JP2021085977A - Photosensitive polyimide resin composition, pattern formation method, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

To provide a photosensitive polyimide resin composition capable of providing a film which enables formation of a fine pattern, and is excellent in film characteristics and reliability as a protective film with comparatively low heat treatment of substantially 200°C after pattern formation, a pattern formation method and a method for manufacturing a semiconductor device.SOLUTION: A photosensitive polyimide resin composition contains (A) primary alcoholic hydroxy group-containing polyimide that includes a repeating unit represented by the following formula (1-1) and a repeating unit represented by the following formula (1-2), and has a weight average molecular weight of 5,000-200,000, (B) polyimide which contains a phenolic hydroxy group and a weight average molecular weight of 2,000 or less, (C) a photoacid generator, and (D) a crosslinking agent. A content of the component (B) is 1-10 pts.mass based on 100 pts.mass of the component (A).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感光性ポリイミド樹脂組成物、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a photosensitive polyimide resin composition, a pattern forming method, and a method for manufacturing a semiconductor device.

従来、感光性のポリイミド系材料としては、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を利用した材料、例えば、ポリアミック酸のカルボキシ基に感光性基をエステル結合により導入したもの(特許文献1、2)、ポリアミック酸と感光性基を有するアミン化合物とからなる材料(特許文献3)等が提案されている。しかし、これらの材料は、パターンが形成された皮膜を形成した後、目的とするポリイミド皮膜を得るために、300℃を超える高温でのイミド化処理が必須であり、この高温に耐えるため、下地基材が制約されたり、配線の銅を酸化させたりする問題を有していた。 Conventionally, as a photosensitive polyimide-based material, a material using a polyamic acid which is a precursor of polyimide, for example, a material in which a photosensitive group is introduced into a carboxy group of a polyamic acid by an ester bond (Patent Documents 1 and 2). A material composed of a polyamic acid and an amine compound having a photosensitive group (Patent Document 3) and the like have been proposed. However, these materials require imidization treatment at a high temperature of more than 300 ° C. in order to obtain the desired polyimide film after forming a film on which a pattern is formed, and in order to withstand this high temperature, a base material is used. There was a problem that the base material was restricted and the copper of the wiring was oxidized.

この改善として、硬化温度の低温化を目的に、既にイミド化された溶剤可溶の樹脂を用いた感光性のポリイミドが提案されている(特許文献4〜6)。しかし、いずれも(メタ)アクリル基を利用して感光性を樹脂に付与しており、光硬化機構上、酸素阻害を受け易く、現像時の膜べりが起こり易い等の理由から、解像力の向上が難しく、要求される特性を全て満たす材料とはなり得ていなかった。 As an improvement for this, a photosensitive polyimide using an already imidized solvent-soluble resin has been proposed for the purpose of lowering the curing temperature (Patent Documents 4 to 6). However, all of them use (meth) acrylic groups to impart photosensitivity to the resin, and because of the photocuring mechanism, they are susceptible to oxygen inhibition and film slippage during development is likely to occur, so the resolution is improved. It was difficult, and it could not be a material that satisfied all the required properties.

一方、フェノール性ヒドロキシ基を有するポリイミド(特許文献7)やポリアミド(特許文献8、9)とジアゾナフトキノンとを組み合わせたポジ型の材料が提案されている。これらは、20μmを超えるような厚膜を形成することがその組成物の光透過性の観点から困難で、また、現像性を確保するために樹脂の分子量が小さかったり、感光剤であるジアゾナフトキノンの添加量が樹脂に対して多量となったりすることで、樹脂本来の硬化特性を得られ難い等の問題点があった。 On the other hand, positive materials in which a polyimide having a phenolic hydroxy group (Patent Document 7) or a polyamide (Patent Documents 8 and 9) and diazonaphthoquinone are combined have been proposed. It is difficult to form a thick film of more than 20 μm from the viewpoint of light transmission of the composition, and the molecular weight of the resin is small in order to ensure developability, or diazonaphthoquinone, which is a photosensitizer, is used. There is a problem that it is difficult to obtain the original curing characteristics of the resin because the amount of the resin added is larger than that of the resin.

