半導体デバイスの具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0213~0218の記載及び図1の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
(Method of manufacturing semiconductor devices)
The present invention also discloses semiconductor devices comprising a cured product of the present invention or a laminate of the present invention.
The present invention also discloses a method for manufacturing a cured product of the present invention, or a method for manufacturing a semiconductor device including a method for manufacturing a laminate of the present invention. Specific examples of semiconductor devices in which the resin composition of the present invention is used to form an interlayer insulating film for a redistribution layer can be found in paragraphs 0213 to 0218 and Figure 1 of Japanese Patent Application Publication No. 2016-027357, the contents of which are incorporated herein by reference.
(化合物)
本発明の化合物は、下記式(2-1)で表される化合物である。
本発明の化合物は、上述の本発明の樹脂組成物において説明した式(2-1)で表される化合物と同義であり、好ましい態様も同様である。
(compound)
The compound of the present invention is a compound represented by the following formula (2-1).
The compound of the present invention is synonymous with the compound represented by formula (2-1) described in the resin composition of the present invention above, and the preferred embodiments are also the same.
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。「部」、「%」は特に述べない限り、質量基準である。The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The materials, amounts used, proportions, processing content, and processing procedures shown in the following examples can be modified as appropriate, as long as they do not depart from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below. Unless otherwise specified, "parts" and "%" are based on mass.
<環化樹脂の前駆体の製造方法>
〔合成例1:環化樹脂の前駆体(樹脂2)の合成〕
4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)23.48gとビスフタル酸二無水物 (BPDA)22.27gをセパラブルフラスコに入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)39.69gとテトラヒドロフラン136.83gを入れて室温(25℃)下で撹拌し、撹拌しながらピリジン24.66gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に室温まで放冷し、16時間放置した。
次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)62.46gをテトラヒドロフラン61.57gに溶解した溶液を撹拌しながら40分かけて反応混合物に加え、続いて4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)27.42gをテトラヒドロフラン119.73gに懸濁したものを撹拌しながら60分かけて加えた。更に室温で2時間撹拌した後、エチルアルコール7.17gを加えて1時間撹拌し、次に、テトラヒドロフラン136.83gを加えた。反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。
得られた反応液を716.21gのエチルアルコールに加えて粗ポリマーから成る沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、テトラヒドロフラン403.49gに溶解して粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を8470.26gの水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、真空乾燥して粉末状の樹脂2を80.3g得た。樹脂2の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は20,000であった。樹脂2の構造は、下記式(P-1)で表される構造であると推測される。
<Method for producing precursors of cyclized resins>
[Synthesis Example 1: Synthesis of a precursor (resin 2) of a cyclized resin]
23.48 g of 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride (ODPA) and 22.27 g of bisphthalic acid dianhydride (BPDA) were placed in a separable flask, 39.69 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 136.83 g of tetrahydrofuran were added, and the mixture was stirred at room temperature (25°C). While stirring, 24.66 g of pyridine was added to obtain the reaction mixture. After the exothermic reaction was complete, the mixture was allowed to cool to room temperature and left for 16 hours.
Next, under ice cooling, a solution of 62.46 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) dissolved in 61.57 g of tetrahydrofuran was added to the reaction mixture over 40 minutes with stirring. Subsequently, 27.42 g of 4,4'-diaminodiphenyl ether (DADPE) suspended in 119.73 g of tetrahydrofuran was added over 60 minutes with stirring. After further stirring at room temperature for 2 hours, 7.17 g of ethyl alcohol was added and stirred for 1 hour, and then 136.83 g of tetrahydrofuran was added. The precipitate formed in the reaction mixture was removed by filtration to obtain the reaction solution.
