JP2011075987A - Resin composition and method for forming cured relief pattern - Google Patents

Resin composition and method for forming cured relief pattern Download PDF

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義博 中井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin which is curable at low temperature and excels in pattern forming properties, and to provide method for forming a cured relief pattern. <P>SOLUTION: A resin composition includes a polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B); and a benzoxazine compound, where Ar<SB>1</SB>, Ar<SB>2</SB>and Ar<SB>4</SB>each independently represents a trivalent to hexavalent organic group including 6 to 30C, wherein the organic group may have a substituent; Ar<SB>3</SB>represents a bivalent to hexavalent organic group including 6 to 30C, wherein the organic group may have a substituent; Y<SB>1</SB>, Y<SB>2</SB>, Y<SB>3</SB>and Y<SB>4</SB>each independently represents an acidic group or an acidic group protected by an acidolysis group; Z represents a linking group and may be connected to at least one of Ar<SB>1</SB>and Ar<SB>2</SB>to form a ring, a, b, and f each independently represents an integer from 1 to 4; c represents an integer from 0 to 4; and n1 and n2 represent repeating numbers from 2 to 3,000. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、樹脂組成物および硬化レリーフパターンの形成方法に関するものである。特に、例えば、半導体装置の表面保護膜や層間絶縁膜、表示装置用の平坦化膜や層間絶縁膜として好適な樹脂組成物、及び硬化レリーフパターンの形成方法に関するものである。   The present invention relates to a resin composition and a method for forming a cured relief pattern. In particular, for example, the present invention relates to a resin composition suitable as a surface protective film or an interlayer insulating film for a semiconductor device, a planarizing film or an interlayer insulating film for a display device, and a method for forming a cured relief pattern.

半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜には、耐熱性、電気特性、機械特性などを併せ持つ点からポリイミド樹脂が用いられている。中でも、感光性ポリイミド前駆体組成物は、基板に塗布した後、活性光線によるパターニング、現像、加熱によるイミド化処理等を施すことによって、半導体装置の表面保護膜、層間絶縁膜等、及び表示装置の平坦化膜、層間絶縁膜等を容易に形成することができるため、非感光性ポリイミド前駆体組成物に比べて大幅な工程短縮が可能になるという特徴を有している。   A polyimide resin is used for a surface protective film and an interlayer insulating film of a semiconductor device in terms of having heat resistance, electrical characteristics, mechanical characteristics, and the like. Among them, the photosensitive polyimide precursor composition is applied to a substrate, and then subjected to patterning with actinic light, development, imidization treatment by heating, and the like, so that a surface protective film of a semiconductor device, an interlayer insulating film, etc., and a display device Since a flattening film, an interlayer insulating film, and the like can be easily formed, the process can be greatly shortened as compared with the non-photosensitive polyimide precursor composition.

しかしながら、感光性ポリイミド前駆体組成物は、その現像工程において、現像液にN−メチル−2−ピロリドンなどの有機溶剤を大量に用いる必要があり、近年の環境問題の高まりなどから、脱有機溶剤対策が求められている。   However, the photosensitive polyimide precursor composition needs to use a large amount of an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone as a developing solution in the developing process. Countermeasures are required.

このことを受けて近年、フォトレジストと同様に、アルカリ性水溶液で現像可能な感光性ポリイミド前駆体や感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体を用いた、耐熱性感光性樹脂材料が開示されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、感光性ポリイミド前駆体や感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体にナフトキノンジアジドを添加した感光性樹脂組成物は、ナフトキノンジアジドのアルカリ性水溶液に対する溶解阻害効果が不十分であり、また、アルカリに対する溶解速度との両立が困難であり、そのためパターン形成性が不充分であった。   In response to this, a heat-resistant photosensitive resin material using a photosensitive polyimide precursor or a photosensitive polybenzoxazole precursor that can be developed with an alkaline aqueous solution in the same manner as a photoresist has been disclosed in recent years (for example, Patent Document 1). However, the photosensitive resin composition in which naphthoquinone diazide is added to a photosensitive polyimide precursor or a photosensitive polybenzoxazole precursor has insufficient dissolution inhibiting effect on alkaline aqueous solution of naphthoquinone diazide, and the dissolution rate in alkali and Therefore, it is difficult to achieve both, and therefore the pattern formability is insufficient.

また、電子材料の表面保護膜層や層間絶縁膜としての樹脂硬化膜を、より低温で形成するプロセスが要望されてきた。従来、ポリイミドやポリベンゾオキサゾールでは、350℃前後というような高温が必要であったが、低温で硬化可能にするために、250℃未満の低温で脱水閉環ができるポリイミドやポリベンゾオキサゾールが開示されている(例えば、特許文献2)。
低温硬化させる目的に対し、ポリイミドまたはポリイミド前駆体にベンゾオキサジン化合物を配合して低温で熱硬化させることが開示されている(例えば、特許文献3、4)。
また、ポリマー側鎖に酸性基または保護された酸性基を有するポリエーテル系高分子化合物が開示されている(例えば、特許文献5)。
In addition, there has been a demand for a process for forming a surface protective film layer of an electronic material and a cured resin film as an interlayer insulating film at a lower temperature. Conventionally, polyimides and polybenzoxazoles have required high temperatures such as around 350 ° C., but polyimides and polybenzoxazoles that can be dehydrated and closed at temperatures below 250 ° C. have been disclosed in order to enable curing at low temperatures. (For example, Patent Document 2).
For the purpose of curing at low temperature, it is disclosed that a benzoxazine compound is blended with polyimide or a polyimide precursor and thermally cured at a low temperature (for example, Patent Documents 3 and 4).
Moreover, a polyether polymer compound having an acidic group or a protected acidic group in the polymer side chain is disclosed (for example, Patent Document 5).

特開2004−133088号公報JP 2004-133088 A 特開2008−224984号公報JP 2008-224984 A WO2004−9708号公報WO2004-9708 特開2004−93816号公報JP 2004-93816 A 特開2009−98681号公報JP 2009-98681 A

上記状況に鑑みて、本発明は、低温硬化性で、パターン形成性に優れた樹脂組成物および硬化レリーフパターンの形成方法を提供することを課題とする。   In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a resin composition that is low-temperature curable and excellent in pattern formability and a method for forming a cured relief pattern.

本発明者らは鋭意検討の結果、下記手段により本発明の上記目的が達成されることを見出した。
<1> 下記一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物とベンゾオキサジン化合物とを含有する樹脂組成物:
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object of the present invention can be achieved by the following means.
<1> A resin composition containing a polymer compound having a repeating unit represented by the following general formula (1A) or (1B) and a benzoxazine compound:

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(式中、Ar、Ar、Arは、それぞれ独立に、炭素数6〜30の3〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Arは炭素数6〜30の2〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Y、Y、Y、Yは、それぞれ独立に、酸性基または酸分解性基で保護された酸性基を表す。Zは連結基を表し、Ar及びArの少なくとも一方と環を形成しても良い。a、b、fはそれぞれ独立に1〜4の整数を表す。cは0〜4の整数を表す。n1、n2は繰り返し数であり、2〜5000である。)。
<2> 前記ベンゾオキサジン化合物が下記一般式(5)で表される<1>に記載の樹脂組成物:
(In the formula, Ar 1 , Ar 2 , and Ar 4 each independently represent a trivalent to hexavalent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent. Ar 3 Represents a divalent to hexavalent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent, and Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an acidic group. Alternatively, it represents an acidic group protected with an acid-decomposable group, Z represents a linking group, and may form a ring with at least one of Ar 1 and Ar 2. a, b, and f are each independently 1-4. C represents an integer of 0 to 4. n1 and n2 are the number of repetitions, and 2 to 5000).
<2> The resin composition according to <1>, wherein the benzoxazine compound is represented by the following general formula (5):

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(式中、R及びR10は炭素数1〜10の有機基、R11は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を表す。Yは、単結合、−C(CH−基、−CO−基、−O−、−S−、−SO−基、−CH−基、−C(CF−基、又は下記一般式(6)で表される基を表す。); (In the formula, R 9 and R 10 represent an organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 11 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Y represents a single bond, —C (CH 3 ) 2. - group, -CO- group, -O -, - S -, - SO 2 - group, -CH 2 - group, -C (CF 3) 2 - group, or a group represented by the following general formula (6) Represents;);

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(式中、R12は炭素数1〜10の有機基、R13は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基、R14はメチレン基又はp−キシリレン基を表す。mは1〜10の整数を示す)。
<3> 前記ベンゾオキサジン化合物が下記一般式(7)で表される<1>に記載の樹脂組成物:
(Wherein R 12 represents an organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 13 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 14 represents a methylene group or a p-xylylene group. M represents 1 to 10). Indicates an integer).
<3> The resin composition according to <1>, wherein the benzoxazine compound is represented by the following general formula (7):

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(式中、R15は水素又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、R16は炭素数1〜6のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基又は置換ナフチル基を示す)。
<4> 前記一般式(1A)又は(1B)において、前記酸性基または酸分解性基で保護された酸性基が下記一般式(y1)で表される基である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物:
(Wherein R 15 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 16 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, a phenyl group, a substituted phenyl group, a naphthyl group, or a substituted naphthyl group. ).
<4> In the general formula (1A) or (1B), the acidic group protected by the acidic group or the acid-decomposable group is a group represented by the following general formula (y1) <1> to <3> The resin composition according to any one of:

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(式中、Aは、単結合又は(t+1)価の連結基を表す。Pは水素原子または酸分解性基を表す。Bは、酸分解性基Pにより酸性を示す部位が保護された酸性基の部分構造を表す。tは1〜5の整数を表す。)。
<5> 前記酸性基がCOOH基又はOH基である<4>に記載の樹脂組成物。
<6> 酸価が100mgKOH/g以上である<1>〜<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<7> 前記酸性基の20モル%〜80モル%が酸分解性基で保護された<1>〜<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8> 前記一般式(1A)又は(1B)で表される高分子化合物が、それぞれ下記一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体とを縮合重合により得られるものである<1>〜<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物:
(In the formula, A, .B .P g is representing a hydrogen atom or an acid-decomposable group represents a single bond or a (t + 1) -valent linking group is part showing acidity is protected by an acid decomposable group P g And t represents an integer of 1 to 5.)
<5> The resin composition according to <4>, wherein the acidic group is a COOH group or an OH group.
<6> The resin composition according to any one of <1> to <5>, wherein the acid value is 100 mgKOH / g or more.
<7> The resin composition according to any one of <1> to <6>, wherein 20 mol% to 80 mol% of the acidic group is protected with an acid-decomposable group.
<8> The polymer compound represented by the general formula (1A) or (1B) is represented by the monomer represented by the following general formula (2A) or (2B) and the general formula (3), respectively. The resin composition according to any one of <1> to <7>, which is obtained by condensation polymerization with a monomer:

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(式中、Ar、Ar、Ar、Ar、Y、Y、Y、Y、Z、a、b、c、fは、一般式(1A)又は(1B)におけると同義である。RおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはシリル基を表す。XおよびXは、それぞれ独立に脱離基を表す。)。
<9> 前記Zが表す連結基が、単結合、炭素数1〜20のアルキレン基、−O−、−S−、−SO−基、−CO−基、−N(R11)−基(R11は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアシル基である)、またはこれらを組み合わせてできる基である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<10> 更に感光剤を含む<1>〜<9>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<11> 前記感光剤が光酸発生剤である<10>に記載の樹脂組成物。
<12> 架橋剤を含有する<1>〜<11>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<13> <10>〜<12>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を、基板上に塗布して乾燥する工程、露光する工程、アルカリ水溶液または有機溶媒を用いて現像する工程を含む硬化レリーフパターンの形成方法。
(Wherein Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Z, a, b, c, and f are the same as those in the general formula (1A) or (1B) R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a silyl group, and X 1 and X 2 each independently represent a leaving group.
<9> The linking group represented by Z is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, —O—, —S—, —SO 2 — group, —CO— group, —N (R 11 ) — group. (R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms), or any one of <1> to <8> which is a group formed by combining these The resin composition described in 1.
<10> The resin composition according to any one of <1> to <9>, further including a photosensitizer.
<11> The resin composition according to <10>, wherein the photosensitive agent is a photoacid generator.
<12> The resin composition according to any one of <1> to <11>, which contains a crosslinking agent.
<13> The process of apply | coating the resin composition as described in any one of <10>-<12> on a board | substrate, the process of exposing, the process of developing using the aqueous alkali solution or the organic solvent is included. A method for forming a cured relief pattern.

本発明によれば、耐熱性、及び絶縁性に優れた上、低温硬化性で、パターン形成性に優れた樹脂組成物および硬化レリーフパターンの形成方法が提供される。
従って、本発明によれば、解像度に優れた耐熱性及び絶縁性硬化レリーフパターンを低温で形成できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the formation method of the resin composition and the cured relief pattern which were excellent in heat resistance and insulation, low temperature curability, and excellent in pattern formation property are provided.
Therefore, according to the present invention, a heat-resistant and insulating cured relief pattern with excellent resolution can be formed at a low temperature.

以下、本発明について詳細に説明する。
1.高分子化合物
本発明の樹脂組成物に用いられる一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1. High molecular compound The high molecular compound which has a repeating unit represented by general formula (1A) or (1B) used for the resin composition of this invention is demonstrated.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(ここで、Ar、Ar、Arは、それぞれ独立に、炭素数6〜30の3〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Arは炭素数6〜30の2〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Y、Y、Y、Yは、それぞれ独立に、酸性基または酸分解性基で保護された酸性基を表す。Zは連結基を表し、Ar及びArの少なくとも一方と環を形成しても良い。a、b、fはそれぞれ独立に1〜4の整数を表す。cは0〜4の整数を表す。n1、n2は繰り返し数であり、2〜5000である。)。 (Here, Ar 1 , Ar 2 , Ar 4 each independently represents a trivalent to hexavalent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent. Ar 3 Represents a divalent to hexavalent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent, and Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an acidic group. Alternatively, it represents an acidic group protected with an acid-decomposable group, Z represents a linking group, and may form a ring with at least one of Ar 1 and Ar 2. a, b, and f are each independently 1-4. C represents an integer of 0 to 4. n1 and n2 are the number of repetitions, and 2 to 5000).

1)一般式(1A)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物
本発明に用いられる一般式(1A)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、該繰り返し単位を有するものであれば、いかなる合成方法によって合成されたものであっても良い。
本発明における一般式(1A)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、好ましくは、下記一般式(2A)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体とを縮合重合することによって得られるものである。
1) Polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) The polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) used in the present invention may be any compound having the repeating unit. It may be synthesized by any synthesis method.
The polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) in the present invention is preferably a monomer represented by the following general formula (2A) and a monomer represented by the general formula (3) Is obtained by condensation polymerization.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Ar、Ar、Ar、Y、Y、Y、Z、a、b、cは、一般式(1A)におけると同義である。RおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはシリル基を表す。XおよびXは、それぞれ独立に脱離基を表す。 Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Z, a, b, and c have the same meaning as in general formula (1A). R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or a silyl group. X 1 and X 2 each independently represent a leaving group.

Ar、Ar、Arが表す有機基は、好ましくは、下記(Y)d又は(Y)eを含む一般式(4a)又は(4b)で表される基である。 The organic group represented by Ar 1 , Ar 2 , or Ar 3 is preferably a group represented by the following general formula (4a) or (4b) including the following (Y) d or (Y) e.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

前記一般式(2A)の如き態様を示す場合、Arが−(L−M−L)−に相当し、L、M、Lのいずれか1つ又は複数にYが置換されている。前記一般式(3)の如き態様を示す場合、Arが−L−に相当し、LにYが置換されている。
ここで、L、L、およびLは炭素数5〜30の複素環、炭素数6〜30の芳香族炭素環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環等)、炭素数3〜30の脂肪族炭素環(シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環等)を表し、LとLは同一であっても異なっていてもよい。Mは(d+2)価の連結基を表す。Mの具体例としては、2価基の名称で示すと、単結合、炭素数1〜20のアルキレン基(置換基を有していてもよく、メチレン、エチレン、ヘキサフルオロイソプロピリデン等)、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−N(R11)−、またはこれらを組み合わせてできる基を表し、R11は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアシル基を表す。一般式(4a)又は(4b)がAr又はArを表す場合、Yは一般式(2A)におけるY又はYと同義であり、d、eは一般式(2A)におけるa、bと同義である。一般式(4a)又は(4b)がArを表す場合、Yは一般式(3)におけるYと同義であり、d、eは一般式(3)におけるcと同義である。また、一般式(4a)で、Yは、M、L及びLのいずれかに結合していれば良く、複数のYを有する場合、それらが同一のM、L及びLのいずれかに結合しても、あるいはそれぞれ、M、L及びLのいずれかに結合していても良い。
In the case of showing the aspect of the general formula (2A), Ar 1 corresponds to-(L 1 -ML 2 )-, and one or more of L 1 , M and L 2 are substituted with Y. ing. In the case of showing the aspect of the general formula (3), Ar 3 corresponds to -L 3- , and Y is substituted in L 3 .
Here, L 1 , L 2 , and L 3 are a heterocyclic ring having 5 to 30 carbon atoms, an aromatic carbocyclic ring having 6 to 30 carbon atoms (for example, a benzene ring, a naphthalene ring, etc.), and a fat having 3 to 30 carbon atoms. Represents a group carbon ring (cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring, etc.), and L 1 and L 2 may be the same or different. M represents a (d + 2) -valent linking group. Specific examples of M include a single bond and an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (which may have a substituent, such as methylene, ethylene, hexafluoroisopropylidene),- O -, - S -, - SO 2 -, - CO -, - N (R 11) -, or a group formed by combining these, R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or, An acyl group having 1 to 10 carbon atoms is represented. When General Formula (4a) or (4b) represents Ar 1 or Ar 2 , Y is synonymous with Y 1 or Y 2 in General Formula (2A), d and e are a, b in General Formula (2A) It is synonymous with. When General Formula (4a) or (4b) represents Ar 3 , Y is synonymous with Y 3 in General Formula (3), and d and e are synonymous with c in General Formula (3). Further, in the general formula (4a), Y is, M, it is sufficient to bind to any of the L 1 and L 2, when having a plurality of Y, either they are the same M, of L 1 and L 2 Or may be bonded to any one of M, L 1 and L 2 , respectively.

(一般式(2A)で表される単量体)
一般式(2A)において、Ar、Arは、炭素数6〜30の3〜6価の有機基であり、好ましくは、芳香族環または脂肪族基であり、より好ましくは炭素数6〜24の3〜6価の芳香族環または脂肪族基であり、更に好ましくは炭素数6〜20の3〜6価の芳香族環または脂肪族基である。
(Monomer represented by general formula (2A))
In the general formula (2A), Ar 1 and Ar 2 are trivalent to hexavalent organic groups having 6 to 30 carbon atoms, preferably aromatic rings or aliphatic groups, more preferably 6 to 6 carbon atoms. 24 is a 3-6 valent aromatic ring or an aliphatic group, and more preferably a 3-6 valent aromatic ring or an aliphatic group having 6 to 20 carbon atoms.

一般式(1A)及び(2A)において、Ar、Arの具体例としては、炭素数5〜30の複素環、炭素数6〜30の芳香族炭素環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環等)、炭素数3〜30の脂肪族炭素環(シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環等)が挙げられる。ここでArとArは同一であっても各々異なっていてもよい。中でも、Ar、Arとして、炭素数6〜30の芳香族炭素環(例えば、ベンゼン環、ナフタレン環等)が好ましい。 In the general formulas (1A) and (2A), specific examples of Ar 1 and Ar 2 include heterocycles having 5 to 30 carbon atoms and aromatic carbocycles having 6 to 30 carbon atoms (for example, benzene ring, naphthalene ring, etc.) And aliphatic carbocycles having 3 to 30 carbon atoms (cyclopropane ring, cyclobutane ring, cyclopentane ring, etc.). Here, Ar 1 and Ar 2 may be the same or different. Among these, as Ar 1 and Ar 2 , an aromatic carbocyclic ring having 6 to 30 carbon atoms (for example, a benzene ring or a naphthalene ring) is preferable.

一般式(1A)及び(2A)において、Zは連結基を表し、例えば、単結合、炭素数1〜20のアルキレン基(置換基を有していてもよく、メチレン、エチレン、ヘキサフルオロイソプロピリデン等)、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−N(R11)−、またはこれらを組み合わせてできる基を表し、R11は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアシル基を表す。また、Zは3ないし4価であっても良く、その際は後述の化合物a−16,a−17,a−18のようにArやArと環を形成しても良い。中でも、Zとして、炭素数1〜20のアルキレン基(置換基を有していてもよく、メチレン、エチレン、ヘキサフルオロイソプロピリデン等)、−O−、−S−、−SO2−、−CO−が好ましい。 In the general formulas (1A) and (2A), Z represents a linking group, for example, a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (which may have a substituent, methylene, ethylene, hexafluoroisopropylidene. Etc.), —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —N (R 11 ) —, or a group formed by combining these, R 11 is a hydrogen atom, having 1 to 10 carbon atoms An alkyl group or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms is represented. Z may be trivalent to tetravalent, and in that case, it may form a ring with Ar 1 or Ar 2 as in the compounds a-16, a-17, and a-18 described later. Among them, as Z, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (which may have a substituent, such as methylene, ethylene, hexafluoroisopropylidene), -O-, -S-, -SO2-, -CO- Is preferred.

一般式((2A)において、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、シリル基(炭素数1〜10のシリル基で、トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、トリビニルシリル等)を表す。好ましくは、水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基を有するシリル基であり、より好ましくは水素原子、炭素数1〜3の炭化水素基を有するシリル基であり、特に好ましくは水素原子である。 In general formula ((2A), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a silyl group (a silyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as triethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, trivinylsilyl). Preferably, it is a silyl group having a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a silyl group having a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, particularly preferably hydrogen. Is an atom.

一般式(1A)及び(2A)において、Ar、Arは、他に、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、置換基の例としては、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、または沃素原子)、直鎖、分岐、環状のアルキル基(炭素数1〜20の、好ましくは炭素数1〜10のアルキル基で、メチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、アダマンチル、ビアダマンチル、ジアマンチル等)、アルキニル基(炭素数2〜10のアルキニル基で、エチニル、フェニルエチニル等)、アリール基(炭素数6〜10のアリール基で、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等)、アシル基(炭素数1〜10のアシル基で、アセチル、ベンゾイル等)、アリールオキシ基(炭素数6〜10のアリールオキシ基で、フェノキシ等)、アリールスルホニル基(炭素数6〜10のアリールスルホニル基で、フェニルスルホニル等)、アルコキシ基(炭素数1〜10のアルコキシ基で、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等)、ニトロ基、シアノ基、シリル基(炭素数1〜10のシリル基で、トリエトキシシリル、メチルジエトキシシリル、トリビニルシリル等)、アルコキシカルボニル基(炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基で、メトキシカルボニル等)、カルバモイル基(炭素数1〜10のカルバモイル基で、カルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル等)等が挙げられる。これらの置換基はさらに別の置換基で置換されていてもよい。 In the general formulas (1A) and (2A), Ar 1 and Ar 2 may each independently have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom). , A bromine atom, or an iodine atom), a linear, branched, or cyclic alkyl group (an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, methyl, t-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, adamantyl, Biadamantyl, diamantyl, etc.), alkynyl group (C2-C10 alkynyl group, ethynyl, phenylethynyl, etc.), aryl group (C6-C10 aryl group, phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, etc.) ), Acyl group (acyl group having 1 to 10 carbon atoms, acetyl, benzoyl, etc.), aryloxy group (aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, phenoxy) ), Arylsulfonyl group (C6-C10 arylsulfonyl group, phenylsulfonyl, etc.), alkoxy group (C1-C10 alkoxy group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, etc.), nitro group, cyano Group, silyl group (C1-C10 silyl group, triethoxysilyl, methyldiethoxysilyl, trivinylsilyl, etc.), alkoxycarbonyl group (C2-C10 alkoxycarbonyl group, methoxycarbonyl, etc.), And a carbamoyl group (a carbamoyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as carbamoyl, N, N-dimethylcarbamoyl). These substituents may be further substituted with another substituent.