特開昭49−115541号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 49-115541 特開昭55−45746号公報JP-A-55-45746 特開昭54−145794号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-145794 特開平10−274850号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-274850 特開平10−265571号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-265571 特開2001−335619号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-335319 特開平3−209478号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-209478 特公平1−46862号公報Special Fair 1-46862 Gazette 特開平11−65107号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-65107

本発明は、前記事情に鑑みなされたもので、微細なパターンを形成することが可能であり、かつ、このパターン形成後に、200℃前後の比較的低温の熱処理で、フィルム特性や保護膜としての信頼性に優れた皮膜を提供可能な感光性ポリイミド樹脂組成物、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to form a fine pattern, and after this pattern formation, a relatively low temperature heat treatment of about 200 ° C. is performed to obtain film characteristics and a protective film. An object of the present invention is to provide a photosensitive polyimide resin composition, a pattern forming method, and a method for manufacturing a semiconductor device, which can provide a highly reliable film.

本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、1級アルコール性ヒドロキシ基を分子中に有している、重量平均分子量が5,000〜200,000のポリイミドに、重量平均分子量が2,000以下のポリイミドを加えることが有用であることを見出した。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors have made a polyimide having a primary alcoholic hydroxy group in the molecule and having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000. We have found that it is useful to add polyimide with an average molecular weight of 2,000 or less.

更に、前記ポリイミド混合物及び光酸発生剤を含む感光性ポリイミド樹脂組成物が、高感度で幅広い波長の光で露光でき、後述するパターン形成方法により微細なパターンを形成することが可能であり、更にこの感光性ポリイミド樹脂組成物及びパターン形成後に加熱により得られる硬化皮膜が耐熱性、電気絶縁性に優れることを見出し、本発明をなすに至った。 Further, the photosensitive polyimide resin composition containing the polyimide mixture and the photoacid generator can be exposed to light having high sensitivity and a wide range of wavelengths, and a fine pattern can be formed by a pattern forming method described later. We have found that the photosensitive polyimide resin composition and the cured film obtained by heating after pattern formation are excellent in heat resistance and electrical insulation, and have completed the present invention.

したがって、本発明は、下記感光性ポリイミド樹脂組成物、パターン形成方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
1.(A)下記式(1−1)で表される繰り返し単位及び下記式(1−2)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が5,000〜200,000である1級アルコール性ヒドロキシ基含有ポリイミド、
(B)フェノール性ヒドロキシ基を含み、重量平均分子量が2,000以下のポリイミド、
(C)光酸発生剤、及び
(D)架橋剤
を含み、(B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、1〜10質量部である感光性ポリイミド樹脂組成物。