The resulting reaction solution was added to 716.21 g of ethyl alcohol to produce a precipitate consisting of crude polymer. The crude polymer was filtered off and dissolved in 403.49 g of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution. The obtained crude polymer solution was added dropwise to 8470.26 g of water to precipitate the polymer, and the resulting precipitate was filtered off and then vacuum dried to obtain 80.3 g of powdered resin 2. The molecular weight of resin 2 was measured by gel permeation chromatography (on a standard polystyrene basis), and the weight-average molecular weight (Mw) was found to be 20,000. The structure of resin 2 is presumed to be represented by the following formula (P-1).
〔合成例2:環化樹脂の前駆体(樹脂1)の合成〕
21.2gの4,4’-オキシジフタル酸無水物と、18.0gの2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、23.9gのピリジンと、250mLのジグリム(ダイグライム、ジエチレングリコールジメチルエーテル)とを混合し、60℃の温度で4時間撹拌して、4,4’-オキシジフタル酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートとのジエステルを合成した。次いで、反応混合物を-10℃に冷却し、温度を-10±5℃に保ちながら、17.0gの塩化チオニルを60分かけて加えた。50mLのN-メチルピロリドンで希釈した後、100mLのN-メチルピロリドンに12.6gの4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを溶解させた溶液を、-10±5℃で60分かけて反応混合物に滴下して、混合物を室温で2時間撹拌した。その後、エタノール10.0gを添加して室温で1時間撹拌した。
次いで、6000gの水を加えてポリイミド前駆体を沈殿させ、沈殿物(水-ポリイミド前駆体混合物)を15分間撹拌した。撹拌後の沈殿物(ポリイミド前駆体の固体)をろ取し、テトラヒドロフラン500gに溶解させた。得られた溶液に6000gの水(貧溶媒)を加えてポリイミド前駆体を沈殿させ、沈殿物(水-ポリイミド前駆体混合物)を15分間撹拌した。撹拌後の沈殿物(ポリイミド前駆体の固体)を再びろ過して減圧下で、45℃で3日間乾燥した。
乾燥後の粉体46.6gをテトラヒドロフラン419.6gに溶解させた後に、2.3gのトリエチルアミンを添加して室温で35分間撹拌した。その後、エタノール3000gを添加して、沈殿物をろ取した。得られた沈殿物をテトラヒドロフラン281.8gに溶解した。そこに水17.1gとイオン交換樹脂UP6040(AmberTec社製)46.6gを添加して、4時間撹拌した。その後、イオン交換樹脂をろ過で取り除き、得られたポリマー溶液をヘプタン4500gと酢酸エチル500gの混合溶液に加えて沈殿物を得た。沈殿物をろ取し、減圧下45℃で24時間乾燥させることで、樹脂1を45.1g得た。
樹脂1の構造は、下記式(P-2)で表される構造であると推測される。樹脂1の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は20,000であった。また、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルの当量を適宜調整することにより、Mwが10,000である樹脂1、Mwが30,000である樹脂1についてもそれぞれ合成した。
[Synthesis Example 2: Synthesis of a Precursor for Cyclic Resin (Resin 1)]
21.2 g of 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 18.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 23.9 g of pyridine, and 250 mL of diglyclyme (diethylene glycol dimethyl ether) were mixed and stirred at 60°C for 4 hours to synthesize a diester of 4,4'-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. The reaction mixture was then cooled to -10°C, and while maintaining the temperature at -10±5°C, 17.0 g of thionyl chloride was added over 60 minutes. After dilution with 50 mL of N-methylpyrrolidone, a solution of 12.6 g of 4,4'-diaminodiphenyl ether dissolved in 100 mL of N-methylpyrrolidone was added dropwise to the reaction mixture over 60 minutes at -10±5°C, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, 10.0 g of ethanol was added and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour.
Next, 6000 g of water was added to precipitate the polyimide precursor, and the precipitate (water-polyimide precursor mixture) was stirred for 15 minutes. The precipitate (solid polyimide precursor) after stirring was filtered and dissolved in 500 g of tetrahydrofuran. 6000 g of water (poor solvent) was added to the resulting solution to precipitate the polyimide precursor, and the precipitate (water-polyimide precursor mixture) was stirred for 15 minutes. The precipitate (solid polyimide precursor) after stirring was filtered again and dried under reduced pressure at 45°C for 3 days.