以下に、一般式(2A)で表される単量体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。以下にはRおよびRが水素原子の場合の単量体の具体例を示すが、RおよびRがシリル基の場合には、水素原子をシリル基に置き換えたものが好ましい具体例である。 Although the specific example of a monomer represented by general formula (2A) below is shown, it is not limited to these. Specific examples of the monomer in the case where R 1 and R 2 are hydrogen atoms are shown below, but when R 1 and R 2 are silyl groups, preferred examples are those in which the hydrogen atoms are replaced with silyl groups. It is.

Figure 2011075987
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(一般式(3)で表される単量体)
一般式(3)において、Arは、炭素数6〜30の2〜6価の有機基であり、芳香族環または脂肪族基が好ましく、より好ましくは炭素数6〜24の2〜6価の芳香族環または脂肪族基であり、更に好ましくは炭素数6〜20の2〜6価の芳香族環または脂肪族基である。Arの具体例としては、ベンゼン環、ピリジン環、ナフタレン環、シクロヘキサン環、テトラヒドロナフタレン環、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等が挙げられる。
(Monomer represented by the general formula (3))
In General Formula (3), Ar 3 is a 2-6 valent organic group having 6 to 30 carbon atoms, preferably an aromatic ring or an aliphatic group, more preferably a 2-6 valent having 6 to 24 carbon atoms. An aromatic ring or an aliphatic group, more preferably a 6- to 20-valent aromatic ring or aliphatic group having 6 to 20 carbon atoms. Specific examples of Ar 3 include benzene ring, pyridine ring, naphthalene ring, cyclohexane ring, tetrahydronaphthalene ring, hexane, heptane, octane, nonane, decane and the like.

一般式(3)において、XおよびXは、それぞれ独立に脱離基を表す。X、Xとして好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子などのハロゲン原子、ニトロ基などの窒素原子を含む基、メシル基、トシル基などであり、より好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子、ニトロ基、トシル基であり、更に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子、ニトロ基であり、特に好ましくは、フッ素原子、塩素原子、ニトロ基である。
Arは、X、X、およびY以外に置換基を有していてもよく、置換基の例はAr、Arで表される基の置換基として挙げたものと同じである。
In the general formula (3), X 1 and X 2 each independently represent a leaving group. X 1 and X 2 are preferably a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a halogen atom such as an iodine atom, a group containing a nitrogen atom such as a nitro group, a mesyl group, a tosyl group, and more preferably a fluorine atom. , Chlorine atom, bromine atom, iodine atom, nitro group, tosyl group, more preferably fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, nitro group, particularly preferably fluorine atom, chlorine atom, nitro group. It is a group.
Ar 3 may have a substituent other than X 1 , X 2 , and Y, and examples of the substituent are the same as those exemplified as the substituent of the group represented by Ar 1 or Ar 2. .

以下に、一般式(3)で表される単量体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Although the specific example of a monomer represented by General formula (3) below is shown, it is not limited to these.

Figure 2011075987
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(酸性基について)
一般式(1A)、(2A)及び(3A)において、Y、Y、Yが表す酸性基または酸分解性基で保護された酸性基について説明する。
本発明における酸性基もしくは酸分解性基で保護された酸性基は、好ましくは、一般式(y1)で表される。
(About acidic groups)
In the general formulas (1A), (2A), and (3A), an acidic group protected with an acidic group or an acid-decomposable group represented by Y 1 , Y 2 , or Y 3 will be described.
The acidic group protected with an acidic group or an acid-decomposable group in the present invention is preferably represented by the general formula (y1).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

式中、Aは、単結合又は(t+1)価の連結基を表す。Pは水素原子または酸分解性基を表す。Bは、酸分解性基Pにより酸性を示す部位が保護された酸性基の部分構造を表す。tは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1又は2であり、特に好ましくは1である。 In the formula, A represents a single bond or a (t + 1) -valent linking group. Pg represents a hydrogen atom or an acid-decomposable group. B represents a partial structure of the acidic group site showing acidity by acid-decomposable groups P g is protected. t represents an integer of 1 to 5, preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.

が分解(脱離)して生成する酸性基(BH)としては、pKaが15以下であることが好ましく、より好ましくは2〜12である。酸性基の具体例としては、−OH、−COOH、−SOH、−SONH、−SONHR12(R12は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアシル基を表す。)、−C(CF−OH等が挙げられ、好ましくは、−OH、−COOH、−SONH、および−C(CF−OHであり、より好ましくは、−OHおよび−COOHである。 The acidic group (BH) which P g is generated by decomposition (desorption), preferably a pKa of 15 or less, more preferably 2 to 12. Specific examples of the acidic group include —OH, —COOH, —SO 3 H, —SO 2 NH 2 , —SO 2 NHR 12 (R 12 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 carbon atom. represents a 10 acyl group), -. C (CF 3 ) 2 -OH and the like, preferably, -OH, -COOH, -SO 2 NH 2, and -C (CF 3) in 2 -OH More preferably -OH and -COOH.

連結基Aの具体例としては、単結合、炭素数1〜20のアルキレン基、−O−、−S−、−SO−、−CO−、−N(R13)−、またはこれらを組み合わせてできる2価の基から任意の水素原子をn−1個除いた(n+1)価の基が挙げられ、R13は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアシル基を表す。 Specific examples of the linking group A include a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —N (R 13 ) —, or a combination thereof. (N + 1) -valent group in which n-1 arbitrary hydrogen atoms are removed from a divalent group formed in the above manner, R 13 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms. Represents an acyl group.

で表される酸分解性基は、酸の作用により酸性基を発生できるものであれば特に限定されないが、酸性基に含まれるヘテロ原子と共に、酸分解性のエーテル、エステル、アセタール、ケタール、シリルエーテル、またはシリルエステルを形成できる基が代表的である。 Acid-decomposable group represented by P g is not particularly limited as long as it can generate an acid group by the action of an acid, together with the hetero atom contained in the acid group, acid decomposition of ethers, esters, acetals, ketals Typical are groups capable of forming silyl ethers or silyl esters.

で表される酸分解性基の具体例としては、3級アルキル基(炭素数4〜15の3級アルキル基、好ましくは炭素数4〜13の3級アルキル基で、例えば、t−ブチル基、t−アミル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−エチルシクロヘキシル基)、及び下記一般式(y2)で表されるアルコキシアルキル基又はアリールオキシアルキル基が挙げられる。 Specific examples of the acid-decomposable group represented by P g, the tertiary alkyl group (tertiary alkyl group of 4 to 15 carbon atoms, preferably a tertiary alkyl group having 4 to 13 carbon atoms, for example, t- Examples thereof include a butyl group, a t-amyl group, a 1-methylcyclopentyl group, a 1-ethylcyclopentyl group, and a 1-ethylcyclohexyl group), and an alkoxyalkyl group or an aryloxyalkyl group represented by the following general formula (y2).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

一般式(y2)において、R20はアルキル基(炭素数1〜10の、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基で、例えば、メチル、エチル、プロピル等)、又はアリール基(炭素数6〜20のアリール基、例えば、フェニル、ナフチル等)を表し、R21およびR22は、水素原子またはアルキル基(炭素数1〜10の、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基で、例えば、メチル、エチル、プロピル等)、又はアリール基(炭素数6〜20のアリール基で、例えば、フェニル、ナフチル等)を表す。
好ましい態様の1つは、R20、R21及びR22がともにアルキル基である。その場合、R20とR21、R21とR22が、互いに結合して炭素環を形成してもよい。
好ましい態様の他の1つは、R21およびR22の一方が水素原子で、R21およびR22の他方とR20は、ともにアリール基である。
In the general formula (y2), R 20 is an alkyl group (C1-C10, preferably C1-C4 alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, etc.) or an aryl group (C6-C6). 20 represents an aryl group such as phenyl or naphthyl, and R 21 and R 22 are each a hydrogen atom or an alkyl group (an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, for example, methyl , Ethyl, propyl, etc.) or an aryl group (an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, such as phenyl, naphthyl, etc.).
In one preferred embodiment, R 20 , R 21 and R 22 are all alkyl groups. In that case, R 20 and R 21 , R 21 and R 22 may be bonded to each other to form a carbocycle.
In another preferred embodiment, one of R 21 and R 22 is a hydrogen atom, and the other of R 21 and R 22 and R 20 are both aryl groups.

好ましいPの具体例としては、t−ブチル基、t−アミル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−エチルシクロヘキシル基、メトキシメチル基、エトキシエチル基等のアルコキシアルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、アルコキシ置換テトラヒドロピラニル基、アルコキシ置換テトラヒドロフラニル基、ベンジル基、p−メトキシベンジル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基等が挙げられる。 Examples of preferred P g, t-butyl group, t-amyl group, 1-methylcyclopentyl, 1-ethylcyclopentyl, 1-ethyl cyclohexyl group, a methoxymethyl group, an alkoxyalkyl group such as an ethoxyethyl group, Examples include a tetrahydropyranyl group, a tetrahydrofuranyl group, an alkoxy-substituted tetrahydropyranyl group, an alkoxy-substituted tetrahydrofuranyl group, a benzyl group, a p-methoxybenzyl group, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, and a t-butyldimethylsilyl group.

一般式(1A)、(2A)、(3)において、a、bはそれぞれ独立に1〜4の整数を表し、cは0〜4の整数を表す。n1は繰り返し数であり、2〜5000である。好ましくは、a、bは、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、より好ましくは1〜3の整数を表し、更に好ましくは1〜2の整数を表す。n1は、好ましくは、3〜3000であり、より好ましくは、5〜2000であり、更に好ましくは10〜1000である。   In general formula (1A), (2A), (3), a and b each independently represent an integer of 1 to 4, and c represents an integer of 0 to 4. n1 is a repetition number, and is 2-5000. Preferably, a and b each independently represent an integer of 1 to 4, more preferably an integer of 1 to 3, and still more preferably an integer of 1 to 2. n1 becomes like this. Preferably, it is 3-3000, More preferably, it is 5-2000, More preferably, it is 10-1000.

2)一般式(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物
本発明に用いられる一般式(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、該繰り返し単位を有するものであれば、いかなる合成方法によって合成されたものであっても良い。
本発明における一般式(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、好ましくは、下記一般式(2B)で表される単量体と前記一般式(3)で表される単量体とを縮合重合することによって得られるものである。
2) Polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1B) The polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1B) used in the present invention may be any compound having the repeating unit. It may be synthesized by any synthesis method.
The polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1B) in the present invention is preferably a monomer represented by the following general formula (2B) and a single monomer represented by the general formula (3). It is obtained by condensation polymerization with a body.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

式中、Arは、それぞれ独立に、炭素数6〜30の3〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Yは、酸性基または酸分解性基で保護された酸性基を表す。fは1〜4の整数を表す。RおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはシリル基を表す。 In the formula, each Ar 4 independently represents a 3 to 6-valent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent. Y 4 represents an acidic group protected with an acidic group or an acid-decomposable group. f represents an integer of 1 to 4. R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or a silyl group.

一般式(1B)及び(2B)において、Arは、一般式(1A)におけるAr又はArについて前述した有機基と同一の郡より選ばれ、好ましい範囲もAr又はArと同様である。Yは、一般式(1A)におけるY又はYについて前述した酸性基または酸分解性基で保護された酸性基と同一の郡より選ばれ、好ましい範囲もY又はYにおけると同様である。 In the general formulas (1B) and (2B), Ar 4 is selected from the same group as the organic group described above for Ar 1 or Ar 2 in the general formula (1A), and a preferable range is the same as that of Ar 1 or Ar 2 . is there. Y 4 is selected from the same group as the acidic group protected with the acidic group or acid-decomposable group described above for Y 1 or Y 2 in the general formula (1A), and the preferred range is the same as in Y 1 or Y 2 It is.

以下に、一般式(2B)で表される単量体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。以下にはRおよびRが水素原子の場合の単量体の具体例を示すが、RおよびRがシリル基の場合には、水素原子をシリル基に置き換えたものが好ましい具体例である。 Although the specific example of a monomer represented by general formula (2B) below is shown, it is not limited to these. Specific examples of the monomer in the case where R 1 and R 2 are hydrogen atoms are shown below, but when R 1 and R 2 are silyl groups, preferred examples are those in which the hydrogen atoms are replaced with silyl groups. It is.

Figure 2011075987
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本発明における一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、レリーフパターン形成に際してアルカリ現像液への溶解速度が高く、高い生産性が得られる観点から、酸価が100mgKOH/g以上であることが好ましい。酸価が、100mgKOH/g未満の場合、現像速度が遅くなって半導体装置の生産性が低くなること、また、酸価が高すぎるとリソグラフィー工程において像がぼやけてしまう傾向があることから、100mgKOH/g〜500gKOH/gがより好ましい。更に好ましくは150gKOH/g〜450mgKOH/gであり、特に好ましくは200gKOH/g〜400mgKOH/gである。   The polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) in the present invention has a high dissolution rate in an alkali developer when forming a relief pattern, and from the viewpoint of obtaining high productivity, an acid value. Is preferably 100 mgKOH / g or more. When the acid value is less than 100 mgKOH / g, the development speed becomes slow and the productivity of the semiconductor device decreases, and when the acid value is too high, the image tends to blur in the lithography process. / G to 500 gKOH / g is more preferable. More preferably, it is 150 gKOH / g-450 mgKOH / g, Most preferably, it is 200 gKOH / g-400 mgKOH / g.

本発明における一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の酸価は、酸性基の一部あるいは全てが保護基により保護されている場合には、保護基を外した状態での酸価を表すものである。即ち、本発明における高分子化合物(A)の酸価は、フリーの酸性基と保護基により保護された酸性基の合計を意味する。   The acid value of the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) in the present invention is such that when a part or all of the acidic group is protected by a protecting group, the protecting group is It represents the acid value in the removed state. That is, the acid value of the polymer compound (A) in the present invention means the total of free acidic groups and acidic groups protected by a protecting group.

本発明における酸性基は、好ましくは、保護基によって、1モル%〜100モル%保護されているのが好ましい。より好ましくは、10モル%〜90モル%、更に好ましくは20モル%〜80モル%保護される。   The acidic group in the present invention is preferably protected by 1 to 100 mol% by a protecting group. More preferably, 10 mol% to 90 mol%, still more preferably 20 mol% to 80 mol% is protected.

本発明における高分子化合物の酸価は、下記の手法により測定できる。
ポリマー0.2gを20mLのテトラヒドロフランに溶解し、0.1NのKOHメタノール溶液で滴定し、樹脂1g当りのKOHの消費量(mgKOH/g)を求める。指示薬はフェノールフタレインを用いる。
The acid value of the polymer compound in the present invention can be measured by the following method.
0.2 g of the polymer is dissolved in 20 mL of tetrahydrofuran, and titrated with a 0.1N KOH methanol solution, and the consumption of KOH per 1 g of resin (mgKOH / g) is determined. Phenolphthalein is used as the indicator.

本発明における一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の酸価を制御することによって、得られた樹脂組成物のアルカリ現像速度を向上させることができ、一般的なアルカリ現像液である2.38%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド)水溶液に対する膜の減少速度としては、好ましくは150nm/秒以上、より好ましくは200nm/秒以上、さらに好ましくは300nm/秒以上である。   By controlling the acid value of the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) in the present invention, the alkali development rate of the obtained resin composition can be improved. The reduction rate of the film with respect to a 2.38% TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution that is a typical alkaline developer is preferably 150 nm / second or more, more preferably 200 nm / second or more, and even more preferably 300 nm / second or more. It is.

一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物における酸価を制御する方法としては、一般式(1)におけるY、Y、Yの比率を変更することによって達成できる。 As a method of controlling the acid value in the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B), the ratio of Y 1 , Y 2 , Y 3 in the general formula (1) is changed. Can be achieved.

本発明における一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の分子量には特に制限はないが、アルカリ溶解速度や膜の機械特性が優れることから、一般式(1)で表される繰り返し単位の繰り返し数nで、2〜5000であり、好ましくは、3〜3000であり、更に好ましくは5〜2000である。
本発明における一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の分子量は、重量平均分子量で1,000〜500,000が好ましく、3,000〜300,000がより好ましく、5,000〜200,000が更に好ましい。なお、本発明において分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて求めることができる。
Although there is no restriction | limiting in particular in the molecular weight of the high molecular compound which has a repeating unit represented by general formula (1A) or (1B) in this invention, Since it is excellent in the alkali dissolution rate and the mechanical property of a film | membrane, general formula (1 The number of repeating units represented by n is 2 to 5000, preferably 3 to 3000, and more preferably 5 to 2000.
The molecular weight of the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) in the present invention is preferably 1,000 to 500,000 in terms of weight average molecular weight, more preferably 3,000 to 300,000. Preferably, 5,000-200,000 is more preferable. In the present invention, the molecular weight is measured by gel permeation chromatography and can be determined using a standard polystyrene calibration curve.

本発明における高分子化合物は、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と、一般式(3)で表される単量体とを重合させて得ることができる。一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体との重合は溶媒中で行うことが好ましい。一般式(2A)又は(2B)、および(3)で表される単量体の重合反応で使用する溶媒は、原料単量体が必要な濃度で溶解可能であり、かつ得られる重合体から形成する膜の特性に悪影響を与えないものであればどのようなものを使用しても良い。例えば水やメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、アセトン、アルコールアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、メチルベンゾエート等のエステル系溶媒、ジブチルエーテル、アニソール、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン、1,2,4,5−テトラメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、1,4−ジ−t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、1,3,5−トリ−t−ブチルベンゼン、4−t−ブチル−オルトキシレン、1−メチルナフタレン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、N−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、四塩化炭素、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒などが利用できる。   The polymer compound in the present invention can be obtained by polymerizing the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) and the monomer represented by the general formula (3). The polymerization of the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) and the monomer represented by the general formula (3) is preferably performed in a solvent. The solvent used in the polymerization reaction of the monomers represented by the general formulas (2A) or (2B) and (3) can dissolve the raw material monomer at a necessary concentration, and can be obtained from the obtained polymer. Any material that does not adversely affect the characteristics of the film to be formed may be used. For example, alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, propanol, etc., ketone solvents such as acetone, alcohol acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, Ester solvents such as methylbenzoate, ether solvents such as dibutyl ether, anisole, tetrahydrofuran, toluene, xylene, mesitylene, 1,2,4,5-tetramethylbenzene, pentamethylbenzene, isopropylbenzene, 1,4-diisopropyl Benzene, t-butylbenzene, 1,4-di-t-butylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, 1,3,5-tri-t-butylbenzene, 4-t Aromatic hydrocarbon solvents such as butyl-orthoxylene, 1-methylnaphthalene and 1,3,5-triisopropylbenzene, amide solvents such as N-methylpyrrolidinone and dimethylacetamide, carbon tetrachloride, dichloromethane, chloroform, 1 , 2-dichloroethane, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, and other halogen-based solvents, and hexane, heptane, octane, cyclohexane, and other aliphatic hydrocarbon-based solvents.

これらの中でより好ましい溶媒は、テトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン、アニソール、トルエン、キシレン、メシチレン、イソプロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、1,3,5−トリ−t−ブチルベンゼン、1−メチルナフタレン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、N−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼンであり、特に好ましくは、N−メチルピロリジノン、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒である。これらは単独でも2種以上を混合して用いてもよい。   Among these, more preferred solvents are tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, anisole, toluene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene, t-butylbenzene, 1,3,5-tri-t-butylbenzene, 1-methylnaphthalene, 1 Amide solvents such as 1,3,5-triisopropylbenzene, N-methylpyrrolidinone, dimethylacetamide, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, 1,2-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, particularly preferred Is an amide solvent such as N-methylpyrrolidinone and dimethylacetamide. These may be used alone or in admixture of two or more.

重合反応に用いる有機溶媒の沸点は50℃以上が好ましく、より好ましくは100℃以上であり、特に好ましくは150℃以上である。   The boiling point of the organic solvent used for the polymerization reaction is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and particularly preferably 150 ° C. or higher.

反応液中の溶質の濃度は好ましくは1質量%〜50質量%、より好ましくは5質量%〜30質量%、特に好ましくは10質量%〜20質量%である。   The concentration of the solute in the reaction solution is preferably 1% by mass to 50% by mass, more preferably 5% by mass to 30% by mass, and particularly preferably 10% by mass to 20% by mass.

本発明の重合体の製造に用いられる無機塩は、反応系中において一般式(2A)又は(2B)の単量体を求核性の金属塩に変換できるものであれば特に制限はないが、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ金属塩を生成するものが好ましい。従って一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ金属塩を別途合成し使用するか、重合反応前または同時に塩を形成しながら反応を進めることができる。アルカリ金属塩の種類としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられるが、特に好ましいのはカリウムとナトリウムである。アルカリ塩を形成させるために用いられる金属化合物としては、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩などが挙げられ、特に水酸化物および炭酸塩が好ましい。従って、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ塩を形成させるためには、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムが好ましい。本発明に用いられる無機塩は1種のみ、または2種以上を混合して用いてもよい。   The inorganic salt used in the production of the polymer of the present invention is not particularly limited as long as it can convert the monomer of the general formula (2A) or (2B) into a nucleophilic metal salt in the reaction system. A compound that generates an alkali metal salt of a monomer represented by the general formula (2A) or (2B) is preferable. Accordingly, the alkali metal salt of the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) can be separately synthesized and used, or the reaction can be carried out while forming a salt before or simultaneously with the polymerization reaction. Examples of the alkali metal salt include lithium, sodium, potassium, and the like, and potassium and sodium are particularly preferable. Examples of the metal compound used for forming the alkali salt include hydroxides, carbonates, bicarbonates, and the like, and hydroxides and carbonates are particularly preferable. Therefore, potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, and sodium carbonate are preferable in order to form the alkali salt of the monomer represented by the general formula (2A) or (2B). The inorganic salts used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.