Figure 2021085977
[式中、X1は、下記式(2)で表される4価の有機基である。
Figure 2021085977
(式中、R1〜R6は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の1価炭化水素基である。R7及びR8は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜12の2価炭化水素基である。R9及びR10は、それぞれ独立に、3価の有機基である。mは、0〜120の整数である。破線は、結合手である。)
2は、下記式で表される基から選ばれる4価の基である。
Figure 2021085977
(式中、破線は、結合手である。)
1は、下記式(3)で表される2価の基である。
Figure 2021085977
(式中、A1〜A3は、それぞれ独立に、単結合、メチレン基、エーテル結合、スルホニル基、アミド結合、プロパン−2,2−ジイル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2,2−ジイル基又はフルオレン−9,9−ジイル基である。R11及びR12は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、又はアルコール性ヒドロキシ基含有基であるが、少なくとも1つは1級アルコール性ヒドロキシ基含有基である。R13〜R16は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。aは、0〜10の整数である。b及びcは、それぞれ独立に、0又は1である。d〜gは、それぞれ独立に、0、1又は2である。破線は、結合手である。)
pは、正の整数であり、qは、正の整数である。]
2.(B)成分のポリイミドが、下記式(1−3)で表される繰り返し単位及び下記式(1−4)で表される繰り返し単位を含むものである1の感光性ポリイミド樹脂組成物。
Figure 2021085977
[式中、X1及びX2は、前記と同じ。Y2は、式(4)で表される基及び式(5)で表される基から選ばれる少なくとも1種である。r及びsは、それぞれ独立に、0又は正の整数である。
Figure 2021085977
(式中、B1〜B3は、それぞれ独立に、単結合、メチレン基、エーテル結合、スルホニル基、アミド結合、プロパン−2,2−ジイル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2,2−ジイル基又はフルオレン−9,9−ジイル基である。R21〜R24は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。a'は、0〜10の整数である。b'及びc'は、それぞれ独立に、0又は1である。d'〜g'は、それぞれ独立に、0、1又は2である。破線は、結合手である。)
Figure 2021085977
(式中、R31〜R34は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の1価炭化水素基である。nは、1〜80の整数である。破線は、結合手である。)]
3.更に、(E)溶剤を含む1又は2の感光性ポリイミド樹脂組成物。
4.(C)光酸発生剤が、イミド−イル−スルホネート類、イミノスルホネート類又はオキシムスルホネート類である1〜3のいずれかの感光性ポリイミド樹脂組成物。
5.更に、塩基性化合物を含む1〜4のいずれかの感光性ポリイミド樹脂組成物。
6.1〜5のいずれかの感光性ポリイミド樹脂組成物を基板上に塗布し、レジスト層を形成する工程と、前記レジスト層を露光する工程と、現像する工程とを含む、パターン形成方法。
7.6のパターン形成方法を含む、パターンが形成されたポリイミド樹脂皮膜を備える半導体装置の製造方法。 Therefore, the present invention provides the following photosensitive polyimide resin composition, a pattern forming method, and a method for manufacturing a semiconductor device.
1. 1. (A) A primary alcoholic substance containing a repeating unit represented by the following formula (1-1) and a repeating unit represented by the following formula (1-2) and having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000. Hydroxy group-containing polyimide,
(B) A polyimide containing a phenolic hydroxy group and having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
A photosensitive polyimide resin composition containing (C) a photoacid generator and (D) a cross-linking agent, and the content of the component (B) is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
Figure 2021085977
[In the formula, X 1 is a tetravalent organic group represented by the following formula (2).
Figure 2021085977
(In the formula, R 1 to R 6 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. R 7 and R 8 are independently single-bonded or 2 having 1 to 12 carbon atoms, respectively. It is a valent hydrocarbon group. R 9 and R 10 are independently trivalent organic groups. M is an integer of 0 to 120. The broken line is a bond.)
X 2 is a tetravalent group selected from the groups represented by the following formulas.
Figure 2021085977
(In the formula, the broken line is the bond.)
Y 1 is a divalent group represented by the following formula (3).
Figure 2021085977
(In the formula, A 1 to A 3 are independently single bond, methylene group, ether bond, sulfonyl group, amide bond, propane-2,2-diyl group, 1,1,1,3,3,3. -Hexafluoropropane-2,2-diyl group or fluorene-9,9-diyl group. R 11 and R 12 are independently hydroxy groups or alcoholic hydroxy group-containing groups, but at least one. One is a primary alcoholic hydroxy group-containing group. R 13 to R 16 are independently alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. A is an integer of 0 to 10. B and c are integers of 0 to 10. , 0 or 1 independently. D to g are 0, 1 or 2, respectively. The dashed line is the bond.)
p is a positive integer and q is a positive integer. ]
2. The photosensitive polyimide resin composition of 1 in which the polyimide of the component (B) contains a repeating unit represented by the following formula (1-3) and a repeating unit represented by the following formula (1-4).
Figure 2021085977
[In the formula, X 1 and X 2 are the same as above. Y 2 is at least one selected from the group represented by the formula (4) and the group represented by the formula (5). r and s are independently 0 or positive integers, respectively.
Figure 2021085977
(In the formula, B 1 to B 3 are independent, single bond, methylene group, ether bond, sulfonyl group, amide bond, propane-2,2-diyl group, 1,1,1,3,3,3. -Hexafluoropropane-2,2-diyl group or fluorene-9,9-diyl group. R 21 to R 24 are independently alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. A'is 0. -10, b'and c'are independently 0 or 1. d'to g'are independently 0, 1 or 2. The dashed line is the bond. .)
Figure 2021085977
(In the formula, R 31 to R 34 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. N is an integer of 1 to 80. The broken line is a bond.)]
3. 3. Further, (E) 1 or 2 photosensitive polyimide resin composition containing a solvent.
4. (C) The photosensitive polyimide resin composition according to any one of 1 to 3, wherein the photoacid generator is an imide-yl-sulfonate, an iminosulfonate, or an oxime sulfonate.
5. Further, any of 1 to 4 photosensitive polyimide resin compositions containing a basic compound.
A pattern forming method including a step of applying the photosensitive polyimide resin composition according to any one of 6.1 to 5 on a substrate to form a resist layer, a step of exposing the resist layer, and a step of developing the resist layer.
A method for manufacturing a semiconductor device including a polyimide resin film on which a pattern is formed, which comprises the pattern forming method of 7.6.