46.6 g of the dried powder was dissolved in 419.6 g of tetrahydrofuran, and then 2.3 g of triethylamine was added and the mixture was stirred at room temperature for 35 minutes. After that, 3000 g of ethanol was added and the precipitate was filtered off. The obtained precipitate was dissolved in 281.8 g of tetrahydrofuran. 17.1 g of water and 46.6 g of ion exchange resin UP6040 (manufactured by AmberTec) were added and the mixture was stirred for 4 hours. The ion exchange resin was then removed by filtration, and the resulting polymer solution was added to a mixed solution of 4500 g of heptane and 500 g of ethyl acetate to obtain a precipitate. The precipitate was filtered off and dried under reduced pressure at 45°C for 24 hours to obtain 45.1 g of resin 1.
The structure of resin 1 is presumed to be represented by the following formula (P-2). When the molecular weight of resin 1 was measured by gel permeation chromatography (on a standard polystyrene basis), the weight-average molecular weight (Mw) was found to be 20,000. Furthermore, by appropriately adjusting the equivalent amount of 4,4'-diaminodiphenyl ether, resin 1 with an Mw of 10,000 and resin 1 with an Mw of 30,000 were also synthesized.
〔合成例3~8:環化樹脂の前駆体(樹脂3~樹脂8)の合成〕
使用する化合物を適宜変更した以外は、合成例2と同様の方法により下記式(P-3)~式(P-8)のいずれかで表される構造の樹脂3~樹脂8を合成した。
樹脂3のMwは20,000、樹脂4のMwは20,000、樹脂5のMwは20,000、樹脂6のMwは20,000、樹脂7のMwは20,000、樹脂8のMwは20,000であった。
[Synthesis Examples 3-8: Synthesis of Precursors of Cyclic Resins (Resins 3-8)]
Resins 3 to 8, each having a structure represented by one of the following formulas (P-3) to (P-8), were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 2, except that the compounds used were changed as appropriate.
The Mw values for resin 3 were 20,000, resin 4 were 20,000, resin 5 were 20,000, resin 6 were 20,000, resin 7 were 20,000, and resin 8 were 20,000.
〔合成例9:樹脂9の合成〕
コンデンサー及び撹拌機を取り付けたフラスコ中で、水分を除去しながら、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(東京化成工業(株)製)18.0g(40.5ミリモル)をN-メチルピロリドン(NMP)80.0gに溶解した。次いで、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(東京化成品工業(株)製)7.95g(39.7ミリモル)を添加し、25℃で3時間撹拌し、45℃で更に3時間撹拌した。次いで、ピリジン12.8g(160ミリモル)、無水酢酸10.3g(101ミリモル)、N-メチルピロリドン(NMP)40.0gを添加し、80℃で、3時間撹拌し、N-メチルピロリドン(NMP)50gを加え、希釈した。
この反応液を、1リットルのメタノールの中で沈殿させ、3000rpmの速度で15分間撹拌した。樹脂を濾過して取得し、1リットルのメタノールの中で再度30分間撹拌し再び濾過した。得られた樹脂を減圧下で、40℃で1日乾燥し、樹脂9を得た。樹脂9の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は20,000であった。樹脂9の構造は、下記式(P-9)で表される構造であると推測される。
In a flask equipped with a condenser and stirrer, 18.0 g (40.5 mmol) of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 80.0 g of N-methylpyrrolidone (NMP) while removing water. Next, 7.95 g (39.7 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred at 25°C for 3 hours, followed by stirring at 45°C for another 3 hours. Then, 12.8 g (160 mmol) of pyridine, 10.3 g (101 mmol) of acetic anhydride, and 40.0 g of N-methylpyrrolidone (NMP) were added, and the mixture was stirred at 80°C for 3 hours. Finally, 50 g of N-methylpyrrolidone (NMP) was added to dilute the mixture.