これらアルカリ金属塩の使用量はその種類によって差があり、また基質によっても異なるが、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体の量を基準にその1〜8倍モルの範囲が好ましい。更に好ましくは2〜4倍モルの範囲である。アルカリ金属塩の量が、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体の量に対して1倍モル以下では一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ金属塩を充分に生成させることができず、従って高分子量の高分子化合物を得ることが困難となる。また、8倍モル以上の過剰量は、経済的に得策ではない。   The amount of these alkali metal salts used varies depending on the type, and also varies depending on the substrate, but it is 1 to 8 moles based on the amount of the monomer represented by the general formula (2A) or (2B). A range is preferred. More preferably, it is the range of 2-4 times mole. When the amount of the alkali metal salt is 1 mol or less with respect to the amount of the monomer represented by the general formula (2A) or (2B), the amount of the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) The alkali metal salt cannot be produced sufficiently, and it is difficult to obtain a high molecular weight polymer compound. Further, an excess amount of 8 times mole or more is not economically advantageous.

本発明の高分子化合物の製造における実際の重合反応は、以下に示す種々の形式で実施することができる。例えば(I)重合溶媒の存在下、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体とアルカリ金属塩と共沸脱水溶媒を加え、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ金属塩を共沸脱水させながら生成させた後、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体を加え、重合を行う方法、(II)重合溶媒の存在下、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体、アルカリ金属塩、共沸脱水溶媒、そして一般式(3)で表される単量体を加え、共沸脱水を実施し一般式(3)で表される単量体のアルカリ金属塩を生成させながら重合を行う方法、(III)一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ金属塩を別途生成し、重合溶媒存在下、これに一般式(3)で表される単量体を加え重合させる方法、(IV)一般式(2A)又は(2B)で表される単量体のアルカリ金属塩の水溶液を重合溶媒に加え、共沸溶媒と共に一般式(3)で表される単量体を更に加え重合を行う方法などが挙げられる。   The actual polymerization reaction in the production of the polymer compound of the present invention can be carried out in various forms shown below. For example, in the presence of (I) a polymerization solvent, a monomer represented by the general formula (2A) or (2B), an alkali metal salt, and an azeotropic dehydration solvent are added, and represented by the general formula (2A) or (2B). A method in which a monomer represented by the general formula (2A) or (2B) is added and polymerized after the formation of an alkali metal salt of the monomer to be azeotropically dehydrated, (II) the presence of a polymerization solvent Below, the monomer represented by the general formula (2A) or (2B), the alkali metal salt, the azeotropic dehydration solvent, and the monomer represented by the general formula (3) are added, and azeotropic dehydration is performed. A method of performing polymerization while producing an alkali metal salt of a monomer represented by the general formula (3), (III) separately from an alkali metal salt of a monomer represented by the general formula (2A) or (2B) And a method in which the monomer represented by the general formula (3) is added and polymerized in the presence of a polymerization solvent, and (IV) A method in which an aqueous solution of an alkali metal salt of a monomer represented by the formula (2A) or (2B) is added to a polymerization solvent, and the monomer represented by the general formula (3) is further added together with an azeotropic solvent to perform polymerization. Etc.

上記の重合方法の例で明らかなように、共沸による脱水は水と共沸する共沸溶媒が必要に応じて用いられる。その例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン類などの芳香族炭化水素の他、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素も挙げられるが、水と共沸すれば特に限定されるものではない。また、共沸溶媒の使用量は、反応系に存在する水分の量および共沸組成などから決定することができる。共沸溶媒を使用した脱水においては、水を共沸溶媒とともに留出させ、留出物は冷却されて凝縮し、水と共沸溶媒は二層に分離する。分離した共沸溶媒層が反応系に還流するようにしておけば、共沸溶媒が有効に使用されるため、大過剰の共沸溶媒を使用せずに脱水を完了することができる。共沸脱水に要する時間も、反応系に存在する水分の量、使用する共沸溶媒の量などによって異なるが、実用面からは10時間以内で行われることが好ましく、さらに5時間以内で完了することが一層好ましい。   As is apparent from the examples of the polymerization methods described above, azeotropic dehydration uses an azeotropic solvent azeotropic with water as necessary. Examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylenes, as well as halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and o-dichlorobenzene, which are particularly limited if azeotroped with water. is not. The amount of azeotropic solvent used can be determined from the amount of water present in the reaction system and the azeotropic composition. In dehydration using an azeotropic solvent, water is distilled together with the azeotropic solvent, the distillate is cooled and condensed, and water and the azeotropic solvent are separated into two layers. If the separated azeotropic solvent layer is refluxed to the reaction system, the azeotropic solvent is effectively used, so that dehydration can be completed without using a large excess of azeotropic solvent. The time required for azeotropic dehydration also varies depending on the amount of water present in the reaction system, the amount of azeotropic solvent to be used, etc., but in terms of practical use, it is preferably performed within 10 hours, and further completed within 5 hours. More preferably.

本発明における重合反応の最適な条件は、溶媒の種類、濃度等によって異なるが、反応温度について、好ましくは内温0℃〜230℃、より好ましくは100℃〜230℃、特に好ましくは140℃〜200℃で、反応時間について好ましくは1時間〜50時間、より好ましくは2時間〜40時間、特に好ましくは3時間〜30時間の範囲である。
また、高分子化合物の酸化分解を抑制するために不活性ガス雰囲気下(例えば窒素、アルゴン等)で反応させることが好ましい。また、望まない光反応を抑制するために遮光条件で重合することも好ましい。
Optimum conditions for the polymerization reaction in the present invention vary depending on the type and concentration of the solvent, but the reaction temperature is preferably 0 ° C to 230 ° C, more preferably 100 ° C to 230 ° C, and particularly preferably 140 ° C to At 200 ° C., the reaction time is preferably in the range of 1 hour to 50 hours, more preferably 2 hours to 40 hours, and particularly preferably 3 hours to 30 hours.
Moreover, it is preferable to make it react in inert gas atmosphere (for example, nitrogen, argon, etc.) in order to suppress the oxidative decomposition of a high molecular compound. It is also preferable to polymerize under light-shielding conditions in order to suppress unwanted photoreactions.

一般式(2A)又は(2B)および(3)で表される単量体は、高分子化合物を合成する際に、それぞれ1種ずつで使用してもよいし、一方を1種用い他方を2種以上用いてもよく、それぞれ2種以上を使用してもよい。   The monomers represented by the general formula (2A) or (2B) and (3) may be used individually by 1 type each when synthesizing a polymer compound, or one type is used and the other type is used. Two or more kinds may be used, and two or more kinds may be used respectively.

また、一般式(2A)又は(2B)および(3)で表される単量体を用いて高分子化合物を合成する際の一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体との仕込み比は、目的物が合成できる範囲であれば、どのような仕込み比でもよい。   In addition, a monomer represented by the general formula (2A) or (2B) when the polymer compound is synthesized using the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) and (3) The charging ratio with the monomer represented by the general formula (3) may be any charging ratio as long as the target product can be synthesized.

一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体との好ましい仕込み比は、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体の一般式(3)で表される単量体(3)に対するモル比で、0.6〜1.4の範囲に入ることが好ましい。更に好ましくは0.8〜1.2の範囲であり、特に高分子量の高分子化合物を得る目的のためには、上記のモル比を1付近にするのが良く、逆に、上記のモル比の範囲外で重合を行うと、高分子量の高分子化合物を得ることが難しくなる。   A preferable charging ratio between the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) and the monomer represented by the general formula (3) is a simple formula represented by the general formula (2A) or (2B). The molar ratio of the monomer to the monomer (3) represented by the general formula (3) is preferably in the range of 0.6 to 1.4. More preferably, it is in the range of 0.8 to 1.2. In particular, for the purpose of obtaining a high molecular weight polymer compound, the above molar ratio should be close to 1, and conversely, the above molar ratio. When the polymerization is carried out outside this range, it becomes difficult to obtain a high molecular weight polymer compound.

本発明の一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物は、前述の一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体とを縮重合することによるだけでなく、下記一般式(2C)又は(2D)で表される単量体と一般式(3B)で表される単量体とを縮重合することによっても得ることができる。   The polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) of the present invention is represented by the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) and the general formula (3). The monomer represented by the following general formula (2C) or (2D) is not condensed with the monomer represented by the general formula (3B). It can also be obtained by polymerization.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Ar、Ar、Ar、Ar、Y、Y、Y、Y、Z、a、b、c、fは、一般式(1A)、(1B)におけると同義である。R、R、XおよびXも、一般式(2A)、(2B)、(3)におけると同義である。 Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Z, a, b, c, and f are as defined in general formulas (1A) and (1B). R 1 , R 2 , X 1 and X 2 are also synonymous with those in the general formulas (2A), (2B) and (3).

一般式(2C)又は(2D)で表される単量体と一般式(3B)で表される単量体とを縮重合する反応条件は、前述の一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体とを縮重合する条件と同様であり、また、その好ましい範囲も同様である。   The reaction conditions for the condensation polymerization of the monomer represented by the general formula (2C) or (2D) and the monomer represented by the general formula (3B) are the above-described general formula (2A) or (2B). It is the same as the conditions which carry out the polycondensation of the monomer represented, and the monomer represented by General formula (3), The preferable range is also the same.

<酸性基を酸分解性基で保護する方法>
酸性基を酸分解性基で保護するには、種々の方法により行うことができる。例えば、重合に用いる単量体(2A)、(2B)、又は(3)として、酸性基Y,Y,Yが予め酸分解性基で保護されたものを使用することができる。又は、高分子化合物を重合した後に、酸性基を酸分解性基で保護することができる。
好ましくは、重合後に、高分子化合物の酸性基を酸分解性基で保護する方法である。高分子化合物の酸性基を酸分解性基で保護する方法としては、酸性基を持つ高分子化合物と、上述して保護基を持つアルコールやハロゲン化合物とを酸や塩基性触媒化で反応させることによって容易に保護することができる。
<Method of protecting acidic group with acid-decomposable group>
In order to protect an acidic group with an acid-decomposable group, various methods can be used. For example, as the monomer (2A), (2B), or (3) used for the polymerization, those in which the acidic groups Y 1 , Y 2 , Y 3 are previously protected with an acid-decomposable group can be used. Alternatively, after polymerizing the polymer compound, the acidic group can be protected with an acid-decomposable group.
Preferably, after polymerization, the acidic group of the polymer compound is protected with an acid-decomposable group. As a method for protecting the acidic group of a polymer compound with an acid-decomposable group, a polymer compound having an acid group is reacted with an alcohol or a halogen compound having a protecting group as described above by acid or basic catalysis. Can be easily protected by.

アルカリに対する溶解性に優れることと、得られるレリーフパターンの形成性や解像度が優れることから、酸性基は、その1モル%〜100モル%を酸分解性基で保護するのが好ましい。より好ましくは、10モル%〜90モル%、更に好ましくは20モル%〜80モル%を酸分解性基で保護される。   It is preferable to protect 1 mol% to 100 mol% of the acidic group with an acid-decomposable group, because of its excellent solubility in alkali and excellent relief pattern formation and resolution. More preferably, 10 mol% to 90 mol%, and still more preferably 20 mol% to 80 mol% are protected with an acid-decomposable group.

本発明に於いては、一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体に加えて、第3の単量体を共重合しても良い。第3の単量体としては、一般式(1)に導入可能でなものであれば特に限定されないが、得られる重合体の引張強度等の機械特性や耐熱性を制御する目的で導入することが可能である。
第3の単量体として下記の単量体を用いることができる。
In the present invention, in addition to the monomer represented by the general formula (2A) or (2B) and the monomer represented by the general formula (3), a third monomer is copolymerized. May be. The third monomer is not particularly limited as long as it can be introduced into the general formula (1), but is introduced for the purpose of controlling mechanical properties such as tensile strength and heat resistance of the resulting polymer. Is possible.
The following monomers can be used as the third monomer.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

第3の単量体の仕込み比は、全単量体に対してモル比で、0.001〜0.7の範囲に入ることが好ましい。より好ましくは、0.005〜0.5であり、更に好ましくは、0.0.01〜0.3である。   The charging ratio of the third monomer is preferably in the range of 0.001 to 0.7 in terms of molar ratio with respect to all monomers. More preferably, it is 0.005-0.5, More preferably, it is 0.0.01-0.3.

以下に、本発明の樹脂組成物に用いられる一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Although the specific example of the high molecular compound which has a repeating unit represented by general formula (1A) or (1B) used for the resin composition of this invention below is shown, this invention is not limited to these. .

Figure 2011075987
Figure 2011075987

2.ベンゾオキサジン化合物
本発明に用いられるベンゾオキサジン化合物は、芳香族炭化水素環と縮合したジヒドロオキサジン環を少なくとも一つ有する化合物であり、このジヒドロオキサジン環の開環重合反応により硬化するものであれば特に制限はなく、公知のベンゾオキサジン化合物等が利用可能である。ジヒドロオキサジン環と縮合する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましく挙げられ、これらの芳香族炭化水素環はメチル基等炭素数3以下のアルキル基やハロゲン等の置換基を有してもよいが、置換基を有しないものがよい。
2. Benzoxazine Compound The benzoxazine compound used in the present invention is a compound having at least one dihydrooxazine ring condensed with an aromatic hydrocarbon ring, and particularly if it is cured by a ring-opening polymerization reaction of this dihydrooxazine ring. There is no restriction | limiting, A well-known benzoxazine compound etc. can be utilized. Preferred examples of the aromatic hydrocarbon ring condensed with the dihydrooxazine ring include a benzene ring and a naphthalene ring, and these aromatic hydrocarbon rings have an alkyl group having 3 or less carbon atoms such as a methyl group or a substituent such as halogen. It may be, but those having no substituent are preferable.

ベンゼン環と縮合したジヒドロオキサジン環は、ジヒドロベンゾキサジン環と称され、これを含む化合物はジヒドロベンゾキサジン化合物といい、ナフタレン環と縮合したジヒドロオキサジン環は、ジヒドロナフトキサジン環と称され、これを含む化合物はジヒドロナフトキサジン化合物という。これはいずれも本発明におけるベンゾオキサジン化合物に包含される。   A dihydrooxazine ring condensed with a benzene ring is called a dihydrobenzoxazine ring, a compound containing the dihydrooxazine ring is called a dihydrobenzoxazine compound, and a dihydrooxazine ring condensed with a naphthalene ring is called a dihydronaphthoxazine ring. A compound containing this is called a dihydronaphthoxazine compound. All of these are included in the benzoxazine compound in the present invention.

ベンゾオキサジン化合物は、本発明における一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物との混合が容易であり、また硬化後の耐熱性が優れることから、下記一般式(5)で表されるジヒドロベンゾキサジン化合物、又は一般式(7)で表されるジヒドロナフトキサジン化合物が望ましい。   The benzoxazine compound is easy to mix with the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) in the present invention and has excellent heat resistance after curing. The dihydrobenzoxazine compound represented by (5) or the dihydronaphthoxazine compound represented by the general formula (7) is desirable.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

式中、R及びR10は炭素数1〜10の有機基、R11は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を表す。Yは、単結合、−C(CH−基、−CO−基、−O−、−S−、−SO−基、−CH−基、−C(CF−基、又は下記一般式(6)で表される基を表す。 In the formula, R 9 and R 10 represent an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and R 11 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Y is a single bond, —C (CH 3 ) 2 — group, —CO— group, —O—, —S—, —SO 2 — group, —CH 2 — group, —C (CF 3 ) 2 — group. Or a group represented by the following general formula (6).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

式中、R12は炭素数1〜10の有機基、R13は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基、R14はメチレン基又はp−キシリレン基を表す。mは1〜10の整数を示す。 In the formula, R 12 represents an organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 13 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 14 represents a methylene group or a p-xylylene group. m shows the integer of 1-10.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

式中、R15は水素又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、R16は炭素数1〜6のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基又は置換ナフチル基を示す In the formula, R 15 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 16 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, a phenyl group, a substituted phenyl group, a naphthyl group, or a substituted naphthyl group.

及びR10は炭素数1〜10の有機基であるが、好ましくはアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基である。
11は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基であるが、好ましくは水素原子又はアルキル基である。Yは、単結合、−C(CH−基、−CO−基、−O−、−S−、−SO−基、−CH−基、−C(CF−基、又は一般式(6)で表される基を示すが、好ましくは−C(CH−である。R15は水素又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、R16は炭素数1〜6のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基又は置換ナフチル基を示す。また、R12は炭素数1〜10の有機基を示すが、好ましくはアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基である。R13は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基であるが、水素原子又はアルキル基である、R14はメチレン基又はp−キシリレン基を示し、nは1〜10の整数を示す。
R 9 and R 10 are each an organic group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group, a phenyl group, or an alkylphenyl group.
R 11 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group. Y is a single bond, —C (CH 3 ) 2 — group, —CO— group, —O—, —S—, —SO 2 — group, —CH 2 — group, —C (CF 3 ) 2 — group. Or a group represented by formula (6), preferably —C (CH 3 ) 2 —. R 15 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 16 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, a phenyl group, a substituted phenyl group, a naphthyl group, or a substituted naphthyl group. R 12 represents an organic group having 1 to 10 carbon atoms, preferably an alkyl group, a phenyl group, or an alkylphenyl group. R 13 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, but is a hydrogen atom or an alkyl group, R 14 represents a methylene group or a p-xylylene group, and n represents an integer of 1 to 10.

本発明で使用する望ましいベンゾオキサジン化合物は、上記一般式(5)又は一般式(7)で表される化合物のみからなるものであってもよく、その部分重合物を少量含む化合物であってもよく、これらの混合物であってもよい。その他、ベンゾオキサジン化合物の製造の際、副生する少量の不純物、部分開環物、未反応物等を含んでいても良い。   Desirable benzoxazine compounds used in the present invention may be composed only of the compounds represented by the above general formula (5) or general formula (7), and may be compounds containing a small amount of a partial polymer thereof. It may be a mixture thereof. In addition, it may contain a small amount of impurities, partially ring-opened products, unreacted products, etc. that are produced as by-products during the production of the benzoxazine compound.

本発明に用いられるジヒドロベンゾキサジン化合物は公知の方法により製造することができる。好ましい反応原料の一例としては、下記一般式で示されるフェノール化合物、1級アミン及びアルデヒドがある。
a)フェノール化合物:HO−Ar30、又はHO−Ar40−OH
b)1級アミン:R−NH
c)アルデヒド:R’−CHO
The dihydrobenzoxazine compound used in the present invention can be produced by a known method. As an example of a preferable reaction raw material, there are a phenol compound, a primary amine and an aldehyde represented by the following general formula.
a) Phenol compound: HO—Ar 30 or HO—Ar 40 —OH
b) Primary amine: R—NH 2
c) Aldehyde: R'-CHO

ここで、Ar30は1価の芳香族基であり、Ar40は2価の芳香族基であるが、2環以上の多環の芳香族基であることが好ましく、ハロゲン、アルキル基等の置換基を有し得るが、OH基に対しオルト位に置換可能な水素を少なくとも一つ有する。
Rは、1価の脂肪族、芳香族等の有機基であるが、芳香族基であることが好ましく、ハロゲン等の置換基を有し得る。また、2環以上の多環の芳香族基であることも好ましい。好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基又は置換フェニル基である。
R’は、水素又は1価の脂肪族、芳香族等の有機基であるが、水素又は低級アルキル基が好ましい。
Here, Ar 30 is a monovalent aromatic group, and Ar 40 is a divalent aromatic group, but is preferably a polycyclic aromatic group having two or more rings, such as a halogen or an alkyl group. Although it may have a substituent, it has at least one hydrogen that can be substituted in the ortho position with respect to the OH group.
R is a monovalent aliphatic or aromatic organic group, preferably an aromatic group, and may have a substituent such as halogen. Moreover, it is also preferable that it is a polycyclic aromatic group of 2 or more rings. Preferably, it is a C1-C10 alkyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, or a substituted phenyl group.
R ′ is hydrogen or a monovalent aliphatic or aromatic organic group, preferably hydrogen or a lower alkyl group.

フェノール化合物、1級アミン及びアルデヒドからジヒドロベンゾキサジン化合物を得る反応の一例を下記に示す。   An example of a reaction for obtaining a dihydrobenzoxazine compound from a phenol compound, a primary amine and an aldehyde is shown below.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

上記反応式からフェノール化合物、1級アミン又はアルデヒドを変化させることにより、種々のジヒドロベンゾキサジン化合物が得られることが理解できる。例えば、上記一般式(5)で表されるジヒドロベンゾキサジン化合物を得る場合は、フェノール化合物、1級アミン及びアルデヒドとして、次に示す化合物が原料として使用される。なお、下記式において、φはp−フェニレンを示し、RとR10は同一であり得る。
a)フェノール化合物:HO−φ−Y−φ−OH
b)1級アミン:R−NH又はR10−NH
c)アルデヒド:R11−CHO
It can be understood from the above reaction formula that various dihydrobenzoxazine compounds can be obtained by changing the phenol compound, primary amine or aldehyde. For example, when obtaining the dihydrobenzoxazine compound represented by the general formula (5), the following compounds are used as raw materials as the phenol compound, primary amine and aldehyde. In the following formula, φ represents p-phenylene, and R 9 and R 10 may be the same.
a) Phenol compound: HO-φ-Y-φ-OH
b) Primary amine: R 9 —NH 2 or R 10 —NH 2
c) Aldehyde: R 11 —CHO

本発明に用いられるジヒドロベンゾキサジン化合物を合成するには、フェノール化合物が有する水酸基数をyとしたとき、1級アミンを(0.8〜1.2)×yモル、好ましくは(0.9〜1.1)×yモルを使用し、アルデヒドを(1.6〜2.4)×yモル、好ましくは(1.8〜2.2)×yモルを使用して反応させることが望ましい。   In order to synthesize the dihydrobenzoxazine compound used in the present invention, the primary amine is (0.8 to 1.2) × y mol, preferably (0. 9-1.1) xy moles can be used and the aldehyde can be reacted using (1.6-2.4) xy moles, preferably (1.8-2.2) xy moles. desirable.

ジヒドロベンゾキサジン化合物の原料となるフェノール化合物としては、オルト位の少なくとも一方に水素が結合しているフェノール類、多官能フェノール類、ビスフェノール類、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどのトリスフェノール類等が挙げられる。好ましくは、熱硬化物特性の観点から1分子中にフェノール性水酸基を2以上有する化合物である。具体的には、多官能フェノール類としてカテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ビスフェノール類としてビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ヘキサフルオロビスフェノールA等が挙げられる。また、フェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、レゾール樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール樹脂、メラミンフェノール樹脂、ポリブタジエン変性フェノール樹脂等が挙げられる。これらは、1種類あるいは2種類以上を用いることもできる。   Examples of the phenol compound used as a raw material of the dihydrobenzoxazine compound include phenols, polyfunctional phenols, bisphenols, 1,1,1-tris (4-hydroxyphenyl) in which hydrogen is bonded to at least one of the ortho positions. And trisphenols such as ethane. Preferably, it is a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule from the viewpoint of thermosetting properties. Specific examples of polyfunctional phenols include catechol, resorcinol, hydroquinone, and bisphenols include bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F, and hexafluorobisphenol A. Examples of the phenol resin include phenol novolac resin, resol resin, phenol-modified xylene resin, alkylphenol resin, melamine phenol resin, polybutadiene-modified phenol resin, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

1級アミンとしては、メチルアミン、ブチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族アミン、アニリン、トルイジン、アニシジン等の芳香族アミンを用いることができ、これらは、1種あるいは2種類以上を用いることもできる。
アルデヒドとしては、前記アルデヒドが使用できるが、ホルムアルデヒドを使用する場合は、ホルマリン水溶液として、またパラホルムアルデヒドとして、いずれの形態でも用いることができる。
As the primary amine, aliphatic amines such as methylamine, butylamine, and cyclohexylamine, and aromatic amines such as aniline, toluidine, and anisidine can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
As the aldehyde, the aldehyde can be used, but when formaldehyde is used, it can be used in any form as a formalin aqueous solution or as paraformaldehyde.