本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物を使用することで、幅広い波長の光で露光でき、かつ酸素障害を受けず容易に薄膜を形成することができる。また、解像力に優れたパターンを形成することが可能であり、更にこの組成物から得られる硬化皮膜は、基材との密着性、耐熱性、電気絶縁性に優れ、電気、電子部品、半導体素子等の保護膜として好適に用いられる。 By using the photosensitive polyimide resin composition of the present invention, it is possible to expose with light of a wide range of wavelengths, and a thin film can be easily formed without being affected by oxygen damage. Further, it is possible to form a pattern having excellent resolving power, and the cured film obtained from this composition has excellent adhesion to a base material, heat resistance, and electrical insulation, and is used for electrical, electronic components, and semiconductor elements. It is preferably used as a protective film for the like.

本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物は、
(A)所定の繰り返し単位を含み、重量平均分子量が5,000〜200,000である1級アルコール性ヒドロキシ基含有ポリイミド、
(B)重量平均分子量が2,000以下のポリイミド、
(C)光酸発生剤、及び
(D)架橋剤
を含み、(B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、1〜10質量部であるものである。
The photosensitive polyimide resin composition of the present invention is
(A) A primary alcoholic hydroxy group-containing polyimide containing a predetermined repeating unit and having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000.
(B) Polyimide having a weight average molecular weight of 2,000 or less,
It contains (C) a photoacid generator and (D) a cross-linking agent, and the content of the component (B) is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).

[(A)成分]
(A)成分は、下記式(1−1)で表される繰り返し単位及び下記式(1−2)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が5,000〜200,000である1級アルコール性ヒドロキシ基含有ポリイミドである。

Figure 2021085977
[(A) component]
The component (A) contains a repeating unit represented by the following formula (1-1) and a repeating unit represented by the following formula (1-2), and has a weight average molecular weight of 5,000 to 200,0001. It is a class alcoholic hydroxy group-containing polyimide.
Figure 2021085977

式(1−1)中、X1は、下記式(2)で表される4価の有機基である。

Figure 2021085977
In the formula (1-1), X 1 is a tetravalent organic group represented by the following formula (2).
Figure 2021085977

式(2)中、R1〜R6は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の1価炭化水素基である。前記1価炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;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;フェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基が挙げられる。原料の入手の容易さの観点から、メチル基、エチル基、フェニル基、ビニル基が好ましい。 In the formula (2), R 1 to R 6 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. The monovalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and specific examples thereof include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group; cyclopentyl. Cycloalkyl groups such as groups and cyclohexyl groups; aryl groups such as phenyl groups; aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group; alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group and butenyl group can be mentioned. From the viewpoint of easy availability of raw materials, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group and a vinyl group are preferable.

式(2)中、R7及びR8は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜12の2価炭化水素基である。前記2価炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メチレン基、エタン−1,1−ジイル基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ベンゼン−1,4−ジイル基、ビフェニル−4,4'−ジイル基等が挙げられる。R7及びR8としては、単結合、メチレン基、エタン−1,2−ジイル基、プロパン−1,3−ジイル基、ベンゼン−1,4−ジイル基が好ましい。 In formula (2), R 7 and R 8 are independently single-bonded or divalent hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms. The divalent hydrocarbon group may be linear, branched or cyclic, and specific examples thereof include a methylene group, an ethane-1,1-diyl group, an ethane-1,2-diyl group and a propane-. Examples thereof include a 1,3-diyl group, a butane-1,4-diyl group, a benzene-1,4-diyl group, and a biphenyl-4,4'-diyl group. As R 7 and R 8 , a single bond, a methylene group, an ethane-1,2-diyl group, a propane-1,3-diyl group, and a benzene-1,4-diyl group are preferable.