This reaction solution was precipitated in 1 liter of methanol and stirred at 3000 rpm for 15 minutes. The resin was obtained by filtration, stirred again in 1 liter of methanol for 30 minutes, and filtered again. The obtained resin was dried under reduced pressure at 40°C for 1 day to obtain resin 9. The molecular weight of resin 9 was measured by gel permeation chromatography (in terms of standard polystyrene), and the weight-average molecular weight (Mw) was 20,000. The structure of resin 9 is presumed to be represented by the following formula (P-9).
〔合成例10:樹脂10の合成〕
合成例9において、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物を等モル量の4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)に、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを等モル量の2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンにそれぞれ変更した以外は、合成例9と同様の方法により、樹脂10を得た。樹脂10の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は20,000であった。樹脂10の構造は、下記式(P-10)で表される構造であると推測される。
Resin 10 was obtained by the same method as in Synthesis Example 9, except that 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride was replaced with an equimolar amount of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), and 4,4'-diaminodiphenyl ether was replaced with an equimolar amount of 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine. The molecular weight of resin 10 was measured by gel permeation chromatography (on a standard polystyrene basis), and the weight-average molecular weight (Mw) was 20,000. The structure of resin 10 is presumed to be represented by the following formula (P-10).
<実施例及び比較例>
各実施例において、それぞれ、下記表に記載の成分を混合し、各樹脂組成物を得た。また、各比較例において、それぞれ、下記表に記載の成分を混合し、各比較用組成物を得た。
具体的には、溶剤以外の表に記載の各成分の含有量(配合量)は、表の各欄の「質量部」の欄に記載の量(質量部)とした。
溶剤の含有量(配合量)は、組成物の固形分濃度が表中の「固形分濃度」の値(質量%)となるようにし、溶剤の全質量に対する各溶剤の含有量の比率(質量比)は、表中の「比率」の欄に記載の比率となるようにした。
得られた樹脂組成物及び比較用組成物を、細孔の幅が0.8μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターを用いて加圧ろ過した。
また、表中、「-」の記載は該当する成分を組成物が含有していないことを示している。
<Examples and Comparative Examples>
In each example, the components listed in the table below were mixed to obtain each resin composition. Similarly, in each comparative example, the components listed in the table below were mixed to obtain each comparative composition.
Specifically, the content (amount blended) of each component listed in the table other than the solvent was the amount (parts by mass) indicated in the "parts by mass" column for each column in the table.
The solvent content (amount blended) was determined so that the solid content concentration of the composition matched the value (mass %) in the "Solid Content Concentration" column of the table, and the ratio of the content of each solvent to the total mass of the solvent (mass ratio) matched the ratio indicated in the "Ratio" column of the table.
The obtained resin composition and comparative composition were subjected to pressure filtration using a polytetrafluoroethylene filter with a pore width of 0.8 μm.
In addition, in the table, a "-" indicates that the composition does not contain the corresponding ingredient.
表に記載した各成分の詳細は下記の通りである。Details of each component listed in the table are as follows:
〔樹脂〕
・樹脂1~樹脂10:上記合成例により得られた樹脂1~樹脂10
〔resin〕
• Resins 1 to 10: Resins 1 to 10 obtained by the above synthesis example.
〔モノマー(重合性化合物)〕
・M-1:下記構造の化合物、括弧の添え字は繰返し数を表す。
• M-1: Compound with the structure shown below; the subscript in parentheses indicates the number of repetitions.
〔重合開始剤又は光酸発生剤〕
・I-1~I-5:下記構造の化合物
• I-1 to I-5: Compounds with the following structures
〔熱塩基発生剤〕
・A-1:下記構造の化合物
A-1: Compound with the following structure
〔重合禁止剤〕
・B-1~B-2:下記構造の化合物
• B-1 to B-2: Compounds with the following structure
〔化合物A又はシランカップリング剤〕
・C-1~C-21:下記構造の化合物。C-1~C-21はいずれも、上述の化合物Aに該当する化合物である。
・CX-1:下記構造の化合物。CX-1は上述の他のシランカップリング剤に該当する化合物である。
・RC-1:下記構造の化合物。RC-1は上述の他のシランカップリング剤に該当する化合物である。
また、以下の構造中、Meはメチル基を、Etはエチル基を表す。
• C-1 to C-21: Compounds with the following structure. All of C-1 to C-21 are compounds corresponding to compound A mentioned above.