ジヒドロベンゾキサジン化合物として具体的には、次のようなジヒドロベンゾキサジン化合物が例示される。しかし、これらに限定されることなく、1種又は2種以上を用いることができる。   Specific examples of the dihydrobenzoxazine compound include the following dihydrobenzoxazine compounds. However, it is not limited to these, 1 type (s) or 2 or more types can be used.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Figure 2011075987
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また、本発明で使用するベンゾオキサジン化合物としては、ジヒドロナフトキサジン環を有する熱硬化性樹脂も利用可能である。このジヒドロナフトキサジン化合物は、ベンゾオキサジン化合物として単独で使用することもでき、上記のようなジヒドロベンゾキサジン化合物と、併用することもできる。ジヒドロナフトキサジン化合物の具体的な製造方法は、上記ジヒドロベンゾキサジン化合物と同様に、1級アミンをホルムアルデヒドへ徐々に加える方法により反応させたのち、ナフトール系水酸基を有する化合物を加え、20分〜24時間、70℃〜120℃に保つ。このとき、必要に応じて有機溶剤を用いることもできる。反応後、生成物を抽出等の合成化学的手法で単離、精製し、縮合水等の揮発成分を乾燥除去することにより目的とするジヒドロナフトキサジン化合物が得られる。   Further, as the benzoxazine compound used in the present invention, a thermosetting resin having a dihydronaphthoxazine ring can also be used. This dihydronaphthoxazine compound can be used alone as a benzoxazine compound, or can be used in combination with the dihydrobenzoxazine compound as described above. A specific method for producing a dihydronaphthoxazine compound is the same as the above-mentioned dihydrobenzoxazine compound. After reacting by a method of gradually adding a primary amine to formaldehyde, a compound having a naphthol-based hydroxyl group is added, and 20 minutes Keep at 70 ° C. to 120 ° C. for ˜24 hours. At this time, an organic solvent can also be used as needed. After the reaction, the product is isolated and purified by a synthetic chemical technique such as extraction, and a volatile component such as condensed water is removed by drying to obtain the desired dihydronaphthoxazine compound.

ジヒドロナフトキサジン化合物としては、具体的には、次のような化合物が好ましく挙げられる。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではない。   Specific examples of the dihydronaphthoxazine compound include the following compounds. However, the present invention is not limited to these.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Figure 2011075987
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本発明におけるベンゾオキサジン化合物は、加熱により開環重合反応を起こし、揮発分を発生させることなくフェノール性水酸基を生成しながら優れた特性を有する架橋構造を形成する。この硬化物は低吸湿性、高いガラス転移温度、高強度・高弾性率更には低硬化収縮率を示し、難燃性にも優れている。なお、ベンゾオキサジン化合物は硬化前は単一の化合物である場合もあり、少量の副反応物を含む混合物である場合もあり、上記化合物が部分的に重合したオリゴマーである場合もあるが、本発明でベンゾオキサジン化合物という場合は、いずれの場合をも含む。   The benzoxazine compound in the present invention causes a ring-opening polymerization reaction by heating, and forms a cross-linked structure having excellent characteristics while generating a phenolic hydroxyl group without generating a volatile component. This cured product exhibits low hygroscopicity, high glass transition temperature, high strength and high elastic modulus, and low cure shrinkage, and is excellent in flame retardancy. The benzoxazine compound may be a single compound before curing, may be a mixture containing a small amount of side reaction products, or may be a partially polymerized oligomer. In the invention, the term “benzoxazine compound” includes both cases.

本発明の樹脂組成物におけるベンゾオキサジン化合物の含有率は、一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物に対して、1質量%〜70質量%で用いるのが好ましい。より好ましくは5質量%〜50質量%であり、更に好ましくは10質量%〜35質量%である。   The content of the benzoxazine compound in the resin composition of the present invention is 1% by mass to 70% by mass with respect to the polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B). preferable. More preferably, it is 5 mass%-50 mass%, More preferably, it is 10 mass%-35 mass%.

3.樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物とベンゾオキサジン化合物とを含有する。
本発明の樹脂組成物は、その他に、感光剤、架橋剤、増感剤、熱酸発生剤、密着促進剤、溶剤等を含有することが好ましい。
特に好ましくは、本発明の樹脂組成物は感光剤を含有し、感光性樹脂組成物である。更に好ましくは、架橋剤を含有する感光性樹脂組成物である。
以下にこれらについて詳細に説明する。
3. Resin Composition The resin composition of the present invention contains a polymer compound having a repeating unit represented by the general formula (1A) or (1B) and a benzoxazine compound.
In addition, the resin composition of the present invention preferably contains a photosensitizer, a crosslinking agent, a sensitizer, a thermal acid generator, an adhesion promoter, a solvent, and the like.
Particularly preferably, the resin composition of the present invention contains a photosensitizer and is a photosensitive resin composition. More preferably, it is a photosensitive resin composition containing a crosslinking agent.
These will be described in detail below.

(感光剤)
本発明に用いられる感光剤は、露光により画像を形成する機能を感光性樹脂組成物に付与するかつ/またはそのきっかけを与える化合物を指す。具体的には、露光による酸を発生する化合物(光酸発生剤)や、感光性のキノンジアジド化合物、ジヒドロピリジン化合物等を挙げることができる。これら感光剤は2種以上を併用して用いることもできる。また、感度調整のために、増感剤などを併用して用いることもできる。
(Photosensitive agent)
The photosensitive agent used in the present invention refers to a compound that imparts a function of forming an image by exposure to the photosensitive resin composition and / or gives a trigger for the function. Specific examples include compounds that generate an acid upon exposure (photoacid generator), photosensitive quinonediazide compounds, and dihydropyridine compounds. Two or more of these photosensitizers can be used in combination. Moreover, a sensitizer etc. can also be used together for sensitivity adjustment.

(1)光酸発生剤
光酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
(1) Photoacid generator The photoacid generator is used as a photoinitiator for photocationic polymerization, a photoinitiator for photoradical polymerization, a photodecolorant for dyes, a photochromic agent, or a microresist. Known compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation and mixtures thereof can be appropriately selected and used.

たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。好ましい感光剤としては、スルホン酸を発生する化合物であるイミドスルホネート、オキシムスルホネート、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。   Examples thereof include diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, imide sulfonates, oxime sulfonates, diazodisulfones, disulfones, and o-nitrobenzyl sulfonates. Preferred photosensitizers include imide sulfonate, oxime sulfonate, and o-nitrobenzyl sulfonate, which are compounds that generate sulfonic acid.

また、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物を樹脂の主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号明細書、独国特許第3914407号明細書、および特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号の各公報等に記載の化合物を用いることができる。   Further, a group capable of generating an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, or a compound in which a compound is introduced into the main chain or side chain of the resin, for example, US Pat. No. 3,849,137, German Patent No. 3914407. Description and JP-A-63-26653, JP-A-55-164824, JP-A-62-69263, JP-A-63-146038, JP-A-63-163452, JP-A-62-153853 And compounds described in JP-A 63-146029, etc. can be used.

さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等の各明細書に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。   Further, compounds capable of generating an acid by light described in each specification such as US Pat. No. 3,779,778 and European Patent 126,712 can also be used.

活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。   Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, compounds represented by the following general formulas (ZI), (ZII), and (ZIII) can be exemplified.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

一般式(ZI)〜(ZIII)において、R201〜R207は、各々独立に有機基を表す。R201〜R207の有機基の炭素数は、それぞれ1〜30の範囲、好ましくは1〜20の範囲である。R201〜R207のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF 、PF 、SbF などが挙げられ、好ましくは炭素原子を有する有機アニオンである。
好ましい有機アニオンとしては、下記一般式に示す有機アニオンが挙げられる。
In general formulas (ZI) to (ZIII), R 201 to R 207 each independently represents an organic group. The number of carbons in the organic group R 201 to R 207 are ranges of 1 to 30, preferably from 1 to 20. Two members out of R 201 to R 207 may combine to form a ring structure, and the ring may contain an oxygen atom, a sulfur atom, an ester bond, an amide bond, or a carbonyl group. Examples of the group formed by combining two of R 201 to R 203 include an alkylene group (eg, butylene group, pentylene group).
X represents a non-nucleophilic anion, preferably sulfonate anion, carboxylate anion, bis (alkylsulfonyl) amide anion, tris (alkylsulfonyl) methide anion, BF 4 , PF 6 , SbF 6 — and the like. An organic anion having a carbon atom is preferable.
Preferable organic anions include organic anions represented by the following general formula.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

上記一般式に於いて、Rcは、有機基を表す。
Rcにおける有機基として、炭素数1〜30のものが挙げられ、好ましくは置換していてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−SON(Rd)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。
In the above general formula, Rc 1 represents an organic group.
Examples of the organic group for Rc 1 include those having 1 to 30 carbon atoms, and preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a plurality thereof, which may be substituted, is a single bond, —O—, — CO 2 -, - S -, - SO 3 -, - SO 2 N (Rd 1) - can be exemplified linked group a linking group such as.

Rdは、水素原子又はアルキル基を表す。
Rc、Rc及びRcは、各々独立に、有機基を表す。
Rc、Rc及びRcの有機基としては、Rcにおける好ましい有機基と同じものを挙げることができ、好ましくは、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。
RcとRcが結合して環を形成していてもよい。
RcとRcが結合して形成される基としてはアルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2〜4のパーフルオロアルキレン基である。
Rd 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
Rc 3 , Rc 4 and Rc 5 each independently represents an organic group.
Examples of the organic group of Rc 3 , Rc 4, and Rc 5 include the same organic groups as those of Rc 1 , preferably a C 1-4 perfluoroalkyl group.
Rc 3 and Rc 4 may be bonded to form a ring.
Examples of the group formed by combining Rc 3 and Rc 4 include an alkylene group, a cycloalkylene group, and an arylene group. Preferably it is a C2-C4 perfluoroalkylene group.

Rc及びRc〜Rcの有機基として、好ましくは1位がフッ素原子またはフルオロアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子またはフルオロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子またはフルオロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。また、RcとRcが結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上し、好ましい。 The organic group of Rc 1 and Rc 3 to Rc 5 is preferably an alkyl group substituted at the 1-position with a fluorine atom or a fluoroalkyl group, or a phenyl group substituted with a fluorine atom or a fluoroalkyl group. By having a fluorine atom or a fluoroalkyl group, the acidity of the acid generated by light irradiation is increased and the sensitivity is improved. Further, Rc 3 and Rc 4 are preferably bonded to form a ring, so that the acidity of the acid generated by light irradiation is increased, and the sensitivity is improved, which is preferable.

これらの中で、トリアリールスルホニウム塩のアリール基の少なくとも一つが電子吸引性基を置換基として有することが好ましく、更に、アリール骨格に結合する置換基のハメット値の総和が0.18より大きいことが好ましい。   Of these, at least one of the aryl groups of the triarylsulfonium salt preferably has an electron-withdrawing group as a substituent, and the sum of Hammett values of substituents bonded to the aryl skeleton is greater than 0.18. Is preferred.

ここで、電子吸引性基とは、ハメット値(Hammet置換基定数σ)が0より大きい置換基を意味する。本発明においては、高感度化の観点から、光酸発生剤中のアリール骨格に結合する置換基のハメット値の総和が0.18以上であることが好ましく、0.46より大きいことがより好ましく、0.60より大きいことが更に好ましい。   Here, the electron-withdrawing group means a substituent having a Hammett value (Hammet substituent constant σ) larger than 0. In the present invention, from the viewpoint of increasing sensitivity, the sum of Hammett values of substituents bonded to the aryl skeleton in the photoacid generator is preferably 0.18 or more, more preferably greater than 0.46. More preferably, it is larger than 0.60.

また、ハメット値は、トリアリールスルホニウム塩構造を有するカチオンの電子吸引性の程度を表すものであり、高感度化の観点からは特に上限値はないが、反応性と安定性との観点からは、0.46を超え4.0未満であることが好ましく、より好ましくは0.50を超え、3.5未満であり、特に好ましくは0.60を超え3.0未満の範囲である。   The Hammett value represents the degree of electron withdrawing property of a cation having a triarylsulfonium salt structure, and there is no particular upper limit from the viewpoint of increasing sensitivity, but from the viewpoint of reactivity and stability. , More than 0.46 and less than 4.0, more preferably more than 0.50 and less than 3.5, and particularly preferably more than 0.60 and less than 3.0.

なお、本発明におけるハメット値は、稲本直樹 編、化学セミナー10 ハメット則−構造と反応性−(1983年、丸善(株)発行)に記載の数値を用いている。
アリール骨格に導入する電子吸引性基としては、トリフルオロメチル基、ハロゲン原子、エステル基、スルホキシド基、シアノ基、アミド基、カルボキシル基、カルボニル基等が挙げられる。これらの置換基のハメット値を以下に示す。トリフルオロメチル基(−CF、m:0.43、p:0.54)、ハロゲン原子〔例えば、−F(m:0.34、p:0.06)、−Cl(m:0.37、p:0.23)、−Br(m:0.39、p:0.23)、−I(m:0.35、p:0.18)〕、エステル基(例えば、−COCH 3、o:0.37、p:0.45)、スルホキシド基(例えば、−SOCH、m:0.52、p:0.45)、シアノ基(−CN、m:0.56、p:0.66)、アミド基(例えば、−NHCOCH、m:0.21、p:0.00)、カルボキシル基(−COOH、m:0.37、p:0.45)、カルボニル基(−CHO、m:0.36、p:0.43)等が挙げられる。かっこ内は、その置換基のアリール骨格における導入位置と、そのハメット値を表し、例えば(m:0.50)とは、当該置換基がメタ位に導入された時のハメット値が0.50であることを示す。
In addition, the Hammett value in the present invention uses the numerical value described in Naoki Inamoto, edited by Chemistry Seminar 10 Hammett's Rule-Structure and Reactivity (1983, published by Maruzen Co., Ltd.).
Examples of the electron-withdrawing group introduced into the aryl skeleton include a trifluoromethyl group, a halogen atom, an ester group, a sulfoxide group, a cyano group, an amide group, a carboxyl group, and a carbonyl group. The Hammett values of these substituents are shown below. A trifluoromethyl group (—CF 3 , m: 0.43, p: 0.54), a halogen atom [eg, —F (m: 0.34, p: 0.06), —Cl (m: 0. 37, p: 0.23), -Br (m: 0.39, p: 0.23), -I (m: 0.35, p: 0.18)], an ester group (for example, -COCH 3 , O: 0.37, p: 0.45), sulfoxide group (for example, —SOCH 3 , m: 0.52, p: 0.45), cyano group (—CN, m: 0.56, p: 0.66), an amide group (for example, —NHCOCH 3 , m: 0.21, p: 0.00), a carboxyl group (—COOH, m: 0.37, p: 0.45), a carbonyl group (— CHO, m: 0.36, p: 0.43) and the like. The parenthesis represents the introduction position of the substituent in the aryl skeleton and the Hammett value. For example, (m: 0.50) means that the Hammett value when the substituent is introduced at the meta position is 0.50. Indicates that

これらの置換基のなかでも、疎水性の観点から、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基等の非イオン性の置換基が好ましく、なかでも、反応性の観点から−Clが好ましく、疎水性を与えるという観点からは、−F、−CF、−Cl、−Brが好ましい。 Among these substituents, nonionic substituents such as a halogen atom and a halogenated alkyl group are preferable from the viewpoint of hydrophobicity. Among them, —Cl is preferable from the viewpoint of reactivity, and imparts hydrophobicity. from the viewpoint, -F, -CF 3, -Cl, -Br are preferable.

これらの置換基は、トリアリールスルホニウム塩構造の3つのアリール骨格のいずれか一つに導入されていてもよく、2以上のアリール骨格に導入されていてもよい。また、3つのアリール骨格のそれぞれに導入される置換基は、1つでも複数でもよい。本発明においては、これらのアリール骨格に導入された置換基のハメット値の総和が0.18を超えるものが好ましく、0.46を越えるものがより好ましい。導入される置換基の数は、任意である。例えば、トリアリールスルホニウム塩構造のアリール骨格のうち1ヶ所に特にハメット値の大きい(例えば、ハメット値が単独で0.46を超える)置換基を1つだけ導入していてもよい。また、例えば、複数の置換基が導入されそれぞれのハメット値の合計が0.46を超えるものを導入してもよい。   These substituents may be introduced into any one of the three aryl skeletons of the triarylsulfonium salt structure, or may be introduced into two or more aryl skeletons. Moreover, the substituent introduced into each of the three aryl skeletons may be one or plural. In the present invention, the sum of Hammett values of substituents introduced into these aryl skeletons is preferably more than 0.18, more preferably more than 0.46. The number of substituents to be introduced is arbitrary. For example, only one substituent having a particularly large Hammett value (for example, a Hammett value exceeding 0.46 alone) may be introduced into one position of an aryl skeleton having a triarylsulfonium salt structure. Moreover, for example, a plurality of substituents introduced and the sum of the Hammett values exceeding 0.46 may be introduced.

上記のように、置換基のハメット値は導入される位置によって異なるため、本発明に係る光酸発生剤におけるハメット値の総和は、置換基の種類、導入位置、導入数により確定されることになる。
なお、ハメット値は、通常、m位、p位で表されるが、本発明においては、電子吸引性の指標として、o位での置換基効果はp位と同値として計算する。好ましい置換位置としては、合成上の観点からm位、p位が好ましく、p位が最も好ましい。
As described above, since the Hammett value of the substituent varies depending on the position of introduction, the sum of Hammett values in the photoacid generator according to the present invention is determined by the type of substituent, the introduction position, and the number of introductions. Become.
The Hammett value is usually expressed in the m-position and p-position, but in the present invention, the substituent effect at the o-position is calculated as the same value as the p-position as an index of electron withdrawing. Preferred substitution positions are preferably m-position and p-position, and most preferably p-position, from the viewpoint of synthesis.

本発明において好ましいのは、ハロゲン原子により3置換以上されているスルホニウム塩であり、最も好ましいのは、クロロ基により3置換されているスルホニウム塩であり、具体的には、3つのアリール骨格のそれぞれにハロゲン原子、最も好ましくは、−Clが導入されたトリアリールスルホニウム塩構造を有するものが好ましく、−Clがp位に置換されているものがより好ましい。   Preferred in the present invention is a sulfonium salt that is tri- or more substituted with a halogen atom, and most preferred is a sulfonium salt that is tri-substituted with a chloro group, specifically, each of the three aryl skeletons. A halogen atom, most preferably a triarylsulfonium salt structure in which —Cl is introduced, is preferable, and a structure in which —Cl is substituted at the p-position is more preferable.

本発明の樹脂組成物が含有するトリアリールスルホニウム塩が有するスルホン酸アニオンとしては、例えば、アリールスルホン酸アニオン、アルカンスルホン酸アニオンなどが挙げられ、フッ素原子又はフッ素原子を有する有機基で置換されているアニオンが好ましい。   Examples of the sulfonate anion included in the triarylsulfonium salt contained in the resin composition of the present invention include an arylsulfonate anion and an alkanesulfonate anion, which are substituted with a fluorine atom or an organic group having a fluorine atom. An anion is preferred.

トリアリールスルホニウム塩構造を有する化合物は、例えば、J.Am.Chem.Soc.第112巻(16)、1990年;pp.6004−6015、J.Org.Chem.1988年;pp.5571−5573、WO02/081439A1パンフレット、或いは欧州特許(EP)第1113005号明細書等に記載の方法により容易に合成することが可能である。
以下に具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
Compounds having a triarylsulfonium salt structure are disclosed in, for example, J. Org. Am. Chem. Soc. 112 (16), 1990; 6004-6015, J.A. Org. Chem. 1988; It can be easily synthesized by the methods described in 5571-5573, WO02 / 081439A1 pamphlet, or European Patent (EP) No. 1113005.
Although a specific example is given below, it is not limited to these.

Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物(光酸発生剤)としては、発生酸としてpKaが2以下と強い、スルホン酸や電子吸引基の置換したアルキル乃至はアリールカルボン酸、同じく電子吸引基の置換したジスルホニルイミドなどが好ましい。電子吸引基としてはF原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、ニトロ基、シアノ基を挙げることができる。
光酸発生剤としては、例えばN−ヒドロキシイミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート等を挙げることができる。
Among the compounds that generate an acid upon irradiation with actinic rays or radiation, preferred compounds (photoacid generators) include pKa as strong as 2 or less as a generated acid, alkyl or arylcarboxylic acid substituted with sulfonic acid or an electron withdrawing group. Acid, disulfonylimide substituted with an electron withdrawing group, and the like are preferable. Examples of the electron withdrawing group include a halogen atom such as an F atom, a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, a nitro group, and a cyano group.
Examples of the photoacid generator include N-hydroxyimide sulfonate compounds and oxime sulfonates.

光酸発生剤として好ましいイミドスルホネート化合物としては、以下の一般式の化合物を挙げることができる。   Preferred imide sulfonate compounds as photoacid generators include compounds of the following general formula.

Figure 2011075987
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式中、C(炭素原子)とC(炭素原子)間は単結合あるいは二重結合で結合され、R51又はR52は、同じでも異なってもよく、下記(1)〜(4)のいずれかを表し、(1)それぞれ独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基(2)C、Cとともに1つあるいは複数のヘテロ原子を含んでよい単環または多環を形成する。(3)CとCとを含む縮合した芳香環を形成する、(4)N−スルフォニルオキシイミドを含む残基を表す。 In the formula, C 1 (carbon atom) and C 2 (carbon atom) are bonded by a single bond or a double bond, and R 51 or R 52 may be the same or different, and the following (1) to (4) (1) each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group (2) a monocyclic or polycyclic ring that may contain one or more heteroatoms together with C 1 and C 2 Form. (3) Represents a residue containing (4) N-sulfonyloxyimide, which forms a condensed aromatic ring containing C 1 and C 2 .

53はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、置換基を有してよいアリール基、置換基を有してよいアラルキル基、又は樟脳基を表す。
一般式(PA−5)における、R51およびR52が(1)のケースに当たる場合、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基の様な炭素数1〜4個のアルキル基があげられる。シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、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炭素数3〜8個のものがあげられる。アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基の様な炭素数6〜14個のものをあげることができる。R51およびR52が(2)のケースに当たる場合、例えば以下の様な部分構造をあげることができる。
R 53 represents an alkyl group, a halogenated alkyl group, a cyclic alkyl group, an alkenyl group, an aryl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, or a camphor group.
In the general formula (PA-5), when R 51 and R 52 correspond to the case of (1), the alkyl group includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, Examples thereof include alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as tert-butyl group. Examples of the cycloalkyl group include those having 3 to 8 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and cyclooctyl group. Examples of the aryl group include those having 6 to 14 carbon atoms such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, mesityl group, and naphthyl group. When R 51 and R 52 correspond to the case of (2), for example, the following partial structure can be given.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

51およびR52が(3)のケースに当たる場合、例えば以下の様な部分構造をあげることができる。 When R 51 and R 52 correspond to the case of (3), for example, the following partial structure can be given.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

51およびR52が(4)のケースに当たる場合は、いわゆる少なくとも2つのN−スルフォニルオキシイミド残基が上記(1)〜(3)の部分構造を有するR51およびR52の部分で単結合もしくは以下のような2価の有機基で結合したものをあげることができる。但し、下記連結基は単独であるいは2つ以上の組合せで使用される。
〔2価の有機基〕:−O−、−S−、−SO−、−SO−、−NH−、−CO−、−CO−、−NHSO−、−NHCO−、−NHCO
When R 51 and R 52 correspond to the case of (4), so-called at least two N-sulfonyloxyimide residues are a single bond at the portion of R 51 and R 52 having the partial structures of (1) to (3) above. Or the thing couple | bonded with the following bivalent organic groups can be mention | raise | lifted. However, the following linking groups are used alone or in combination of two or more.
[Divalent organic group]: -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -, - NH -, - CO -, - CO 2 -, - NHSO 2 -, - NHCO -, - NHCO 2 −

53のアルキル基としては炭素数1個〜20個の直鎖あるいは分岐のアルキル基をあげることができる。好ましくは炭素数1個〜16個の直鎖あるいは分岐のアルキル基であり、更に好ましくは炭素数1個〜12個のものである。炭素数が21個以上のアルキル基の場合、感度、解像力が低下するため好ましくない。ハロゲン化アルキル基としては上記アルキル基の1つあるいは2つ以上の水素原子がハロゲン化されたものをあげることができる。置換するハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子をあげることができる。好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子であり、特に好ましくはフッ素原子である。但し、置換するハロゲン原子は一分子当たり複数の種類であってもよい。環状アルキル基としては、シクロプロピル基、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の炭素数3個〜12個のシクロアルキル基やノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデカニル基等の多環状置換基をあげることができる。アルケニル基としては炭素数1個〜20個の直鎖あるいは分岐のアルケニル基をあげることができる。好ましくは炭素数1個〜16個の直鎖あるいは分岐のアルケニル基であり、更に好ましくは炭素数1個〜12個のものである。炭素数が21個以上のアルケニル基の場合、感度、解像力が低下するため好ましくない。 Examples of the alkyl group for R 53 include linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms. Preferred is a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferred is one having 1 to 12 carbon atoms. In the case of an alkyl group having 21 or more carbon atoms, sensitivity and resolving power decrease, which is not preferable. Examples of the halogenated alkyl group include those in which one or two or more hydrogen atoms of the alkyl group are halogenated. Examples of the halogen atom to be substituted include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Preferred are a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom, and particularly preferred is a fluorine atom. However, the halogen atom to be substituted may be plural types per molecule. The cyclic alkyl group includes a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group, and a polycyclic substituent such as a norbornyl group, an adamantyl group, and a tricyclodecanyl group. Can give. Examples of the alkenyl group include linear or branched alkenyl groups having 1 to 20 carbon atoms. Preferred is a linear or branched alkenyl group having 1 to 16 carbon atoms, and more preferred is one having 1 to 12 carbon atoms. In the case of an alkenyl group having 21 or more carbon atoms, sensitivity and resolving power decrease, which is not preferable.

53のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基をあげることができ、アラルキル基としてはベンジル基をあげることができる。アリール基とアラルキル基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等の低級アルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トルイル基、キシリル基、メシチル基等のアリール基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等の低級アルコキシ基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基、ホルミル基、アセチル基等のアシル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子をあげることができる。好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等の低級アルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トルイル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等の低級アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子である。なおアリール基、アラルキル基上の置換基は2種類以上であっても構わない。 Examples of the aryl group of R 53 include a phenyl group and a naphthyl group, and examples of the aralkyl group include a benzyl group. Examples of the substituent of the aryl group and the aralkyl group include a lower alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a tert-butyl group, a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, a phenyl group, a toluyl group, Aryl group such as xylyl group, mesityl group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group and other lower alkoxy groups, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, etc. And an acyl group such as alkenyl group, formyl group and acetyl group, and halogen atoms such as hydroxy group, carboxy group, cyano group, nitro group, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. Preferably, a lower alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, cyclohexyl group, phenyl group, toluyl group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, sec-butoxy Group, lower alkoxy group such as tert-butoxy group, halogen atom such as cyano group, nitro group, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom. Two or more kinds of substituents on the aryl group and the aralkyl group may be used.

以下にこれらの化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of these compounds are shown below, but are not limited thereto.

Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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光酸発生剤として好ましいオキシムスルホネート化合物としては以下の一般式(PA−6)の化合物を挙げることができる。   Preferred examples of the oxime sulfonate compound as the photoacid generator include compounds of the following general formula (PA-6).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

一般式(PA−6)中、R61及びR62は、それぞれ独立に炭素数1〜16の置換基を有していても良いアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、置換基を有していても良いアリール基、ヘテロアリール基、シアノ基、を表す。また、R61及びR62は、炭素数2から8の置換基を有していても良いアルキレン鎖、アルケニレン鎖、アルキニリン鎖、または、置換基を有していても良いフェニレン、フリーレン、チエニレン、−O−、−S−、−N−、−CO−を含む連結鎖を介して、別の一般式(PA−6)で表される化合物のR61またはR62と結合されていても良い。R63は炭素数1〜16個の置換基を有していても良いアルキル基、シクロアルキル基、置換基を有していても良いアリール基を表す。 In General Formula (PA-6), R 61 and R 62 are each independently an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, or a cycloalkenyl group, which may have a substituent having 1 to 16 carbon atoms. Represents an aryl group, a heteroaryl group or a cyano group which may have a substituent. R61 and R62 are alkylene chain, alkenylene chain, alkynylline chain, which may have a substituent having 2 to 8 carbon atoms, or phenylene, freelene, thienylene, -O which may have a substituent. It may be bonded to R 61 or R 62 of the compound represented by another general formula (PA-6) through a linking chain containing —, —S—, —N—, and —CO—. R 63 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group which may have a substituent, which may have a substituent having 1 to 16 carbon atoms.

61〜R63における炭素数1〜16個のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、t−アミル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、i−オクチル基、n−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基等のアルキル基、トリフルオロメチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロ−t−ブチル基、ペルフルオロオクチル基、ペルフルオロウンデシル基、1,1−ビストリフルオロメチルエチル基、等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 16 carbon atoms in R 61 to R 63 include methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, butyl group, i-butyl group, t-butyl group, t-amyl group, alkyl groups such as n-hexyl group, n-octyl group, i-octyl group, n-decyl group, undecyl group, dodecyl group, hexadecyl group, trifluoromethyl group, perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluoro-t- Examples thereof include a butyl group, a perfluorooctyl group, a perfluoroundecyl group, and a 1,1-bistrifluoromethylethyl group.

61及びR62におけるアルケニル基としては、アリル基、メタリル基、ビニル基、メチルアリル基、1−ブテニル基、3−ブテニル基、2−ブテニル基、1,3−ペンタジエニル基、5−ヘキセニル基、2−オキソ−3−ペンテニル基、デカペンタエニル基、7−オクテニル基等が挙げられる。
61及びR62におけるアルキニル基としては、エチニル基、プロパルギル基、2−ブチニル基、4−ヘキシニル基、2−オクチニル基、フェニルエチニル基、シクロヘキシルエチニル基等が挙げられる。
Examples of the alkenyl group for R 61 and R 62 include allyl group, methallyl group, vinyl group, methylallyl group, 1-butenyl group, 3-butenyl group, 2-butenyl group, 1,3-pentadienyl group, 5-hexenyl group, A 2-oxo-3-pentenyl group, a decapentaenyl group, a 7-octenyl group and the like can be mentioned.
Examples of the alkynyl group in R 61 and R 62 include an ethynyl group, a propargyl group, a 2-butynyl group, a 4-hexynyl group, a 2-octynyl group, a phenylethynyl group, and a cyclohexylethynyl group.

61〜R63におけるシクロアルキル基としては、置換基を有していてもよい、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個のものが挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group in R 61 to R 63 include those having 3 to 8 carbon atoms, such as a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group, which may have a substituent.

61及びR62におけるシクロアルケニル基としては、シクロブテニル基、シクロヘキセニル基、シクロペンタジエニル基、ビシクロ〔4.2.4〕ドデカ−3,7−ジエン−5−イル基等が挙げられる。 Examples of the cycloalkenyl group for R 61 and R 62 include a cyclobutenyl group, a cyclohexenyl group, a cyclopentadienyl group, a bicyclo [4.2.4] dodeca-3,7-dien-5-yl group, and the like.

61〜R63におけるアリール基としては、置換基を有していてもよい、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基、ナフチル基のような炭素数6〜14個のものが挙げられる。 Examples of the aryl group in R 61 to R 63 include those having 6 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a tolyl group, a methoxyphenyl group, and a naphthyl group, which may have a substituent.

上記の置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、沃素原子)、シアノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アラルキル基、下記式(1A)で示される基等が挙げられる。
ここでアルキル基、シクロアルキル基は上記で挙げたものと同義である。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基のような炭素数1〜4個のものが挙げられる。アラルキル基としては、ベンジル基、ナフチルメチル基、フリル基、チエニル基などが挙げられる。
The above substituents include alkyl groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms (fluorine atoms, chlorine atoms, iodine atoms), cyano groups, hydroxy groups, carboxy groups, nitro groups, aryloxy groups, alkylthio groups, aralkyls. And groups represented by the following formula (1A).
Here, the alkyl group and the cycloalkyl group have the same meanings as described above. Examples of the alkoxy group include those having 1 to 4 carbon atoms such as methoxy group, ethoxy group, hydroxyethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group and t-butoxy group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group, a naphthylmethyl group, a furyl group, and a thienyl group.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

上記式(1A)中、R61及びR62は、前記一般式(PA−6)中のR61及びR62と同義である。
一般式(PA−6)で表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
In the formula (1A), R 61 and R 62 have the same meanings as R 61 and R 62 in formula (PA-6).
Specific examples of the compound represented by the general formula (PA-6) are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Figure 2011075987
Figure 2011075987

より好ましいオキシムスルホネート化合物の具体例としては、下記(z66)〜(z70)が挙げられる。   Specific examples of more preferable oxime sulfonate compounds include the following (z66) to (z70).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

光酸発生剤として好ましいニトロベンジルスルホネートの一般式としては一般式(TA−9)で表される化合物を挙げることができる。   As a general formula of nitrobenzyl sulfonate preferable as a photoacid generator, a compound represented by the general formula (TA-9) can be given.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

この式のZは、炭素数1〜30のアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、炭素数1〜30のハロゲン置換されたアルキル基、ハロゲン置換されたアリール基、ハロゲン置換されたアルキルアリール基、炭素数6〜30のニトロ置換されたアリール基、ニトロ置換されたアルキルアリール基、炭素数6〜30ニトロ置換基とハロゲン置換基を有するアリール基、ニトロ置換基とハロゲン置換基を有するアルキルアリール基、及び、式CSOCHR’C4−m(NO)を有する基(R’は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のアシル基)からえらばれ、Rは水素原子、メチル基、及び炭素数6〜30のニトロ置換されたアリール基から選ばれ、各Qは炭素数1〜30の炭化水素基、ヒドロカルボノキシ基、NO、ハロゲン原子及び有機ケイ素基から独立に選ばれ、mの値は0、1又は2であり、但しQは酸性の基ではない。また、Rは、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のアシル基を表す。
一般式(TA−9)で表される化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物を挙げることができる。
Z in this formula is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group, an alkylaryl group, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a halogen-substituted aryl group, a halogen-substituted alkylaryl group, Nitro-substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, nitro-substituted alkylaryl group, aryl group having 6 to 30 carbon atoms and halogen substituent, alkylaryl group having nitro substituent and halogen substituent and groups having the formula C 6 H 4 SO 3 CHR'C 6 H 4-m Q m (NO) 2 (R ' is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms, R 9 is selected from a hydrogen atom, a methyl group, and a nitro-substituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and each Q is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, Independently selected from a droxycarbonoxy group, NO 2 , a halogen atom and an organosilicon group, the value of m is 0, 1 or 2 provided that Q is not an acidic group. R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms.
Specific examples of the compound represented by the general formula (TA-9) include the following compounds.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

本発明の樹脂組成物において、光酸発生剤の配合量は、(A)高分子化合物の総量を100質量部としたとき、0.5質量部〜30質量部が好ましく、2質量部〜20質量部がより好ましい。
光酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
In the resin composition of the present invention, the blending amount of the photoacid generator is preferably 0.5 parts by mass to 30 parts by mass when the total amount of the polymer compound (A) is 100 parts by mass, and 2 parts by mass to 20 parts by mass. Part by mass is more preferable.
A photo-acid generator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(2)キノンジアジド感光剤
キノンジアジド感光剤としてのo−キノンジアジド感光剤は、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物、アミノ化合物などとを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる。
前記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が使用できるが、感度の点ではナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリドの使用が好ましい。
(2) Quinonediazide photosensitizer The o-quinonediazide photosensitizer as the quinonediazide photosensitizer can be obtained, for example, by subjecting o-quinonediazidesulfonyl chlorides to a hydroxy compound, an amino compound or the like in the presence of a dehydrochlorinating agent.
Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chlorides include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, and naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride. However, naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride is preferable in terms of sensitivity.

前記ヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’,3’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどが使用できる。
前記アミノ化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、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、ビス(3−アミノ4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ3−ヒドロキシフェニル)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、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(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などが使用できる。
As the hydroxy compound, for example, hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,3,4 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 3′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4, 3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4b, 5,9b, 10-tetrahydro -1,3,6,8-tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2,1-a] i Den, tris (4-hydroxyphenyl) methane, and tris (4-hydroxyphenyl) ethane can be used.
Examples of the amino compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 4,4′-diaminodiphenyl. sulfide, o- aminophenol, m- aminophenol, p- aminophenol, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino 4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3-amino-4- Hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4 An amino 3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane can be used.

o−キノンジアジドスルホニルクロリドとヒドロキシ化合物及び/又はアミノ化合物とは、o−キノンジアジドスルホニルクロリド1モルに対して、ヒドロキシ基とアミノ基の合計が0.5〜1当量になるように配合されることが好ましい。脱塩酸剤とo−キノンジアジドスルホニルクロリドの好ましい割合は、1/1〜1/0.9の範囲である。好ましい反応温度は0℃〜40℃、好ましい反応時間は1時間〜24時間とされる。   The o-quinonediazide sulfonyl chloride and the hydroxy compound and / or amino compound may be blended so that the total of hydroxy group and amino group is 0.5 to 1 equivalent with respect to 1 mol of o-quinonediazide sulfonyl chloride. preferable. A preferred ratio of the dehydrochlorinating agent and o-quinonediazide sulfonyl chloride is in the range of 1/1 to 1 / 0.9. A preferable reaction temperature is 0 ° C. to 40 ° C., and a preferable reaction time is 1 hour to 24 hours.

反応溶媒としては、ジオキサン、1,3−ジオキソラン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等の溶媒が用いられる。脱塩酸剤としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンなどが挙げられる。   As the reaction solvent, solvents such as dioxane, 1,3-dioxolane, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, chloroform, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone and the like are used. Examples of the dehydrochlorinating agent include sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, trimethylamine, triethylamine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine and the like.

本発明樹脂組成物において、キノンジアジド感光剤の配合量は、露光部と未露光部の溶解速度差と、感度の許容幅の点から、高分子化合物の総量を100質量部としたとき、1質量部〜25質量部が好ましく、5質量部〜20質量部がより好ましい。
キノンジアジド感光剤以外の感光剤の配合量は、高分子化合物の総量を100質量部としたとき、0.1質量部〜15質量部が好ましく、0.5質量部〜10質量部がより好ましい。
In the resin composition of the present invention, the amount of the quinonediazide photosensitizer is 1 mass when the total amount of the polymer compound is 100 mass parts in terms of the difference in dissolution rate between the exposed area and the unexposed area and the allowable range of sensitivity. Parts to 25 parts by mass are preferable, and 5 parts to 20 parts by mass are more preferable.
The amount of the photosensitizer other than the quinonediazide photosensitizer is preferably 0.1 parts by mass to 15 parts by mass, and more preferably 0.5 parts by mass to 10 parts by mass, when the total amount of the polymer compound is 100 parts by mass.

キノンジアジド感光剤としては、例えば、以下の構造を有する化合物を挙げることができる。   Examples of quinonediazide photosensitizers include compounds having the following structures.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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式中、Dは、独立して、Hまたは以下の基のいずれかである。   In the formula, D is independently H or any of the following groups.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

ただし、各々の化合物において少なくとも1つのDが、上記のキノンジアジド基であればよい。   However, at least 1 D should just be said quinonediazide group in each compound.

(増感剤)
本発明の樹脂組成物は、感光剤を含有する感光性樹脂組成物の場合、上記感光剤の分解を促進させるために増感剤を添加することが好ましい。増感剤は、活性光線または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、感光剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより感光剤は化学変化を起こして分解し、ラジカル、酸或いは塩基を生成する。
(Sensitizer)
When the resin composition of the present invention is a photosensitive resin composition containing a photosensitizer, it is preferable to add a sensitizer in order to promote the decomposition of the photosensitizer. The sensitizer absorbs actinic rays or radiation and enters an electronically excited state. The sensitizer in the electronically excited state comes into contact with the photosensitizer, and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur. As a result, the photosensitizer undergoes a chemical change and decomposes to generate radicals, acids, or bases.

好ましい増感剤の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nm〜450nm域に吸収波長を有する化合物を挙げることができる。   Examples of preferable sensitizers include compounds belonging to the following compounds and having an absorption wavelength in the 350 nm to 450 nm region.

多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、アントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ4−メチルクマリン)。中でも増感剤として、特にアントラセン誘導体が好ましい。   Polynuclear aromatics (eg, pyrene, perylene, triphenylene, anthracene), xanthenes (eg, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), cyanines (eg, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanine (Eg, merocyanine, carbomerocyanine), thiazines (eg, thionine, methylene blue, toluidine blue), acridines (eg, acridine orange, chloroflavin, acriflavine), anthraquinones (eg, anthraquinone), squalium (eg, , Squalium), coumarins (for example, 7-diethylamino 4-methylcoumarin). Among them, an anthracene derivative is particularly preferable as a sensitizer.

好ましい具体例としては、以下に示す(C−1)〜(C−26)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Preferable specific examples include (C-1) to (C-26) shown below, but are not limited thereto.

Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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上述のような増感剤は、市販のものを用いてもよいし、公知の合成方法により合成してもよい。
増感剤の添加量は、感光剤100質量部に対して、20質量部〜200質量部が好ましく、30質量部〜150質量部がより好ましい。
As the sensitizer as described above, a commercially available one may be used, or it may be synthesized by a known synthesis method.
The addition amount of the sensitizer is preferably 20 parts by mass to 200 parts by mass, and more preferably 30 parts by mass to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the photosensitive agent.

(架橋剤)
本発明では改質剤として架橋剤を使用することが好ましい。
ここで、架橋剤とは、酸によりポリマーと架橋する材料であり、例えばメチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも1つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物、ウレア化合物、フェノール化合物もしくはフェノールのエーテル化合物や、エポキシ化合物、オキセタン化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、またはアルケニルエーテル基などの2重結合を含む化合物を挙げることができるが、膜物性、耐熱性の点でメチロール系架橋剤、メラミン系・グリコールウリル系架橋剤が好ましく使用される。
(Crosslinking agent)
In the present invention, it is preferable to use a crosslinking agent as a modifier.
Here, the crosslinking agent is a material that is crosslinked by an acid and polymers such as methylol group, alkoxymethyl group, a melamine compound substituted with at least one group selected from the acyloxymethyl groups, guanamine compound, glycoluril compound , Urea compounds, phenolic compounds or phenolic ether compounds, and epoxy compounds, oxetane compounds, thioepoxy compounds, isocyanate compounds, azide compounds, or compounds containing double bonds such as alkenyl ether groups. From the viewpoint of heat resistance, methylol-based crosslinking agents and melamine / glycoluril-based crosslinking agents are preferably used.

また、以下に示す(1)アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基を含有する化合物、(2)メタクリロイル基又はアクリロイル基を含む化合物、及び(3)エポキシ化合物又はオキセタン化合物が好ましい。   Further, (1) a compound containing an alkoxymethyl group or acyloxymethyl group, (2) a compound containing a methacryloyl group or an acryloyl group, and (3) an epoxy compound or an oxetane compound are preferred.

(1)アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基を含有する化合物
本発明の樹脂組成物にはアルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基を含有する化合物を添加しても良い。この化合物はリソグラフィー性能を損なうことなく、硬化時のパターンの融解や熱収縮を防止することが知られている。また、低温キュアプロセスに適用した場合には、耐薬品性を改善することが可能であることが知られている。
(1) Compound containing alkoxymethyl group or acyloxymethyl group A compound containing an alkoxymethyl group or acyloxymethyl group may be added to the resin composition of the present invention. This compound is known to prevent pattern melting and heat shrinkage during curing without impairing lithography performance. In addition, it is known that chemical resistance can be improved when applied to a low-temperature curing process.

当該化合物が有するアルコキシメチル基また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または3がさらに好ましい。アルコキシメチル基の場合には特に炭素数2が好ましく、アシルオキシメチル基の場合には特に炭素数3が好ましい。
当該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。
当該化合物の分子量は好ましくは1500以下であり、180〜1200がより好ましい。
The alkoxymethyl group or acyloxymethyl group of the compound preferably has 2 to 5 carbon atoms, and more preferably 2 or 3 carbon atoms. In the case of an alkoxymethyl group, 2 carbon atoms are particularly preferred, and in the case of an acyloxymethyl group, 3 carbon atoms are particularly preferred.
1-10 are preferable, as for the total of the alkoxymethyl group and acyloxymethyl group which the said compound has, More preferably, it is 2-8, Most preferably, it is 3-6.
The molecular weight of the compound is preferably 1500 or less, and more preferably 180 to 1200.

アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基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、(CL−1)直接フェノール誘導体、及び(CL−2) 窒素原子に結合した化合物、(CL−3)トリアジン誘導体(メラミン系)の芳香族炭素原子に結合した化合物を挙げることができる。
(CL−1)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。
As a compound containing an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group, an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is (CL-1) a direct phenol derivative, and (CL-2) a compound in which a nitrogen atom is bonded, (CL-3) Examples thereof include compounds bonded to an aromatic carbon atom of a triazine derivative (melamine type).
Examples of the (CL-1) compound include compounds represented by the following general formula.