式(2)中、R9及びR10は、それぞれ独立に、3価の有機基である。前記3価の有機基としては、炭素数が2〜10のものが好ましい。前記3価の有機基としては、下記式で表されるものが挙げられるが、これらに限定されない。

Figure 2021085977
In formula (2), R 9 and R 10 are independently trivalent organic groups. The trivalent organic group preferably has 2 to 10 carbon atoms. Examples of the trivalent organic group include those represented by the following formulas, but are not limited thereto.
Figure 2021085977

式(2)中、mは、0〜120の整数であり、好ましくは3〜80の整数、より好ましくは5〜50の整数である。m≧2の場合、すなわち、シロキサン単位が2以上ある場合、各シロキサン単位は、全て同一であってもよく、2種以上の異なるシロキサン単位を含んでいてもよい。2種以上の異なるシロキサン単位を含む場合、シロキサン単位はランダムに結合したものでも交互に結合したものでもよく、同種のシロキサン単位のブロックを複数含むものであってもよい。
1で表される4価の有機基としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。

Figure 2021085977
In the formula (2), m is an integer of 0 to 120, preferably an integer of 3 to 80, and more preferably an integer of 5 to 50. When m ≧ 2, that is, when there are two or more siloxane units, each siloxane unit may be the same or may contain two or more different siloxane units. When two or more different siloxane units are contained, the siloxane units may be randomly bonded or alternately bonded, or may contain a plurality of blocks of the same type of siloxane units.
Examples of the tetravalent organic group represented by X 1 include, but are not limited to, those shown below.
Figure 2021085977

Figure 2021085977
(式中、m1及びm2は、それぞれ独立に、0又は1以上の整数であり、m1+m2=mである。m3及びm4は、それぞれ独立に、0又は1以上の整数であり、m3+m4=mである。m5及びm6は、それぞれ独立に、0又は1以上の整数であり、m5+m6=mである。mは、前記と同じである。)
Figure 2021085977
(In the equation, m 1 and m 2 are independently integers of 0 or 1 or more, and m 1 + m 2 = m. M 3 and m 4 are independently integers of 0 or 1 or more, respectively. M 3 + m 4 = m. M 5 and m 6 are independently integers of 0 or 1 or more, and m 5 + m 6 = m. M is the same as described above. )

1で表される基は、不飽和基を有する酸無水物、例えばコハク酸無水物、ノルボルネンジカルボン酸無水物、プロピルナジック酸無水物又はフタル酸無水物等と、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとを反応させることによって得られる変性シリコーンから誘導することができる。該オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のシロキサン単位数の分布に応じて、得られる酸無水物変性ポリシロキサンのシロキサン単位数も分布し、したがって式(2)中のmは、その平均値を表す。 The group represented by X 1 is an acid anhydride having an unsaturated group, for example, a succinic anhydride, a norbornenedicarboxylic acid anhydride, a propylnadic acid anhydride, a phthalic acid anhydride, or the like, and an organohydrogenpolysiloxane. It can be derived from the modified silicone obtained by the reaction. Depending on the distribution of the number of siloxane units in the organohydrogenpolysiloxane, the number of siloxane units of the obtained acid anhydride-modified polysiloxane is also distributed, and therefore m in the formula (2) represents the average value thereof.

式(1−2)中、X2は、下記式で表される基から選ばれる4価の基である。

Figure 2021085977
(式中、破線は、結合手である。) In formula (1-2), X 2 is a tetravalent group selected from the groups represented by the following formula.
Figure 2021085977
(In the formula, the broken line is the bond.)