CX-1: A compound with the structure shown below. CX-1 is a compound that corresponds to the other silane coupling agents mentioned above.
RC-1: A compound with the structure shown below. RC-1 is a compound that corresponds to the other silane coupling agents mentioned above.
Furthermore, in the following structure, Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group.
〔合成例C-1:化合物C-1の合成〕
フラスコ中で3-イソクロマノン5.0gをテトラヒドロフラン33.7gに溶解させた。溶液をNaCl氷浴で-5℃~0℃に冷却した。そこに3-アミノプロピルトリエトキシシラン7.1gを滴下した後に、反応溶液を50℃に昇温した。原料が消失したことを確認した後に、加熱減圧濃縮することで、オイル状の目的物C-1を12.4g得た。1H-NMRデータを以下に示す。
1H-NMR,400MHz,δ((CDCl3) ppm:0.54(2H,t,J=8), 1.20(9H,t,J=6), 1.51-1.60(2H,m), 3.18(2H, q, J=7.3), 3.73-3.80(8H,m), 4.66(2H,s), 6.80(1H,bs), 7.24-7.38(4H,m).
5.0 g of 3-isochromanone was dissolved in 33.7 g of tetrahydrofuran in a flask. The solution was cooled to -5°C to 0°C in an ice bath with NaCl. 7.1 g of 3-aminopropyltriethoxysilane was added dropwise, and the reaction solution was then heated to 50°C. After confirming that the starting materials had disappeared, 12.4 g of the target product C-1 in oil form was obtained by heating and reducing the pressure of the solution. 1H -NMR data is shown below.
1 H-NMR, 400 MHz, δ ((CDCl 3 ) ppm: 0.54 (2H, t, J = 8), 1.20 (9H, t, J = 6), 1.51-1.60 (2H, m), 3.18 (2H, q, J = 7.3), 3.73-3.80 (8H, m), 4.66 (2H, s), 6.80 (1H, bs), 7.24-7.38 (4H, m).
〔マイグレーション抑制剤〕
・D-1:下記構造の化合物
• D-1: Compound with the following structure
〔添加剤〕
・E-1~E-3:下記構造の化合物
• E-1 to E-3: Compounds with the following structure
〔溶剤〕
・NMP:N-メチル-2-ピロリドン
・EL:乳酸エチル
・DMSO:ジメチルスルホキシド
・GBL:γ-ブチロラクトン
〔solvent〕
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone, EL: ethyl lactate, DMSO: dimethyl sulfoxide, GBL: γ-butyrolactone
<評価>
〔保存安定性の評価〕
各実施例及び比較例において調製した樹脂組成物及び比較用組成物を、それぞれ、E型粘度計を用いて粘度(0日)を測定した。遮光、密閉容器中、25℃で14日間、組成物を静置した後、再度E型粘度計を用いて粘度(14日)を測定した。以下の式から、粘度変動率(%)を算出した。得られた粘度変動率(%)から下記評価基準に従って評価を行い、評価結果を下記表の「レジスト保存安定性評価」の欄に記載した。粘度変動率が低ければ低い程、組成物の保存安定性が高いことを表す。
粘度変動率(%)=|100×{1-(粘度(14日)/粘度(0日))}|
粘度の測定は25℃で行うこととし、その他はJIS Z 8803:2011に準拠することとした。
―評価基準―
A:粘度変動率が5%以下であった。
B:粘度変動率が5%を超えて10%以下であった。
C:粘度変動率が10%を超えて15%以下であった。
D:粘度変動率が15%を超えて20%以下であった。
<Evaluation>
[Evaluation of storage stability]
The viscosity (day 0) of the resin compositions and comparative compositions prepared in each example and comparative example was measured using an E-type viscometer. After the compositions were left to stand for 14 days at 25°C in a light-shielded, sealed container, the viscosity (day 14) was measured again using an E-type viscometer. The viscosity fluctuation rate (%) was calculated using the following formula. The obtained viscosity fluctuation rate (%) was evaluated according to the evaluation criteria below, and the evaluation results are recorded in the "Resist Storage Stability Evaluation" column of the table below. The lower the viscosity fluctuation rate, the higher the storage stability of the composition.