Figure 2011075987
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式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアシル基を表し、R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、または、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基を示す。Rは各々独立にアルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基を示し、Eはm価の連結基を表す。連結基としては、アルキレン基(例えばメチレン、エチレン、プロピレン等)、シクロアルキレン基(シクロへキシレン、シクロペンチレン等)、アリーレン基(1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、ナフチレン等)、エーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、およびこれらに基を組み合わせた2価の基における任意の水素原子をm−2個除いたm価の基が挙げられる。Eが1価の場合は、水素原子、上記2価の基に対応する1価の基であるアルキル基、アリール基などが挙げられる。pとしては1,2、qは0〜2、mとしては1〜8、好ましくは2〜6である。 In the formula, R 8 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an action of an acid. The group which decomposes | disassembles and produces an alkali-soluble group is shown. R 7 represents each independently an alkyl group, a cycloalkyl group or an alkenyl group, E is representative of the m 2 divalent linking group. Examples of the linking group include an alkylene group (eg, methylene, ethylene, propylene, etc.), a cycloalkylene group (eg, cyclohexylene, cyclopentylene, etc.), an arylene group (1,2-phenylene, 1,3-phenylene, 1,4- Phenylene, naphthylene, etc.), ether groups, carbonyl groups, ester groups, amide groups, and m 2 valent groups obtained by removing m 2 -2 of any hydrogen atom in a divalent group combining these groups. . When E is monovalent, a hydrogen atom, an alkyl group that is a monovalent group corresponding to the above divalent group, an aryl group, and the like can be given. The p 1, 2, q is 0 to 2, as m 2 1 to 8, preferably 2 to 6.

としての酸により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基とは、酸の作用により分解し、水酸基、カルボキシル基のようなアルカリ可溶性基を生じる基であり、例えば、酸の作用により脱離する基、又は−C(R−COOR(Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Rは酸の作用により脱離する基を表す。)が挙げられる。 The group capable of decomposing by an acid as R 6 to generate an alkali-soluble group is a group that decomposes by the action of an acid to generate an alkali-soluble group such as a hydroxyl group or a carboxyl group, and is eliminated by the action of an acid, for example. group, or -C (R 4) 2 -COOR 5 (R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 5 is. represents a group capable of leaving by the action of acid).

酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基として、R6が酸の作用により脱離する基であるとき、酸の作用により、R自体が離脱することで、−OHが生じ、またRが−C(R−COORであるとき、酸の作用によりRが離脱することで、−COOHが生じる。 Decomposing by the action of an acid, as a base to produce an alkali-soluble group, when R6 is a group capable of leaving by the action of an acid, by the action of an acid, by R 6 itself is disengaged, resulting -OH is also R When 6 is —C (R 4 ) 2 —COOR 5 , R 5 is released by the action of an acid to produce —COOH.

酸の作用により脱離する基としては、例えばアセタール基や3級エステル基を挙げることができる。
アセタール基の具体例としては、メトキシメチル基、エトキシエチル基等のアルコキシアルキル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、アルコキシ置換テトラヒドロピラニル基、アルコキシ置換テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
Examples of the group capable of leaving by the action of an acid include an acetal group and a tertiary ester group.
Specific examples of the acetal group include alkoxyalkyl groups such as methoxymethyl group and ethoxyethyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, alkoxy-substituted tetrahydropyranyl group, alkoxy-substituted tetrahydrofuranyl group and the like.

エステル型基としては具体例としては、t−ブチル基、t−アミル基、1−メチルシクロペンチル基、1−エチルシクロペンチル基、1−エチルシクロヘキシル基を挙げることができる。   Specific examples of the ester group include a t-butyl group, a t-amyl group, a 1-methylcyclopentyl group, a 1-ethylcyclopentyl group, and a 1-ethylcyclohexyl group.

(CL−1)のアルコキシメチル基を有する化合物としては、例えば、具体的に以下の構造を挙げることができる。   Specific examples of the compound having an alkoxymethyl group of (CL-1) include the following structures.

なお、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は、以下の化合物に限定されるものではない。
In addition, the compound which has an acyloxymethyl group can mention the compound which changed the alkoxymethyl group of the following compound into the acyloxymethyl group.
The compound having an alkoxymethyl group or acyloxymethyl in the molecule is not limited to the following compounds.

Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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(CL−2)の化合物としては、下記一般式で表される化合物を挙げることができる。   Examples of the compound (CL-2) include compounds represented by the following general formula.

Figure 2011075987
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式中、R103は炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアシル基を表し、R101およびR102は一価の有機基を表し、R101とR102がお互い結合して5〜8員の環を形成してもよい。 In the formula, R 103 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 10 1 and R 102 represent a monovalent organic group, and R 101 and R 102 are bonded to each other. May form a 5- to 8-membered ring.

グリコールウリル化合物としては、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がメトキシメチル基化した化合物、又はその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1〜4個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。ウレア化合物としてはテトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1〜4個のメチロール基がメトキシメチル基化した化合物又はその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。   Examples of the glycoluril compound include tetramethylol glycoluril, tetramethoxyglycoluril, tetramethoxymethylglycoluril, a compound in which 1 to 4 of the methylol groups of tetramethylolglycoluril are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethylolglycoluril Or a mixture thereof in which 1 to 4 of the methylol groups are acyloxymethylated. Examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are methoxymethylated, or a mixture thereof, tetramethoxyethyl urea, and the like.

アルコキシメチル基を有する化合物としては、例えば、具体的に以下の構造を挙げることができる。
なお、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。
Specific examples of the compound having an alkoxymethyl group include the following structures.
In addition, the compound which has an acyloxymethyl group can mention the compound which changed the alkoxymethyl group of the following compound into the acyloxymethyl group.

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は、以下の化合物に限定されるものではない。   The compound having an alkoxymethyl group or acyloxymethyl in the molecule is not limited to the following compounds.

Figure 2011075987
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(CL−3)の化合物としては、メラミン化合物を挙げることができる。メラミン化合物を具体的に例示すると、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1〜6個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物及びその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1〜6個がアシロキシメチル化した化合物又はその混合物が挙げられる。
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良い。
A melamine compound can be mentioned as a compound of (CL-3). Specific examples of the melamine compound include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, a compound in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylol melamine are methoxymethylated, and a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine, Examples thereof include compounds in which 1 to 6 methylol groups of hexamethylolmelamine are acyloxymethylated, or a mixture thereof.
As the compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group, a commercially available product or a compound synthesized by a known method may be used.

(2)メタクリロイル基又はアクリロイル基を含む化合物
本発明の樹脂組成物は、膜物性を向上させる目的で、メタクリロイル基又はアクリロイル基を含む化合物を使用してもよい。
メタクリロイル基又はアクリロイル基を含む化合物とは、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルからなる群から選択される化合物である。本化合物添加により膜物性が向上することがわかっている。そのため、アクリロイル基、メタクリロイル基を1分子中に2個以上、更に好ましくは4個以上ある化合物が好ましい。
(2) Compound containing methacryloyl group or acryloyl group The resin composition of the present invention may use a compound containing a methacryloyl group or an acryloyl group for the purpose of improving film properties.
The compound containing a methacryloyl group or an acryloyl group is a compound selected from the group consisting of acrylic acid esters and methacrylic acid esters. It has been found that the addition of this compound improves the film properties. Therefore, a compound having 2 or more, more preferably 4 or more acryloyl groups and methacryloyl groups in one molecule is preferable.

好ましい具体例としては、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、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能アクリレートや単官能メタクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(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、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール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反応した後で(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類;特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号等の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アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレートが特に好ましい。   Preferred specific examples include monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( (Meth) acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol Hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, hexanedio Such as rudi (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane, glycerin, bisphenol, etc. Polyfunctional alcohols obtained by addition reaction of ethylene oxide or propylene oxide and then (meth) acrylated, in Japanese Patent Publication Nos. 48-41708, 50-6034, 51-37193, etc. Described urethane acrylates; polyester acrylates described in JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, JP-B-52-30490, etc .; epoxy resins and (meth) Such as multifunctional acrylates or methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of acrylic acid. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and dipentaerythritol penta (meth) acrylate are particularly preferable.

(3)エポキシ基又はオキセタニル基を含む化合物
本発明の樹脂組成物には、膜物性を向上させる目的でエポキシ基又はオキセタニル基を含む化合物を使用してもよい。エポキシ基又はオキセタニル基を含む化合物は一般にエポキシ樹脂、オキセタン樹脂と呼ばれる化合物である。
(3) Compound containing epoxy group or oxetanyl group In the resin composition of the present invention, a compound containing an epoxy group or oxetanyl group may be used for the purpose of improving film properties. The compound containing an epoxy group or an oxetanyl group is a compound generally called an epoxy resin or an oxetane resin.

エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型、クレゾールノボラック型、ビフェニル型、脂環式エポキシ化合物などである。   Examples of the epoxy resin include bisphenol A type, cresol novolac type, biphenyl type, and alicyclic epoxy compounds.

例えばビスフェノールA型としては、エポトートYD−115、YD−118T、YD−127、YD−128、YD−134、YD−8125、YD−7011R、ZX−1059、YDF−8170、YDF−170など(以上東都化成製)、デナコールEX−1101、EX−1102、EX−1103など(以上ナガセ化成製)、プラクセルGL−61、GL−62、G101、G102(以上ダイセル化学工業(株)製)の他に、これらの類似のビスフェノールF型、ビスフェノールS型も挙げることができる。またEbecryl 3700、3701、600(以上ダイセルユーシービー製)などのエポキシアクリレートも使用可能である。   For example, as bisphenol A type, Epototo YD-115, YD-118T, YD-127, YD-128, YD-134, YD-8125, YD-7011R, ZX-1059, YDF-8170, YDF-170, etc. Toto Kasei Co., Ltd., Denacol EX-1101, EX-1102, EX-1103 and the like (manufactured by Nagase Kasei), Plaxel GL-61, GL-62, G101, G102 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) These similar bisphenol F type and bisphenol S type can also be mentioned. Epoxy acrylates such as Ebecryl 3700, 3701, 600 (manufactured by Daicel UC) may also be used.

クレゾールノボラック型としては、エポトートYDPN−638、YDPN−701、YDPN−702、YDPN−703、YDPN−704など(以上東都化成製)、デナコールEM−125など(以上ナガセ化成製)、ビフェニル型としては3,5,3’,5’−テトラメチル−4,4’ジグリシジルビフェニルなどがあげられる。   Examples of the cresol novolak type include Epototo YDPN-638, YDPN-701, YDPN-702, YDPN-703, YDPN-704, etc. (manufactured by Tohto Kasei), Denacol EM-125, etc. (manufactured by Nagase Kasei), and biphenyl type 3,5,3 ′, 5′-tetramethyl-4,4′diglycidylbiphenyl and the like.

脂環式エポキシ化合物としては、セロキサイド2021、2081、2083、2085、エポリードGT−301、GT−302、GT−401、GT−403、EHPE−3150(以上ダイセル化学工業(株)製)、サントートST−3000、ST−4000、ST−5080、ST−5100など(以上東都化成製)などを挙げることができる。他にアミン型エポキシ樹脂であるエポトートYH−434、YH−434L、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の骨格中にダイマー酸を変性したグリシジルエステル等も使用できる。   Examples of the alicyclic epoxy compound include Celoxide 2021, 2081, 2083, 2085, Epolide GT-301, GT-302, GT-401, GT-403, EHPE-3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Santo Tote ST. -3000, ST-4000, ST-5080, ST-5100 and the like (manufactured by Tohto Kasei). In addition, Epototo YH-434 and YH-434L, which are amine type epoxy resins, glycidyl ester in which dimer acid is modified in the skeleton of bisphenol A type epoxy resin can be used.

これらのエポキシ樹脂の中で、好ましくはノボラック型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物が好ましく、エポキシ当量が180〜250のものが特に好ましい。このような素材としてはエピクロンN−660、N−670、N−680、N−690、YDCN−704L(以上DIC社製)、EHPE3150(ダイセル化学工業(株)製)を挙げることができる。   Among these epoxy resins, preferably novolak type epoxy compounds and alicyclic epoxy compounds are preferable, and those having an epoxy equivalent of 180 to 250 are particularly preferable. Examples of such a material include Epicron N-660, N-670, N-680, N-690, YDCN-704L (manufactured by DIC) and EHPE3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).

本発明の樹脂組成物においては、2種以上のエポキシ樹脂を含有してもよい。
オキセタン樹脂として、アロンオキセタンOXT−101、OXT−121、OXT−211、OXT−221、OXT−212、OXT−610、OX−SQ、PNOX(以上東亞合成製)を用いることができる。またオキセタン樹脂は、単独でまたはエポキシ樹脂と混合して使用することができる。特にエポキシ樹脂との併用で用いた場合には反応性が高く、膜物性を向上させる観点から好ましい。
In the resin composition of this invention, you may contain 2 or more types of epoxy resins.
As the oxetane resin, Aron oxetane OXT-101, OXT-121, OXT-211, OXT-221, OXT-212, OXT-610, OX-SQ, PNOX (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) can be used. The oxetane resin can be used alone or mixed with an epoxy resin. In particular, when used in combination with an epoxy resin, the reactivity is high, which is preferable from the viewpoint of improving film properties.

これらの架橋剤は単独で、または2種以上を併用することができる。
架橋剤の樹脂組成物への添加量は、高分子化合物の総量を100質量部としたとき、1質量部〜20質量部が好ましく、3質量部〜15質量部がより好ましい。
These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
The addition amount of the crosslinking agent to the resin composition is preferably 1 part by mass to 20 parts by mass, and more preferably 3 parts by mass to 15 parts by mass when the total amount of the polymer compound is 100 parts by mass.

(熱酸発生剤)
本発明では、低温硬化での膜物性等を改良するために、熱酸発生剤を使用しても良い。
本発明の熱酸発生剤とは、熱により酸が発生する化合物であり、通常、熱分解点が130℃〜250℃、好ましくは150℃〜220℃の範囲の化合物であり、例えば、加熱によりスルホン酸、カルボン酸、ジスルホニルイミドなどの低求核性の酸を発生する化合物である。
(Thermal acid generator)
In the present invention, a thermal acid generator may be used in order to improve film physical properties and the like at low temperature curing.
The thermal acid generator of the present invention is a compound that generates an acid by heat, and is usually a compound having a thermal decomposition point in the range of 130 ° C to 250 ° C, preferably 150 ° C to 220 ° C. It is a compound that generates a low nucleophilic acid such as sulfonic acid, carboxylic acid, disulfonylimide and the like.

発生酸としてはpKaが2以下と強い、スルホン酸や電子吸引基の置換したアルキル乃至はアリールカルボン酸、同じく電子吸引基の置換したジスルホニルイミドなどが好ましい。電子吸引基としてはF原子などのハロゲン原子、トリフルオロメチル基等のハロアルキル基、ニトロ基、シアノ基を挙げることができる。   As the generated acid, sulfonic acid, an alkyl substituted with an electron withdrawing group or an arylcarboxylic acid having a strong pKa of 2 or less, disulfonylimide substituted with an electron withdrawing group, and the like are preferable. Examples of the electron withdrawing group include a halogen atom such as an F atom, a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group, a nitro group, and a cyano group.

熱酸発生剤としては、上記露光により酸を発生する光酸発生剤の適用が可能である。例えばスルホニウム塩やヨードニウム塩等のオニウム塩、N−ヒドロキシイミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート、o−ニトロベンジルスルホネート等を挙げることができる。中でもN−ヒドロキシイミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート、o−ニトロベンジルスルホネートが好ましい。   As the thermal acid generator, a photoacid generator that generates an acid by the above-described exposure can be applied. Examples include onium salts such as sulfonium salts and iodonium salts, N-hydroxyimide sulfonate compounds, oxime sulfonates, o-nitrobenzyl sulfonates, and the like. Of these, N-hydroxyimide sulfonate compounds, oxime sulfonates, and o-nitrobenzyl sulfonates are preferred.

また、本発明においては露光光の照射によって実質的に酸を発生せず、熱によって酸を発生するスルホン酸エステルを使用することも好ましい。
露光光の照射によって実質的に酸を発生していないことは、化合物の露光前後でのIRスペクトル、NMRスペクトル測定により、スペクトルに変化がないことで判定することができる。
スルホン酸エステルの分子量は、一般的には230〜1000、好ましくは230〜800である。
例えば、下記一般式(TA−10)で表されるスルホン酸エステルを挙げることができる。
In the present invention, it is also preferable to use a sulfonic acid ester that does not substantially generate an acid by exposure to exposure light and generates an acid by heat.
The fact that acid is not substantially generated by exposure light exposure can be determined by no change in the spectrum by measuring IR spectrum and NMR spectrum before and after exposure of the compound.
The molecular weight of the sulfonate ester is generally 230 to 1000, preferably 230 to 800.
For example, the sulfonate ester represented by the following general formula (TA-10) can be given.

Figure 2011075987
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上記式において、R13およびR14はそれぞれ独立に、置換基を有していても良い炭素数1〜10の直鎖または分岐または環状のアルキル基または置換を有していても良い炭素数6〜20のアリール基を示す。置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基、ビニル基、アセチレン基炭素数1〜10の直鎖または環状のアルキル基が挙げられる。
スルホン酸エステルの好ましい具体例として下記が挙げられる。
In the above formula, R13 and R14 are each independently an optionally substituted linear or branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an optionally substituted carbon group having 6 to 20 carbon atoms. An aryl group of Examples of the substituent include a hydroxyl group, a halogen atom, a cyano group, a vinyl group, an acetylene group and a linear or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
Preferable specific examples of the sulfonic acid ester include the following.

Figure 2011075987
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スルホン酸エステルとして、下記一般式(TA−20)で表される化合物が、耐熱性の点でより好ましく使用できる。   As the sulfonic acid ester, a compound represented by the following general formula (TA-20) can be more preferably used from the viewpoint of heat resistance.

Figure 2011075987
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Aは、m価の連結基を表す。R16は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、または環状アルキル基を表す。R15は、水素原子、アルキル基、またはアラルキル基を表す。mは、2〜8の整数を表す。 A represents a m 3 divalent linking group. R 16 represents an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a cyclic alkyl group. R 15 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aralkyl group. m 3 represents an integer of 2 to 8.

Aとしてのm価の連結基は、例えば、アルキレン基(例えばメチレン、エチレン、プロピレン等)、シクロアルキレン基(シクロへキシレン、シクロペンチレン等)、アリーレン基(1,2−フェニレン、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、ナフチレン等)、エーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、およびこれらに基を組み合わせた基などの2価の基の任意の水素原子を(m−2)個除いたm価の基が挙げられる。Aとしての連結基の炭素数は一般的に1〜15であり、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがさらに好ましい。 Linking group m 3 valent The A, for example, an alkylene group (e.g. methylene, ethylene, propylene, etc.), a cycloalkylene group (cyclohexylene, cyclopentylene, etc.), an arylene group (1,2-phenylene, 1, 3-phenylene, 1,4-phenylene, naphthylene, etc.), ether group, carbonyl group, ester group, amide group, and any hydrogen atom of a divalent group such as a group obtained by combining these groups (m 3 − 2) pieces m 3 divalent group obtained by removing the like. The linking group as A generally has 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms.

15およびR16のアルキル基としては、一般的には炭素数1〜20のアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜15のアルキル基、更に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基である。具体的にはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等を挙げることができる。 The alkyl group for R 15 and R 16 is generally an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. . Specific examples include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl and the like.

15およびR16のアラルキル基としては、一般的には炭素数7〜25のアラルキル基であり、好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基、更に好ましくは炭素数7〜15のアラルキル基である。具体的にはベンジル、トルイルメチル、メシチルメチル、フェネチル等を挙げることができる。 The aralkyl group of R 15 and R 16, typically an aralkyl group having 7 to 25 carbon atoms, is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, more preferably an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms . Specific examples include benzyl, toluylmethyl, mesitylmethyl, phenethyl and the like.

16の環状アルキル基としては、一般的には炭素数3〜20の環状アルキル基であり、好ましくは炭素数4〜20の環状アルキル基、更に好ましくは炭素数5〜15の環状アルキル基である。具体的にはシクロペンチル、シクロヘキシル、ノルボルニル、樟脳基等を挙げることができる。 The cyclic alkyl group for R 16 is generally a cyclic alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, preferably a cyclic alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, more preferably a cyclic alkyl group having 5 to 15 carbon atoms. is there. Specific examples include cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl, camphor group and the like.

Aとしての連結基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基(炭素数1〜10のアルキル基であり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等)、アラルキル基(炭素数7〜15のアラルキル基であり、具体的にはベンジル、トルイルメチル、メシチルメチル、フェネチル等)、アリール基(炭素数6〜10のアリール基であり、具体的にはフェニル、トルイル、キシリル、メシチル、ナフチル等)、アルコキシ基(アルコキシ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい、炭素数1〜10のアルコキシ基であり、具体的には、メトキシ、エトキシ、直鎖又は分岐プロポキシ、直鎖又は分岐ブトキシ、直鎖又は分岐ペントキシ、シクロペンチルオキシ、シクロヘキシルオキシ等)、アリールオキシ基(炭素数6〜10のアリールオキシ基であり、具体的にはフェノキシ、トルイルオキシ、1−ナフトキシ等)、アルキルチオ基(直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい、炭素数1〜10のアルキルチオ基であり、具体的には、メチルチオ、エチルチオ、直鎖又は分岐プロピルチオ、シクロペンチルチオ、シクロヘキシルチオ)、アリールチオ基(炭素数6〜10のアリールチオ基であり、具体的にはフェニルチオ、トルイルチオ、1−ナフチルチオ等)、アシルオキシ基(炭素数2〜10のアシルオキシ基で、具体的には、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ベンゾイルオキシ等)、アルコキシカルボニル基(炭素数1〜10のアルコキシカルボニル基であり、具体的にはメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、直鎖又は分岐プロポキシカルボニル、シクロペンチルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル等)、を挙げることができる。   The linking group as A may further have a substituent. The substituent is an alkyl group (an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, specifically methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl). Octyl, etc.), aralkyl groups (aralkyl groups having 7 to 15 carbon atoms, specifically benzyl, toluylmethyl, mesitylmethyl, phenethyl, etc.), aryl groups (aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, specifically Are phenyl, toluyl, xylyl, mesityl, naphthyl, etc.), an alkoxy group (the alkoxy group may be linear, branched or cyclic, and is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, Methoxy, ethoxy, linear or branched propoxy, linear or branched butoxy, linear or branched pentoxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, etc.) A reeloxy group (an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms, specifically phenoxy, toluyloxy, 1-naphthoxy, etc.), an alkylthio group (which may be linear, branched or cyclic, the number of carbon atoms) 1 to 10 alkylthio groups, specifically methylthio, ethylthio, linear or branched propylthio, cyclopentylthio, cyclohexylthio), arylthio groups (arylthio groups having 6 to 10 carbon atoms, specifically phenylthio , Toluoylthio, 1-naphthylthio, etc.), acyloxy groups (acyloxy groups having 2 to 10 carbon atoms, specifically acetoxy, propanoyloxy, benzoyloxy, etc.), alkoxycarbonyl groups (alkoxycarbonyl having 1 to 10 carbon atoms) Groups such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, Or branched propoxycarbonyl, cyclopentyloxycarbonyl, cyclohexyloxycarbonyl, etc.), can be exemplified.