式(1−1)及び(1−2)中、Y1は、下記式(3)で表される2価の基である。

Figure 2021085977
(式中、破線は、結合手である。) In formulas (1-1) and (1-2), Y 1 is a divalent group represented by the following formula (3).
Figure 2021085977
(In the formula, the broken line is the bond.)

式(3)中、A1〜A3は、それぞれ独立に、単結合、メチレン基、エーテル結合、スルホニル基、アミド結合、プロパン−2,2−ジイル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2,2−ジイル基又はフルオレン−9,9−ジイル基である。 In formula (3), A 1 to A 3 are independently single bond, methylene group, ether bond, sulfonyl group, amide bond, propane-2,2-diyl group, 1,1,1,3,3. , 3-Hexafluoropropane-2,2-diyl group or fluorene-9,9-diyl group.

式(3)中、R11及びR12は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、又はアルコール性ヒドロキシ基含有基であるが、少なくとも1つは1級アルコール性ヒドロキシ基である。前記アルコール性ヒドロキシ基含有基としては、2,3−ジヒドロキシプロピル基、1,3−ジヒドロキシ−2−プロピルオキシ基等が挙げられる。 In formula (3), R 11 and R 12 are independently hydroxy groups or alcoholic hydroxy group-containing groups, but at least one is a primary alcoholic hydroxy group. Examples of the alcoholic hydroxy group-containing group include a 2,3-dihydroxypropyl group and a 1,3-dihydroxy-2-propyloxy group.

式(3)中、R13〜R16は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられるが、メチル基が好ましい。 In formula (3), R 13 to R 16 are independently alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group, but a methyl group is preferable.

式(3)中、aは、0〜10の整数であるが、1〜10の整数が好ましい。b及びcは、それぞれ独立に、0又は1である。d〜gは、それぞれ独立に、0、1又は2であるが、0又は1が好ましい。 In the formula (3), a is an integer of 0 to 10, but an integer of 1 to 10 is preferable. b and c are independently 0 or 1, respectively. d to g are 0, 1 or 2, respectively, but 0 or 1 is preferable.

式(3)で表される基としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、Rは、水素原子又はアルコール性ヒドロキシ基含有基である。

Figure 2021085977
Examples of the group represented by the formula (3) include, but are not limited to, those shown below. In the following formula, R is a hydrogen atom or an alcoholic hydroxy group-containing group.
Figure 2021085977

Figure 2021085977
Figure 2021085977

式(1−1)及び(1−2)中、p及びqは、それぞれ独立に、正の整数であり、好ましくは1≦p≦500、1≦q≦500を満たす整数であり、より好ましくは3≦p≦300、3≦q≦300を満たす整数である。また、p/(p+q)は、0.01≦p/(p+q)<1を満たすが、好ましくは0.1≦p/(p+q)<1、より好ましくは0.2≦p/(p+q)≦0.95、更に好ましくは0.5≦p/(p+q)≦0.9を満たす。p/(p+q)が、0.01未満であると、十分な可撓性が得られないことがある。 In the formulas (1-1) and (1-2), p and q are independently positive integers, preferably integers satisfying 1 ≦ p ≦ 500 and 1 ≦ q ≦ 500, and more preferably. Is an integer that satisfies 3 ≦ p ≦ 300 and 3 ≦ q ≦ 300. Further, p / (p + q) satisfies 0.01 ≦ p / (p + q) <1, preferably 0.1 ≦ p / (p + q) <1, and more preferably 0.2 ≦ p / (p + q). It satisfies ≦ 0.95, more preferably 0.5 ≦ p / (p + q) ≦ 0.9. If p / (p + q) is less than 0.01, sufficient flexibility may not be obtained.

(A)成分のポリイミドは、式(1−1)で表される繰り返し単位及び式(1−2)で表される繰り返し単位のみを含むものが好ましい。 The polyimide of the component (A) preferably contains only the repeating unit represented by the formula (1-1) and the repeating unit represented by the formula (1-2).