Viscosity fluctuation rate (%) = |100 × {1 - (viscosity (14 days) / viscosity (0 days))}|
Viscosity measurements were to be performed at 25°C, and all other specifications were to conform to JIS Z 8803:2011.
—Evaluation Criteria—
A: The viscosity fluctuation rate was 5% or less.
B: The viscosity fluctuation rate was greater than 5% but less than or equal to 10%.
C: The viscosity fluctuation rate was greater than 10% but less than or equal to 15%.
D: The viscosity fluctuation rate was greater than 15% but less than or equal to 20%.
〔銅基板との密着性の評価〕
各実施例及び比較例において調製した樹脂組成物又は比較用組成物を、それぞれ、銅基板上にスピンコート法により層状に適用して、樹脂組成物層又は比較用組成物層を形成した。得られた樹脂組成物層又は比較用組成物層を形成した銅基板をホットプレート上で、100℃で5分間乾燥し、銅基板上に表の「膜厚(μm)」の欄に記載の膜厚であって、厚さの均一な樹脂組成物層又は比較用組成物層とした。銅基板上の樹脂組成物層又は比較用組成物層を、500mJ/cm2の露光エネルギーで、表の「現像条件」の欄に「ネガ」と記載された例においては100μm四方の正方形状の非マスク部が形成されたフォトマスクを、表の「現像条件」の欄に「ポジ」と記載された例においては100μm四方の正方形状のマスク部が形成されたフォトマスクをそれぞれ使用して表の「露光波長nm」の欄に記載の露光波長(nm)の光により露光した。
露光条件の欄に「M」と記載された例においては、光源としてステッパーを用いて露光した。
露光条件の欄に「D」と記載された例においては、光源として、ダイレクト露光装置(アドテック DE-6UH III)を用いて、フォトマスクは使用せず、100μm四方の範囲にレーザーダイレクトイメージング露光を行った。
その後表に記載の現像液で60秒間現像して、100μm四方の正方形状の樹脂層を得た。表の「TMAH水溶液」の記載は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38質量%水溶液を意味している。
「キュア温度」の欄に数値が記載された例においては、ホットプレートを使用して、上記露光後の樹脂組成物層を、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、表の「キュア温度(℃)」の欄に記載の温度に達した後、上記温度を表の「キュア時間(min)」の時間において維持した。
「キュア温度(℃)」の欄に「IR」と記載された例においては、赤外線ランプ加熱装置(アドバンス理工社製、RTP-6)を用いて、各実施例において得られた樹脂膜を、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、上記温度を表の「キュア時間(min)」の時間において維持した。
銅基板上の100μm四方の正方形状の樹脂層に対して、25℃、65%相対湿度(RH)の環境下にて、ボンドテスター(XYZTEC社製、CondorSigma)を用いて、せん断力を測定し、下記評価基準に従って評価した。評価結果は表の「銅基板との密着性評価」の欄に記載した。せん断力が大きければ大きいほど硬化膜の金属密着性(銅密着性)に優れるといえる。
―評価基準―
A:せん断力が30gfを超えた。
B:せん断力が25gfを超えて30gf以下であった。
C:せん断力が20gfを超えて25gf以下であった。
D:せん断力が20gf以下であった。
また、1gfは0.00980665Nである。
[Evaluation of adhesion to copper substrate]
The resin composition or comparative composition prepared in each example and comparative example was applied in layers to a copper substrate by spin coating to form a resin composition layer or comparative composition layer. The copper substrate on which the obtained resin composition layer or comparative composition layer was formed was dried on a hot plate at 100°C for 5 minutes to obtain a resin composition layer or comparative composition layer on the copper substrate with a uniform thickness and the film thickness indicated in the "Film Thickness (μm)" column of the table. The resin composition layer or comparative composition layer on the copper substrate was exposed to light at the exposure wavelength (nm) indicated in the "Exposure Wavelength nm" column of the table, using an exposure energy of 500 mJ/ cm² , with a photomask having a 100 μm square non-mask area formed in the example where "Negative" was indicated in the "Development Conditions" column of the table, and a photomask having a 100 μm square mask area formed in the example where "Positive" was indicated in the "Development Conditions" column of the table.