一般式(TA−20)において、R16はアルキル基およびアリール基が好ましい。R15は水素原子および炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基およびエチル基が好ましく、水素原子が最も好ましい。
本発明で使用できるスルホン酸エステルとしては、下記の様な具体的化合物を例としてあげることができるが、これらに限定されるものではない。
In General Formula (TA-20), R 16 is preferably an alkyl group or an aryl group. R 15 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and most preferably a hydrogen atom.
Examples of the sulfonic acid ester that can be used in the present invention include the following specific compounds, but are not limited thereto.

Figure 2011075987
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本発明で使用可能なスルホン酸エステルは、市販のものを用いてもよいし、公知の方法で合成したものを用いてもよい。スルホン酸エステルは、例えば、塩基性条件下、スルホニルクロリドないしはスルホン酸無水物を対応する多価アルコールと反応させることにより合成することができる。   As the sulfonic acid ester usable in the present invention, a commercially available one may be used, or one synthesized by a known method may be used. The sulfonic acid ester can be synthesized, for example, by reacting a sulfonyl chloride or sulfonic acid anhydride with a corresponding polyhydric alcohol under basic conditions.

スルホン酸エステルの樹脂組成物への添加量は、一般式(2)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体とを反応して得られる高分子化合物(A)を100質量部としたとき、1質量部〜20質量部が好ましく、特に好ましくは2質量部〜15質量部である。   The amount of the sulfonate ester added to the resin composition is a polymer compound (A) obtained by reacting the monomer represented by the general formula (2) with the monomer represented by the general formula (3). ) Is 100 parts by mass, 1 part by mass to 20 parts by mass is preferable, and 2 parts by mass to 15 parts by mass is particularly preferable.

(密着促進剤)
本発明における樹脂組成物には、必要により密着性付与のための有機ケイ素化合物、シランカップリング剤、レベリング剤等の密着促進剤を添加してもよい。
(Adhesion promoter)
If necessary, an adhesion promoter such as an organosilicon compound, a silane coupling agent, and a leveling agent may be added to the resin composition in the present invention.

これらの例としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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メチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、尿素プロピルトリエトキシシラン、トリス(アセチルアセトネート)アルミニウム、アセチルアセテートアルミニウムジイソプロピレートなどが挙げられる。樹脂組成物に密着促進剤を用いる場合は、高分子化合物(a)100質量部に対して、0.1〜質量部20質量部が好ましく、0.5質量部〜10質量部がより好ましい。   Examples of these are, for example, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, p-styryl. Trimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, ureapropyltriethoxysilane, tris ( Acetylacetonate) aluminum, acetylacetate aluminum diisopropylate and the like. When using an adhesion promoter for the resin composition, 0.1 to 20 parts by mass is preferable, and 0.5 to 10 parts by mass is more preferable with respect to 100 parts by mass of the polymer compound (a).

(溶剤)
溶剤は本発明の樹脂組成物を溶解できるものであれば特に限定されないが、塗布時に溶剤が必要以上に蒸発して塗布時に樹脂組成物の固形分が析出しないようにするため、100℃以上の沸点の溶剤が好ましい。
(solvent)
The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the resin composition of the present invention. However, in order to prevent the solvent from evaporating more than necessary at the time of application and causing the solid content of the resin composition to precipitate at the time of application, Boiling solvents are preferred.

好ましい溶媒には、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、乳酸エチル、3−メトキシブタノール、シクロヘキサノンを挙げることができる。   Preferred solvents include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl lactate, 3-methoxybutanol and cyclohexanone.

また、N−メチルピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン(GBL)、プロピレンカーボネートなど沸点が高い溶媒を補助的に使用してもよい。
しかしながら、キュア後に膜中に溶剤が残留すると十分な膜物性が得られないために、キュア温度以上の沸点の溶剤(高沸点溶媒)を溶剤中の30質量%以上含むことは好ましくない。高沸点溶媒の添加量は、30質量%以下であり、好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
Further, a solvent having a high boiling point such as N-methylpyrrolidone (NMP), γ-butyrolactone (GBL), propylene carbonate and the like may be used supplementarily.
However, if the solvent remains in the film after curing, sufficient film physical properties cannot be obtained. Therefore, it is not preferable that the solvent having a boiling point not lower than the curing temperature (high boiling point solvent) is 30% by mass or more in the solvent. The amount of the high-boiling solvent added is 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.

4.硬化レリーフパターン形成方法
本発明の樹脂組成物を用いて、硬化レリーフパターンを形成する方法としては、(1)本発明の樹脂組成物を適当な基板上にコートし、(2)コートされたこの基板をベーキングし(プリベーク)、(3)活性光線または放射線で露光し、(4)必要に応じ後加熱、(5)水性現像液で現像し、(6)必要に応じ全面露光し、そして(7)熱硬化(ポストベーク)することにより、硬化されたレリーフパターンを形成することができる。
コートされ、露光された基板を、現像に先立って、必要に応じて高温でベーキングすることもできる。また、現像された基板を、硬化前にリンスしてもよい。現像後、熱硬化(ポストベーク)に先立って、必要に応じて後露光することもできる。
4). Cured relief pattern forming method As a method of forming a cured relief pattern using the resin composition of the present invention, (1) the resin composition of the present invention is coated on a suitable substrate, and (2) the coated composition The substrate is baked (pre-baked), (3) exposed with actinic rays or radiation, (4) post-heated if necessary, (5) developed with an aqueous developer, (6) fully exposed if necessary, and ( 7) A cured relief pattern can be formed by heat curing (post-baking).
The coated and exposed substrate can be baked at an elevated temperature as needed prior to development. Further, the developed substrate may be rinsed before curing. After development, prior to thermosetting (post-baking), post-exposure can be performed as necessary.

このように、本発明の樹脂組成物を、加熱硬化後の厚みが所定厚み(例えば0.1μm〜30μm)になるように、半導体素子上またはガラス基板上に塗布し、プリベーク、露光、現像、加熱硬化して半導体装置用または表示装置用のレリーフパターンを形成できる。   Thus, the resin composition of the present invention is applied on a semiconductor element or a glass substrate so that the thickness after heat curing becomes a predetermined thickness (for example, 0.1 μm to 30 μm), and prebaking, exposure, development, A relief pattern for a semiconductor device or a display device can be formed by heat curing.

以下、レリーフパターンを形成する方法についてより詳細に説明する。
本発明の樹脂組成物は、好適な基板上にコートされる。基板は、例えばシリコンウェハのような半導体基材またはセラミック基材、ガラス、金属またはプラスチックである。半導体装置用にはシリコンウェハを、表示装置用にはガラス基板を用いるのが一般的である。コーティング方法には、スプレーコーティング、スピンコーティング、スリットコーティング、オフセット印刷、ローラーコーティング、スクリーン印刷、押し出しコーティング、メニスカスコーティング、カーテンコーティング、およびディップコーティング等があるが、これらに限られることはない。
Hereinafter, a method for forming a relief pattern will be described in more detail.
The resin composition of the present invention is coated on a suitable substrate. The substrate is, for example, a semiconductor or ceramic substrate such as a silicon wafer, glass, metal or plastic. In general, a silicon wafer is used for a semiconductor device, and a glass substrate is used for a display device. Coating methods include, but are not limited to, spray coating, spin coating, slit coating, offset printing, roller coating, screen printing, extrusion coating, meniscus coating, curtain coating, and dip coating.

コーティングした後は、残留する溶媒を蒸発させるために、方法に応じて、約70℃〜130℃の高められた温度で数分から半時間ベーキングされる。次いで、得られた乾燥した樹脂組成物層はマスクを通して好ましいパターンで活性光線または放射線に露光される。活性光線または放射線として、X線、電子ビーム、紫外線、可視光線などが使用し得る。最も好ましい放射線は波長が436nm(g線)、405nm(h線)および365nm(i線)を有するものである。   After coating, depending on the method, it is baked for several minutes to half an hour at an elevated temperature of about 70 ° C. to 130 ° C. to evaporate the remaining solvent. The resulting dried resin composition layer is then exposed to actinic rays or radiation in a preferred pattern through a mask. As actinic rays or radiation, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, visible rays and the like can be used. The most preferred radiations are those having wavelengths of 436 nm (g-line), 405 nm (h-line) and 365 nm (i-line).

活性光線または放射線によって露光された基板を約70℃〜130℃の温度に加熱するのが有利である。露光された基板は短時間、一般的には数秒〜数分、この温度範囲で加熱される。本方法のこの段階は普通、露光後ベーキングと技術上称される。   It is advantageous to heat the substrate exposed to actinic rays or radiation to a temperature of about 70 ° C to 130 ° C. The exposed substrate is heated in this temperature range for a short time, generally a few seconds to a few minutes. This stage of the method is commonly referred to in the art as post-exposure baking.

次いで、該コーティング膜は水性現像液で現像され、そしてレリーフパターンが形成される。水性現像液には、無機アルカリ(例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水)、1級アミン(例えば、エチルアミン、n−プロピルアミン)、2級アミン(例えば、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン)、3級アミン(例えば、トリエチルアミン)、アルコールアミン(例えば、トリエタノールアミン)、4級アンモニウム塩(例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド)、およびこれらの混合物のようなアルカリ溶液がある。最も好ましい現像液はテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを含有するものである。加えて、現像液に適当な量の界面活性剤が添加されてよい。現像はディップ、スプレー、パドリング、または他の同様な現像方法によって実施されることができる。   Next, the coating film is developed with an aqueous developer, and a relief pattern is formed. Aqueous developers include inorganic alkalis (eg, potassium hydroxide, sodium hydroxide, aqueous ammonia), primary amines (eg, ethylamine, n-propylamine), secondary amines (eg, diethylamine, di-n-propyl). Amines), tertiary amines (eg, triethylamine), alcohol amines (eg, triethanolamine), quaternary ammonium salts (eg, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide), and alkaline solutions such as mixtures thereof There is. The most preferred developer is one containing tetramethylammonium hydroxide. In addition, an appropriate amount of surfactant may be added to the developer. Development can be carried out by dipping, spraying, paddling, or other similar development methods.

場合によっては、レリーフパターンは次いで脱イオン水を使用してすすぎ洗いされる。
レリーフパターンは必要に応じて現像後、全面露光される。全面露光の露光エネルギーは100mJ/cm〜1000mJ/cmのエネルギーであることが好ましい。全面露光をすることは、表示装置用の樹脂組成物として用いる場合、透明性の向上の観点から好ましい。
In some cases, the relief pattern is then rinsed using deionized water.
The relief pattern is exposed as a whole after development if necessary. It is preferred exposure energy of the entire surface exposure is the energy of 100mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 . The entire surface exposure is preferable from the viewpoint of improving the transparency when used as a resin composition for a display device.

次いで、最終的なパターンを得るため、レリーフパターンを熱硬化させる。熱硬化は耐熱性、耐薬品性、膜強度の大きい膜を形成させるために実施される。一般的な感光性ポリイミド前駆体組成物は、約300℃〜400℃の温度で加熱硬化されてきた。一方、本発明の樹脂組成物は、300℃未満、より具体的には200℃〜250℃で従来の感光性ポリイミド前駆体組成物と同等以上の膜物性を有する膜が得られる。   The relief pattern is then heat cured to obtain a final pattern. Thermosetting is performed to form a film having high heat resistance, chemical resistance, and film strength. Common photosensitive polyimide precursor compositions have been heat cured at a temperature of about 300 ° C to 400 ° C. On the other hand, with the resin composition of the present invention, a film having film physical properties equal to or higher than that of a conventional photosensitive polyimide precursor composition can be obtained at less than 300 ° C., more specifically at 200 ° C. to 250 ° C.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
実施例および比較例で使用している化合物群を下記に示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. Unless otherwise specified, “part” is based on mass.
The compound groups used in the examples and comparative examples are shown below.

Figure 2011075987
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Figure 2011075987
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はじめに、高分子化合物の合成例を示す。
(合成例1)
First, a synthesis example of a polymer compound is shown.
(Synthesis Example 1)

Figure 2011075987
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N−メチル−2−ピロリドン195mL、トルエン97mLにジフェノール酸(a−15;東京化成工業(株)製)25.0g(87.3mmol)、ジクロロジフェニルスルホン25.1g(b−2;東京化成工業(株)製)(87.3mmol)、炭酸カリウム36.2g(261.9mmol)を添加し、150℃で4時間撹拌した後、トルエンを留去した。さらに180℃で16時間反応を行うことで、重合溶液を得た。反応終了後、重合溶液から無機塩を濾別し、塩酸水溶液に注ぎ、重合体を析出させた。析出固体を水洗後、50℃で減圧乾燥し、酸価が115mgKOH/gである高分子化合物(A−1)40gを得た。IRスペクトルで1230cm−1に強い吸収が新たに発生したことにより、エーテル結合の生成を確認し、上記反応を確認した。高分子化合物(A−1)の数平均分子量は、H−NMRスペクトルから算出したところ、7,000であった。 N- methyl-2-pyrrolidone 195 mL, diphenol acid in toluene 97 mL (a-15; manufactured by Tokyo Kasei Kogyo (Co.)) 25.0g (87.3mmol), dichlorodiphenyl sulfone 25.1 g (b-2; Tokyo Kasei (Manufactured by Kogyo Co., Ltd.) (87.3 mmol) and potassium carbonate 36.2 g (261.9 mmol) were added and stirred at 150 ° C. for 4 hours, and then toluene was distilled off. Furthermore, the polymerization solution was obtained by reacting at 180 ° C. for 16 hours. After completion of the reaction, the inorganic salt was filtered off from the polymerization solution and poured into an aqueous hydrochloric acid solution to precipitate a polymer. The precipitated solid was washed with water and dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 40 g of a polymer compound (A-1) having an acid value of 115 mgKOH / g. A new strong absorption at 1230 cm −1 in the IR spectrum confirmed the formation of an ether bond and the above reaction. The number average molecular weight of the polymer compound (A-1) was 7,000 as calculated from the 1 H-NMR spectrum.

(合成例2) (Synthesis Example 2)

Figure 2011075987
Figure 2011075987

合成例1におけるジフェノール酸(a−15)を3,5−ジヒドロキシ安息香酸13.5g(a−3;87.3mmol)に替えて同様に重合を行い、酸価が120mgKOH/gである高分子化合物(A−2)を合成した。   Polymerization was carried out in the same manner by replacing diphenolic acid (a-15) in Synthesis Example 1 with 13.5 g (a-3; 87.3 mmol) of 3,5-dihydroxybenzoic acid, and a high acid value of 120 mgKOH / g A molecular compound (A-2) was synthesized.

(合成例3) (Synthesis Example 3)

Figure 2011075987
Figure 2011075987

合成例1におけるジフェノール酸(a−15)をビスフェノールA19.9g(a−48;87.3mmol)に、ジフルオロジフェニルスルホン(b−2)を3,5−ジクロロ安息香酸16.7g(b−30;87.3mmol)替えて同様に重合を行い、酸価が120mgKOH/gである高分子化合物(A−3)を合成した。   Diphenolic acid (a-15) in Synthesis Example 1 was added to 19.9 g (a-48; 87.3 mmol) of bisphenol A, and difluorodiphenylsulfone (b-2) was added to 16.7 g (b-) of 3,5-dichlorobenzoic acid. 30; 87.3 mmol), and the same polymerization was carried out to synthesize a polymer compound (A-3) having an acid value of 120 mgKOH / g.

(合成例4) (Synthesis Example 4)

Figure 2011075987
Figure 2011075987

合成例1におけるジフェノール酸(a−15)を2−カルボキシビスフェノールA23.8g(a−30;87.3mmol)に替えて同様に重合を行い、酸価が110mgKOH/gである高分子化合物(A−4)を合成した。   Polymerization was carried out in the same manner by changing the diphenolic acid (a-15) in Synthesis Example 1 to 23.8 g (a-30; 87.3 mmol) of 2-carboxybisphenol A, and a polymer compound having an acid value of 110 mgKOH / g ( A-4) was synthesized.

(合成例5) (Synthesis Example 5)

Figure 2011075987
Figure 2011075987

攪拌装置付き三つ口フラスコに、N−メチル−2−ピロリドン195mL、トルエン97mLに5,5‘−チオジサリチル酸(aa−2;東京化成工業(株)製)26.7g(87.3mmol)、ジフルオロジフェニルスルホン22.2g(b−2;東京化成工業(株)製)(87.3mmol)、炭酸カリウム36.2g(261.9mmol)を添加し、窒素気流下、150℃で4時間撹拌した後にトルエンを留去した。さらに180℃で16時間反応を行い、重合溶液を得た。反応終了後、重合溶液から無機塩を濾別し、塩酸水溶液に注ぎ、重合体を析出させた。析出固体を水洗後、50℃で減圧乾燥し、樹脂(A−5)41gを得た。IRスペクトルで1227cm−1に強い吸収が新たに発生したことにより、エーテル結合の生成を確認し、上記反応を確認した。高分子化合物(A−5)の数平均分子量は、H−NMRスペクトル(BRUKER製)から算出したところ7,000であった。酸価は215mgKOH/gであった。 A stirring device equipped with a three-necked flask, N- methyl-2-pyrrolidone 195 mL, toluene 97 mL 5,5' thiodisalicylic acid (aa-2; manufactured by Tokyo Kasei Kogyo (Co.)) 26.7 g (87.3 mmol) , Difluorodiphenylsulfone 22.2 g (b-2; manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (87.3 mmol) and potassium carbonate 36.2 g (261.9 mmol) were added, and the mixture was stirred at 150 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream. After that, toluene was distilled off. Furthermore, it reacted at 180 degreeC for 16 hours, and obtained the polymerization solution. After completion of the reaction, the inorganic salt was filtered off from the polymerization solution and poured into an aqueous hydrochloric acid solution to precipitate a polymer. The precipitated solid was washed with water and then dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain 41 g of Resin (A-5). The generation of an ether bond was confirmed by the occurrence of a new strong absorption at 1227 cm −1 in the IR spectrum, confirming the above reaction. The number average molecular weight of the polymer compound (A-5) was 7,000 as calculated from the 1 H-NMR spectrum (manufactured by BRUKER). The acid value was 215 mgKOH / g.

(合成例6) (Synthesis Example 6)

Figure 2011075987
Figure 2011075987

合成例5におけるジフルオロジフェニルスルホン(b−2)を3,5−ジクロロ安息香酸16.7g(b−30;87.3mmol)に替えて同様に重合を行い、酸価390mgKOH/gである高分子化合物(A−6)を合成した。   A polymer having an acid value of 390 mgKOH / g was obtained by performing polymerization in the same manner except that difluorodiphenylsulfone (b-2) in Synthesis Example 5 was replaced with 16.7 g (b-30; 87.3 mmol) of 3,5-dichlorobenzoic acid. Compound (A-6) was synthesized.

(合成例7) (Synthesis Example 7)

Figure 2011075987
Figure 2011075987

合成例5における5,5‘−チオジサリチル酸(aa−2;87.3mmol)を2,2’−ビス(2−カルボキシ−4−ヒドロキシ)フェニルメタン23.9g(aa−10;87.3mmol)に、ジフルオロジフェニルスルホンを、3,3‘−ジカルボキシ−4,4‘−ジクロロジフェニルスルホン32.8g(b−36;87.3mmol)に替えて同様に重合を行い、酸価が380mgKOH/gである高分子化合物(A−7)を合成した。   5,5′-thiodisalicylic acid (aa-2; 87.3 mmol) in Synthesis Example 5 was converted to 23.9 g (aa-10; 87.3 mmol) of 2,2′-bis (2-carboxy-4-hydroxy) phenylmethane. ), Difluorodiphenylsulfone was polymerized in the same manner in place of 32.8 g (b-36; 87.3 mmol) of 3,3′-dicarboxy-4,4′-dichlorodiphenylsulfone, and the acid value was 380 mgKOH / The polymer compound (A-7) which is g was synthesized.

ベンゾオキサジン化合物については、下記の市販化合物、および市販化合物を原料にして合成して準備した。
(B−1);B−a型ベンゾオキサジン(商品名;四国化成工業(株)製)。本願における化合物No.(c−2)に相当する。
(B−2);B−m型ベンゾオキサジン(商品名;四国化成工業(株)製)。本願における化合物No.(c−1)に相当する。
(B−3);BS−BXZ(商品名;小西化学工業(株)製)。本願における化合物No.c−12に相当する。
(B−4);常法に従いフェノールノボラック(OH当量=200)とアニリン、パラホルムアルデヒドの反応により本願における化合物No.c−21を得た。
(B−5);(B−4)と同様にして、フェノールノボラックの代わりに1,5−ジヒドロキシナフタレンを原料として本願における化合物No.c−17を得た。
The benzoxazine compound was prepared by synthesizing the following commercially available compounds and commercially available compounds as raw materials.
(B-1); Ba type benzoxazine (trade name; manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). In the present application, Compound No. It corresponds to (c-2).
(B-2); Bm type benzoxazine (trade name; manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). In the present application, Compound No. It corresponds to (c-1).
(B-3); BS-BXZ (trade name; manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd.). In the present application, Compound No. It corresponds to c-12.
(B-4); Compound No. 1 in the present application was reacted with phenol novolak (OH equivalent = 200), aniline and paraformaldehyde according to a conventional method. c-21 was obtained.
(B-5); In the same manner as (B-4), Compound No. 1 in this application was prepared using 1,5-dihydroxynaphthalene as a raw material instead of phenol novolac. c-17 was obtained.

実施例に用いた感光剤の合成例を以下に示す。
(合成例8)
感光剤(P−2)の合成である。
攪拌装置および温調装置付き3つ口フラスコに、下記フェノール化合物(BP−2)21.6gと1,4−ジオキサン200mLを加え均一になるまで溶解した。次に1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリド27gを加え溶解した。反応容器を氷水で10℃まで冷却し、ついでトリエチルアミン11.1gを1時間かけて滴下した。滴下終了後24時間撹拌した。反応終了後蒸留水を加え析出した塩を溶解し30分撹拌し、希塩酸で中和した後、蒸留水1Lに晶析した。析出し濃黄色の粉体を濾取した。濾物をジオキサン200mLに再度溶解し、これを蒸留水1Lに晶析した。析出した濾物を濾過し、濾物を1Lの蒸留水で洗浄、濾過し、濃黄色の粉体である目的物(P−2)39gを回収した。得られた(P−2)を高速液体クロマトグラフィー(Waters社製S1525)により分析した結果、フェノール化合物(P−2)のエステル化物の純度は98%であった(検出波長254nm)。
Synthesis examples of the photosensitizer used in the examples are shown below.
(Synthesis Example 8)
This is a synthesis of a photosensitizer (P-2).
The following phenol compound (BP-2) 21.6 g and 1,4-dioxane 200 mL were added to a three-necked flask equipped with a stirrer and a temperature controller, and dissolved until uniform. Next, 27 g of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride was added and dissolved. The reaction vessel was cooled to 10 ° C. with ice water, and then 11.1 g of triethylamine was added dropwise over 1 hour. It stirred for 24 hours after completion | finish of dripping. After completion of the reaction, distilled water was added to dissolve the deposited salt, stirred for 30 minutes, neutralized with dilute hydrochloric acid, and crystallized in 1 L of distilled water. The precipitated dark yellow powder was collected by filtration. The residue was dissolved again in 200 mL of dioxane and crystallized in 1 L of distilled water. The precipitated filtrate was filtered, and the filtrate was washed with 1 L of distilled water and filtered to recover 39 g of the target product (P-2) as a dark yellow powder. As a result of analyzing the obtained (P-2) by high performance liquid chromatography (S1525 manufactured by Waters), the purity of the esterified product of the phenol compound (P-2) was 98% (detection wavelength: 254 nm).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(合成例9)
感光剤(P−3)の合成である。
合成例8記載の例において、使用したフェノール化合物を下記(BP−3)に変更し、使用した1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロリドの量を2倍にした他は上記合成例と同様の方法で感光剤(P−3)を合成した。得られた(P−3)を高速液体クロマトグラフィー(Waters社製S1525)により分析した結果、フェノール化合物(P−3)のエステル化物の純度は97.5%であった(検出波長254nm)。
(Synthesis Example 9)
This is a synthesis of a photosensitizer (P-3).
In the example described in Synthesis Example 8, the phenol compound used was changed to the following (BP-3), and the amount of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride used was doubled as in the above Synthesis Example. The photosensitizer (P-3) was synthesized by the method described above. As a result of analyzing the obtained (P-3) by high performance liquid chromatography (S1525 manufactured by Waters), the purity of the esterified product of the phenol compound (P-3) was 97.5% (detection wavelength: 254 nm).