In the example where "M" is written in the exposure conditions column, exposure was performed using a stepper as the light source.
In the example where "D" is written in the exposure conditions column, a direct exposure system (Adtec DE-6UH III) was used as the light source, and laser direct imaging exposure was performed on a 100 μm square area without using a photomask.
The material was then developed for 60 seconds using the developer listed in the table to obtain a 100 μm square resin layer. The entry for "TMAH aqueous solution" in the table refers to a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
In the examples where a numerical value is listed in the "Cure Temperature" column, the resin composition layer after exposure was heated using a hot plate under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 10°C/min until it reached the temperature indicated in the "Cure Temperature (°C)" column of the table, and then maintained at that temperature for the time indicated in the "Cure Time (min)" column of the table.
In the cases where "IR" is written in the "Cure Temperature (°C)" column, an infrared lamp heating device (Advance Riko Co., Ltd., RTP-6) was used to heat the resin film obtained in each example in a nitrogen atmosphere at a heating rate of 10°C/min until it reached 230°C, and then the above temperature was maintained for the time indicated in "Cure Time (min)" in the table.
For a 100 μm square resin layer on a copper substrate, the shear force was measured using a bond tester (CondorSigma, XYZTEC) under conditions of 25°C and 65% relative humidity (RH), and evaluated according to the evaluation criteria below. The evaluation results are shown in the "Adhesion to Copper Substrate Evaluation" column of the table. The greater the shear force, the better the metal adhesion (copper adhesion) of the cured film.
—Evaluation Criteria—
A: The shear force exceeded 30 gf.
B: The shear force was greater than 25 gf and less than or equal to 30 gf.
C: The shear force was greater than 20 gf and less than or equal to 25 gf.
D: The shear force was 20 gf or less.
Also, 1 gf is equal to 0.00980665 N.
〔シリコンウエハとの密着性の評価〕
銅基板との密着性の評価において用いた銅基板をシリコンウエハに変更した以外は、銅基板との密着性の評価と同様の方法により、シリコンウエハとの密着性を評価した。評価結果は表の「シリコンウエハとの密着性評価」の欄に記載した。
[Evaluation of adhesion to silicon wafers]
The adhesion to the silicon wafer was evaluated using the same method as the adhesion evaluation to the copper substrate, except that the copper substrate used in the evaluation to the copper substrate was replaced with a silicon wafer. The evaluation results are listed in the "Adhesion Evaluation to Silicon Wafer" column of the table.
〔カルボン酸無水物量の測定〕
樹脂組成物0.20gと重DMSO 0.80gを混合し,1H-NMRを測定することにより、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量を定量した。0.01質量%を検出限界とし、検出限界未満の場合は「<0.01」と記載した。定量結果は表の「カルボン酸無水物量(質量%)」の欄に記載した。
[Measurement of carboxylic acid anhydride content]
The content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition was quantified by mixing 0.20 g of the resin composition with 0.80 g of heavy DMSO and measuring 1H -NMR. The detection limit was set at 0.01% by mass, and values below the detection limit were indicated as "<0.01". The quantitative results are shown in the "Carboxylic Acid Anhydride Amount (mass%)" column of the table.
以上の結果から、本発明の樹脂組成物を用いることにより、得られる硬化物の保存安定性が向上することがわかる。
比較例1における比較用組成物は、樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%を超え、また、式(2-1)で表される化合物を含まない。このような組成物においては、組成物の保存安定性が劣ることがわかる。比較例1においてカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%を超えた理由としては、化合物RC-1が経時で分解してカルボン酸無水物に変化したものと推定している。
From the above results, it can be seen that using the resin composition of the present invention improves the storage stability of the resulting cured product.
The comparative composition in Comparative Example 1 contains more than 0.5% by mass of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition, and does not contain the compound represented by formula (2-1). It can be seen that such a composition has poor storage stability. The reason why the carboxylic acid anhydride content in Comparative Example 1 exceeded 0.5% by mass is presumed to be that compound RC-1 decomposed over time and changed into carboxylic acid anhydride.
<実施例101>
実施例1において使用した樹脂組成物を、表面に銅薄層が形成された樹脂基材の銅薄層の表面にスピンコート法により層状に適用して、100℃で5分間乾燥し、膜厚20μmの感光膜を形成した後、ステッパー((株)ニコン製、NSR1505 i6)を用いて露光した。露光はマスク(パターンが1:1ラインアンドスペースであり、線幅が10μmであるバイナリマスク)を介して、波長365nmで行った。上記露光後、シクロヘキサノンで2分間現像し、PGMEAで30秒間リンスし、層のパターンを得た。
次いで、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、230℃で180分間維持して、再配線層用層間絶縁膜を形成した。この再配線層用層間絶縁膜は、絶縁性に優れていた。
また、これらの再配線層用層間絶縁膜を使用して半導体デバイスを製造したところ、問題なく動作することを確認した。
<Example 101>
The resin composition used in Example 1 was applied in layers to the surface of a copper thin layer formed on a resin substrate by spin coating, and dried at 100°C for 5 minutes to form a photosensitive film with a thickness of 20 μm. The film was then exposed using a stepper (Nikon Corporation, NSR1505 i6). Exposure was performed at a wavelength of 365 nm through a mask (a binary mask with a 1:1 line-and-space pattern and a line width of 10 μm). After the exposure, the film was developed with cyclohexanone for 2 minutes and rinsed with PGMEA for 30 seconds to obtain the layer pattern.
Next, under a nitrogen atmosphere, the temperature was increased at a rate of 10°C/min until it reached 230°C, and then maintained at 230°C for 180 minutes to form an interlayer insulating film for the redistribution layer. This interlayer insulating film for the redistribution layer exhibited excellent insulating properties.
Furthermore, we confirmed that semiconductor devices manufactured using these interlayer insulating films for redistribution layers function without any problems.
Claims (16)
シランカップリング剤、及び、
光重合開始剤を含み、
樹脂組成物の全質量に対するカルボン酸無水物の含有量が0.5質量%以下であり、
前記シランカップリング剤として、ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、下記式(S-1)で表される基とを有する化合物Aを含み、
前記化合物Aは芳香族基を含む
樹脂組成物。
Silane coupling agents, and
Contains a photopolymerization initiator ,
The content of carboxylic acid anhydride relative to the total mass of the resin composition is 0.5% by mass or less.
The silane coupling agent includes compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one group consisting of an amide group and an ester group, and a group represented by the following formula (S-1).
Compound A contains an aromatic group
Resin composition.
ヒドロキシ基、アミノ基、及びチオール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の基と、アミド基及びエステル基の少なくとも1種の基と、下記式(S-1)で表される基とを有する化合物A、並びに、
光重合開始剤を含み、
前記化合物Aが芳香族基を含む
樹脂組成物。
Compound A having at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, an amino group, and a thiol group, at least one group consisting of an amide group and an ester group, and a group represented by the following formula (S-1),
Contains a photopolymerization initiator ,
A resin composition in which compound A contains an aromatic group.
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