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(実施例1)
<樹脂組成物の作製>
合成した高分子化合物(A−2)70質量部、ベンゾオキサジン化合物(B−1)25質量部、2,3,4−トリス[−2−ジアゾ−1(2H)−ナフタレノン−4−スルフォニルオキシ]ベンゾフェノン(P−1)(東洋合成工業(株)製)5質量部を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)200質量部に溶解した後、0.2μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターで濾過し、樹脂組成物を得た。
Example 1
<Preparation of resin composition>
70 parts by mass of the synthesized polymer compound (A-2), 25 parts by mass of the benzoxazine compound (B-1), 2,3,4-tris [-2-diazo-1 (2H) -naphthalenone-4-sulfonyloxy ] After dissolving 5 parts by mass of benzophenone (P-1) (manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) in 200 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), it was filtered through a 0.2 μm polytetrafluoroethylene filter, A resin composition was obtained.

<特性評価>
(アルカリ溶解速度)
溶液上の樹脂組成物を、スピンコーターを用いてシリコンウェハ上に塗布し、120℃、60秒間真空吸着型のホットプレート上で乾燥して、厚さ1.0μmの樹脂膜を得た。2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液(23℃)に対するアルカリ溶解速度を溶解速度モニター(DRM:パーキンエルマー社製)を用いて測定した。
<Characteristic evaluation>
(Alkali dissolution rate)
The resin composition on the solution was applied onto a silicon wafer using a spin coater and dried on a vacuum adsorption type hot plate at 120 ° C. for 60 seconds to obtain a resin film having a thickness of 1.0 μm. The alkali dissolution rate for a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution (23 ° C.) was measured using a dissolution rate monitor (DRM: manufactured by Perkin Elmer).

(パターン形成性)
得られた樹脂組成物をシリコンウェハ上にスピンコーターを用いて塗布した後、オーブン中125℃で3分間乾燥し、膜厚7μmの塗膜を得た。この塗膜にガラスマスクを通して高圧水銀灯によって、i線(365nm)を100mJ/cm(照度:20mW/cm)照射した後、25℃の2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて60秒間パドル現像することによって露光部を溶解除去し、20秒間純水でリンスした。次いで、この時の膜の厚さを測定することで、現像による未露光部の膜減り度合いを残膜率として評価した。残膜率が90%以上の場合、パターン形成性は良好である。この評価における膜厚は、FILMETRICS製F20を用いて測定した。
(Pattern formability)
After apply | coating the obtained resin composition on a silicon wafer using a spin coater, it dried at 125 degreeC for 3 minute (s) in oven, and obtained the coating film with a film thickness of 7 micrometers. By a high pressure mercury lamp through a glass mask in this coating film, i-ray (365 nm) of 100 mJ / cm 2 (illuminance: 20mW / cm 2) was irradiated, in 2.38 weight% of 25 ° C. at tetramethylammonium hydroxide aqueous solution The exposed portion was dissolved and removed by paddle development for 60 seconds, and rinsed with pure water for 20 seconds. Next, by measuring the thickness of the film at this time, the degree of film reduction in the unexposed area due to development was evaluated as the remaining film ratio. When the remaining film ratio is 90% or more, the pattern formability is good. The film thickness in this evaluation was measured using F20 manufactured by FILMETRICS.

◎:残膜率95%以上
○:残膜率90%以上〜95%未満
△:残膜率80%以上〜90%未満
×:残膜率80%未満
A: Remaining film ratio is 95% or more
○: Remaining film ratio 90% or more to less than 95%
Δ: Remaining film ratio 80% or more and less than 90%
X: Remaining film rate less than 80%

(解像度)
得られた樹脂組成物をシリコンウェハ上にスピンコーターを用いて塗布した後、オーブン中125℃で3分間乾燥し、膜厚7μmの塗膜を得た。この塗膜にガラスマスクを通して高圧水銀灯によってi線(365nm)を100mJ/cm(照度:20mW/cm)照射した後、25℃の2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に60秒間パドル現像することによって、露光部を溶解除去し20秒間純水でリンスした。その結果、シリコンウェハ上に5μmの抜きパターンが解像しているのが確認できた。
解像度は、得られたパターンをSEM観察することで評価した。
(resolution)
After apply | coating the obtained resin composition on a silicon wafer using a spin coater, it dried at 125 degreeC for 3 minute (s) in oven, and obtained the coating film with a film thickness of 7 micrometers. The coating film i-line by a high pressure mercury lamp through a glass mask (365 nm) of 100 mJ / cm 2 (illuminance: 20mW / cm 2) was irradiated for 60 seconds 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution 25 ° C. The exposed area was dissolved and removed by paddle development, and rinsed with pure water for 20 seconds. As a result, it was confirmed that a 5 μm extraction pattern was resolved on the silicon wafer.
The resolution was evaluated by SEM observation of the obtained pattern.

(硬化収縮率)
得られた樹脂組成物をシリコンウェハ上に塗布し、オーブン中110℃で5分間、続いて200℃で60分間加熱し樹脂を硬化させた。得られた塗膜を剥離して、硬化前と硬化後の比重を測定し、硬化収縮率を下記式により算出した。
硬化収縮率:D=(S−S’)/S×100
ここで、Sは硬化前の比重、S’は硬化後の比重である。比重は、JIS K−7112のB法ピクノメーター法により測定した。
(Curing shrinkage)
The obtained resin composition was applied onto a silicon wafer and heated in an oven at 110 ° C. for 5 minutes and then at 200 ° C. for 60 minutes to cure the resin. The obtained coating film was peeled off, the specific gravity before and after curing was measured, and the curing shrinkage was calculated by the following formula.
Curing shrinkage: D = (S−S ′) / S × 100
Here, S is the specific gravity before curing, and S ′ is the specific gravity after curing. The specific gravity was measured by B method pycnometer method of JIS K-7112.

(溶剤不溶化率)
得られた樹脂組成物をシリコンウェハ上に塗布し、オーブン中110℃で5分間、200℃で60分間加熱し樹脂を硬化させた。得られた塗膜を剥離して重量を正確に秤量(W)し、この膜を袋状の200メッシュ金網に入れ、THF中60℃で1時間加熱抽出を行った後にTHFを真空乾燥して膜の重量(W)を求めた。「溶剤不溶化率」を以下の式で求めた。
[溶剤不溶化率(%)]=(W)/(W)×100
(Solvent insolubilization rate)
The obtained resin composition was applied onto a silicon wafer and heated in an oven at 110 ° C. for 5 minutes and at 200 ° C. for 60 minutes to cure the resin. The obtained coating film was peeled off, and the weight was accurately weighed (W 1 ). This film was placed in a bag-shaped 200 mesh wire net, heated and extracted in THF at 60 ° C. for 1 hour, and then THF was vacuum dried. The weight of the membrane (W 2 ) was determined. The “solvent insolubilization rate” was determined by the following formula.
[Solvent insolubilization rate (%)] = (W 2 ) / (W 1 ) × 100

(実施例2〜20、比較例1〜3)
<樹脂組成物の作製>
実施例1記載の例における樹脂組成物中の高分子化合物(A−1)を、合成例2〜合成例7で得られた高分子化合物(A−2)〜(A−7)に変更し、組みあわせるベンゾオキサジン化合物、及び光酸活性剤を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
(Examples 2 to 20, Comparative Examples 1 to 3)
<Preparation of resin composition>
The polymer compound (A-1) in the resin composition in the example described in Example 1 was changed to the polymer compounds (A-2) to (A-7) obtained in Synthesis Example 2 to Synthesis Example 7. A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the benzoxazine compound to be combined and the photoacid activator were changed as shown in Table 1.

(比較例4)
<樹脂組成物の作製>
実施例1の樹脂組成物の作製において、ベンゾオキサジン化合物(B−1)を同重量のHMON−TPHAP(本州化学工業(株)製)に変更した以外は同様にして、比較の樹脂組成物を得た。
(Comparative Example 4)
<Preparation of resin composition>
In the preparation of the resin composition of Example 1, except that benzoxazine compound (B-1) was changed to the weight of HMON-TPHAP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) in the same manner, the resin compositions of Comparative Obtained.

(比較例5)
<樹脂組成物の作製>
実施例1の樹脂組成物の作製において、ベンゾオキサジン化合物(B−1)を同重量のニカラックN2702(三和ケミカル(株)製)に変更した以外は同様にして、比較の樹脂組成物を得た。
(Comparative Example 5)
<Preparation of resin composition>
Resulting in the preparation of the resin composition of Example 1, except that benzoxazine compound (B-1) was changed to the weight of NIKALAC N2702 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) in the same manner, the resin compositions of Comparative It was.

(比較例6)
実施例1の樹脂組成物の作製において、ベンゾオキサジン化合物(B−1)を同重量のKAYARAD DPHA(下記式で表される架橋剤、日本化薬製)に変更した以外は同様にして、樹脂組成物を得た。
(Comparative Example 6)
In the production of the resin composition of Example 1, the resin was changed in the same manner except that the benzoxazine compound (B-1) was changed to the same weight of KAYARAD DPHA (crosslinking agent represented by the following formula, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). A composition was obtained.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(比較例7)
実施例1の樹脂組成物の作製において、ベンゾオキサジン化合物(B−1)を同重量のEHPA−3150(下記式で表されるエポキシ系架橋剤、ダイセル化学工業(株)製)に変更した以外は同様にして、樹脂組成物を得た。
(Comparative Example 7)
In the preparation of the resin composition of Example 1, except that the benzoxazine compound (B-1) of the same weight EHPA-3150 (epoxy crosslinking agent represented by the following formula, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) In the same manner, a resin composition was obtained.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

(比較例8)
実施例1において高分子化合物(A−1)を下記により合成した比較ポリマー(J−1)に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を調製し、実施例1と同様にして評価を行った。
(Comparative Example 8)
A resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymer compound (A-1) in Example 1 was changed to the comparative polymer (J-1) synthesized as described below. Evaluation was performed.

−比較ポリマー(J−1)の合成−
特開2004−133088号公報の実施例5に記載の方法にしたがって合成した。乾燥空気気流下、3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸2無水物155g(マナック(株)製、0.5モル)、3−ヒドロキシフェニルエタノール138g(東京化成(株)製、1.0モル)をγ−ブチロラクトン2000mLとピリジン79g(東京化成(株)製、1.0モル)を加え、50℃で6時間攪拌を続けた。その後、溶液を−10℃に冷却して、ジシクロヘキシルカルボジイミド206g(東京化成(株)製、1.0モル)をγ−ブチロラクトン2000mLに溶解した溶液を内部の温度が0℃を越えないように滴下していった。滴下終了後、−10℃で30分攪拌を続け、その後、温度を徐々に上げていき、20℃にした。20℃で4,4’−ジアミノジフェニルエーテル51g(和歌山精化工業(株)製、0.4モル)、3,5−ジアミノ安息香酸(東京化成(株)製、0.1モル)を加えた。このまま、20℃で2時間、その後40℃で2時間攪拌を続けた。攪拌終了後、ろ過して反応で生じた副生物を除去し、この溶液を水50Lに投入して、白色沈殿を得た。この沈殿をろ過で集めて、さらに水5Lで洗浄した。この白色沈殿を50℃の真空乾燥機で48時間乾燥して、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸エステルの粉体(比較ポリマーJ−1)を得た。
-Synthesis of comparative polymer (J-1)-
Synthesis was performed according to the method described in Example 5 of JP-A-2004-133088. Under a dry air stream, 155 g of 3,3 ′, 4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride (manac Co., Ltd., 0.5 mol), 138 g of 3-hydroxyphenylethanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 1.0 mol) was added to 2000 mL of γ-butyrolactone and 79 g of pyridine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 1.0 mol), and stirring was continued at 50 ° C. for 6 hours. The solution was cooled to -10 ° C. and added dropwise dicyclohexylcarbodiimide 206 g (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., 1.0 mol) A solution of the γ- butyrolactone 2000mL as internal temperature does not exceed 0 ℃ It began to. After completion of the dropwise addition, stirring was continued at -10 ° C for 30 minutes, and then the temperature was gradually raised to 20 ° C. At 20 ° C., 51 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd., 0.4 mol) and 3,5-diaminobenzoic acid (Tokyo Kasei Co., Ltd., 0.1 mol) were added. . The stirring was continued for 2 hours at 20 ° C. and then for 2 hours at 40 ° C. After the stirring, filtration was performed to remove by-products generated in the reaction, and this solution was poured into 50 L of water to obtain a white precipitate. This precipitate was collected by filtration and further washed with 5 L of water. The white precipitate was dried with a vacuum dryer at 50 ° C. for 48 hours to obtain a polyamic acid ester powder (comparative polymer J-1) as a polyimide precursor.

<特性評価>
得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にして評価を行い、その結果を表1に示した。
<Characteristic evaluation>
The obtained resin composition was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

Figure 2011075987
Figure 2011075987

表1から以下のことがわかる。
・本発明の樹脂組成物は、基板上に塗布後、125℃の温度で良好なパターン形成でき、200℃の加熱処理で十分に高い溶剤不溶化率の硬化レリーフパターンが形成された。従って、パターン形成性に優れ、且つ十分な低温硬化性を有している。
更に、本発明の高分子化合物を用いて調製した樹脂組成物は、いずれも解像度が良好で、小さいパターンを形成できること、硬化収縮率が低く寸法変化が小さい利点を有している。
これに対し、比較例1〜3、8の樹脂組成物はパターン形成性と解像度が悪く、特に比較例2と3の樹脂組成物は硬化収縮率も高い。また、比較例4〜7の樹脂組成物は200℃×60分間で硬化させた際の溶剤不溶化率が低かった。
Table 1 shows the following.
-After apply | coating on the board | substrate, the resin composition of this invention was able to form a favorable pattern at the temperature of 125 degreeC, and the cured relief pattern of the sufficiently high solvent insolubilization rate was formed by the heat processing of 200 degreeC. Therefore, it is excellent in pattern formability and has sufficient low-temperature curability.
Furthermore, the resin compositions prepared using the polymer compound of the present invention all have the advantages of good resolution and the ability to form small patterns, and low cure shrinkage and small dimensional changes.
On the other hand, the resin compositions of Comparative Examples 1 to 3 and 8 have poor pattern formability and resolution, and in particular, the resin compositions of Comparative Examples 2 and 3 have a high cure shrinkage rate. The resin compositions of Comparative Examples 4 to 7 had a low solvent insolubilization rate when cured at 200 ° C. for 60 minutes.

本発明の樹脂組成物は、電子デバイス製造分野で汎用の塗布溶剤に十分な溶解性を有し、本発明の樹脂組成物は均一であり不溶物の析出がなく、該樹脂組成物により得られたパターンは、アルカリ溶解速度、パターン形成性、解像度、耐熱性及び絶縁性に優れる利点を有し、半導体装置用の表面保護膜、層間絶縁膜、及び表示装置用の平坦化膜、層間絶縁膜として好適に利用できる。   The resin composition of the present invention has sufficient solubility in a general-purpose coating solvent in the field of electronic device production, and the resin composition of the present invention is uniform and free from precipitation of insoluble matter, and can be obtained by the resin composition. The pattern has advantages of excellent alkali dissolution rate, pattern formability, resolution, heat resistance and insulation, and includes a surface protection film for semiconductor devices, an interlayer insulation film, a planarization film for display devices, and an interlayer insulation film. Can be suitably used.

Claims (13)

下記一般式(1A)又は(1B)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物とベンゾオキサジン化合物とを含有する樹脂組成物:
Figure 2011075987

(式中、Ar、Ar、Arは、それぞれ独立に、炭素数6〜30の3〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Arは炭素数6〜30の2〜6価の有機基を表し、該有機基は置換基によって置換されていてもよい。Y、Y、Y、Yは、それぞれ独立に、酸性基または酸分解性基で保護された酸性基を表す。Zは連結基を表し、Ar及びArの少なくとも一方と環を形成しても良い。a、b、fはそれぞれ独立に1〜4の整数を表す。cは0〜4の整数を表す。n1、n2は繰り返し数であり、2〜3000である。)。
Resin composition containing a polymer compound having a repeating unit represented by the following general formula (1A) or (1B) and a benzoxazine compound:
Figure 2011075987

(In the formula, Ar 1 , Ar 2 , and Ar 4 each independently represent a trivalent to hexavalent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent. Ar 3 Represents a divalent to hexavalent organic group having 6 to 30 carbon atoms, and the organic group may be substituted with a substituent, and Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an acidic group. Alternatively, it represents an acidic group protected with an acid-decomposable group, Z represents a linking group, and may form a ring with at least one of Ar 1 and Ar 2. a, b, and f are each independently 1-4. C represents an integer of 0 to 4. n1 and n2 are the number of repetitions, and 2 to 3000).
前記ベンゾオキサジン化合物が下記一般式(5)で表される請求項1に記載の樹脂組成物:
Figure 2011075987

(式中、R及びR10は炭素数1〜10の有機基、R11は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を表す。Yは、単結合、−C(CH−基、−CO−基、−O−、−S−、−SO−基、−CH−基、−C(CF−基、又は下記一般式(6)で表される基を表す。);
Figure 2011075987

(式中、R12は炭素数1〜10の有機基、R13は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基、R14はメチレン基又はp−キシリレン基を表す。mは1〜10の整数を示す)。
The resin composition according to claim 1, wherein the benzoxazine compound is represented by the following general formula (5):
Figure 2011075987

(In the formula, R 9 and R 10 represent an organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 11 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Y represents a single bond, —C (CH 3 ) 2. - group, -CO- group, -O -, - S -, - SO 2 - group, -CH 2 - group, -C (CF 3) 2 - group, or a group represented by the following general formula (6) Represents;);
Figure 2011075987

(Wherein R 12 represents an organic group having 1 to 10 carbon atoms, R 13 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 14 represents a methylene group or a p-xylylene group. M represents 1 to 10). Indicates an integer).
前記ベンゾオキサジン化合物が下記一般式(7)で表される請求項1に記載の樹脂組成物:
Figure 2011075987

(式中、R15は水素又は炭素数1〜6のアルキル基を示し、R16は炭素数1〜6のアルキル基、シクロヘキシル基、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基又は置換ナフチル基を示す)。
The resin composition according to claim 1, wherein the benzoxazine compound is represented by the following general formula (7):
Figure 2011075987

(Wherein R 15 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 16 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclohexyl group, a phenyl group, a substituted phenyl group, a naphthyl group, or a substituted naphthyl group. ).
前記一般式(1A)又は(1B)において、前記酸性基または酸分解性基で保護された酸性基が下記一般式(y1)で表される基である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の樹脂組成物:
Figure 2011075987

(式中、Aは、単結合又は(t+1)価の連結基を表す。Pは水素原子または酸分解性基を表す。Bは、酸分解性基Pにより酸性を示す部位が保護された酸性基の部分構造を表す。tは1〜5の整数を表す。)。
In said general formula (1A) or (1B), the acidic group protected by the said acidic group or acid-decomposable group is group represented by the following general formula (y1), Any one of Claims 1-3 Item 1. The resin composition according to item 1:
Figure 2011075987

(In the formula, A, .B .P g is representing a hydrogen atom or an acid-decomposable group represents a single bond or a (t + 1) -valent linking group is part showing acidity is protected by an acid decomposable group P g And t represents an integer of 1 to 5.)
前記酸性基がCOOH基又はOH基である請求項4に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 4, wherein the acidic group is a COOH group or an OH group. 酸価が100mgKOH/g以上である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the acid value is 100 mgKOH / g or more. 前記酸性基の20モル%〜80モル%が酸分解性基で保護された請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein 20 mol% to 80 mol% of the acidic groups are protected with an acid-decomposable group. 前記一般式(1A)又は(1B)で表される高分子化合物が、それぞれ下記一般式(2A)又は(2B)で表される単量体と一般式(3)で表される単量体との縮合重合により得られるものである請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の樹脂組成物:
Figure 2011075987

(式中、Ar、Ar、Ar、Ar、Y、Y、Y、Y、Z、a、b、c、fは、一般式(1A)又は(1B)におけるものと同義である。RおよびRは、それぞれ独立に水素原子またはシリル基を表す。XおよびXは、それぞれ独立に脱離基を表す。)。
The polymer represented by the general formula (1A) or (1B) is a monomer represented by the following general formula (2A) or (2B) and a monomer represented by the general formula (3), respectively. The resin composition according to any one of claims 1 to 7, which is obtained by condensation polymerization with:
Figure 2011075987

(In the formula, Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , Ar 4 , Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 , Z, a, b, c, and f are those in the general formula (1A) or (1B). R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or a silyl group, and X 1 and X 2 each independently represent a leaving group.
前記Zが表す連結基が、単結合、炭素数1〜20のアルキレン基、−O−、−S−、−SO−基、−CO−基、−N(R11)−基(R11は水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、または炭素数1〜10のアシル基である)、またはこれらを組み合わせてできる基である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The linking group represented by Z is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, —O—, —S—, —SO 2 — group, —CO— group, —N (R 11 ) — group (R 11 9 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms), or a group formed by combining these, 9. Resin composition. 更に感光剤を含む請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。   Furthermore, the resin composition of any one of Claims 1-9 containing a photosensitizer. 前記感光剤が光酸発生剤である請求項10に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 10, wherein the photosensitive agent is a photoacid generator. 架橋剤を含有する請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 11, comprising a crosslinking agent. 請求項10〜請求項12のいずれか1項に記載の樹脂組成物を、基板上に塗布して乾燥する工程、露光する工程、アルカリ水溶液または有機溶媒を用いて現像する工程を含む硬化レリーフパターンの形成方法。   A cured relief pattern comprising a step of applying the resin composition according to any one of claims 10 to 12 onto a substrate and drying, a step of exposing, and a step of developing using an aqueous alkali solution or an organic solvent. Forming method.
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