(A)成分のポリイミドは、重量平均分子量(Mw)が、5,000〜200,000であり、好ましくは8,000〜100,000である。Mwが5,000未満のポリイミドでは、得られる皮膜の強度が低い。一方、Mwが200,000を超えるポリイミドは、溶剤に対する相溶性が乏しく、取り扱いが困難である。なお、本発明においてMwは、臭化リチウムを10mmol/L加えたジメチルホルムアミドを溶剤として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算測定値である。 The polyimide component (A) has a weight average molecular weight (Mw) of 5,000 to 200,000, preferably 8,000 to 100,000. When the Mw is less than 5,000, the strength of the obtained film is low. On the other hand, a polyimide having an Mw of more than 200,000 has poor compatibility with a solvent and is difficult to handle. In the present invention, Mw is a polystyrene-equivalent measured value by gel permeation chromatography (GPC) using dimethylformamide to which lithium bromide is added at 10 mmol / L as a solvent.

(A)成分のポリイミドは、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。 The polyimide of the component (A) may be a random copolymer or a block copolymer.

(A)成分のポリイミドの合成方法としては、まず、フェノール性ヒドロキシ基を有するジアミン、酸無水物変性シリコーン、酸二無水物、必要に応じてフェノール性ヒドロキシ基を有しないジアミンを反応させ、必要に応じて末端基として1官能のアミンを反応させ、ポリアミック酸を得る。 As a method for synthesizing the polyimide of the component (A), first, a diamine having a phenolic hydroxy group, an acid anhydride-modified silicone, an acid dianhydride, and if necessary, a diamine having no phenolic hydroxy group are reacted, and it is necessary. A monofunctional amine is reacted as a terminal group according to the above to obtain a polyamic acid.

フェノール性ヒドロキシ基を有するジアミンとしては、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、2,2'−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、9,9'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、2,2'−メチレンビス[6−(4−アミノ−3,5−ジメチルベンジル)−4−メチル]フェノール、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。 Diamines having a phenolic hydroxy group include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 2,2'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 2,2'-bis (4-amino). -3-Hydroxyphenyl) propane, 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 9,9'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) fluorene, 2,2'-methylenebis [6- (4-Amino-3,5-dimethylbenzyl) -4-methyl] phenol, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 2,2'-bis (3-amino-4-4-) Hydroxyphenyl) Hexafluoropropane and the like can be mentioned.

酸無水物変性シリコーンとしては、X1で表される4価の有機基として例示した基の両端が酸無水物構造となっている化合物が挙げられ、具体的には、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。

Figure 2021085977
Examples of the acid anhydride-modified silicone include compounds having an acid anhydride structure at both ends of the group exemplified as a tetravalent organic group represented by X 1, and specific examples thereof include those shown below. However, it is not limited to these.
Figure 2021085977

Figure 2021085977
(式中、m及びm1〜m6は、前記と同じ。)
Figure 2021085977
(In the formula, m and m 1 to m 6 are the same as above.)

酸二無水物としては、3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4'−ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル酸二無水物、2,2−ビス(p−トリメトキシフェニル)プロパン酸二無水物、1,3−テトラメチルジシロキサンビスフタル酸二無水物、4,4'−オキシジフタル酸二無水物等が挙げられる。 As the acid dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3' , 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 4- (2,5) −Dioxo tetrahydrofuran-3-yl) -1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic acid anhydride 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride 3,3' , 4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-hexafluoropropyridene bisphthalic acid dianhydride, 2,2-bis (p-trimethoxyphenyl) propanoic acid dianhydride, 1, Examples thereof include 3-tetramethyldisiloxane bisphthalic acid dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride and the like.

また、フェノール性ヒドロキシ基を有しないジアミンとしては、4,4'−ジアミノベンズアニリド、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,4−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、4,4'−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4'−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2'−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、9,9'−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン等が挙げられる。 As a diamine having no phenolic hydroxy group, 4,4'-diaminobenzanilide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3' -Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-(p-phenylenediisopropyridene) dianiline, 4,4'-(m-phenylenediisopropyridene) dianiline, 1,3-bis (4-amino) Phenoxy) Benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 2,2'-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2 , 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4 Examples thereof include'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl and 9,9'-bis (4-aminophenyl) fluorene.

ポリアミック酸の合成において、テトラカルボン酸二無水物成分の合計に対するジアミン成分の合計の割合は、ポリイミドの分子量等に応じて適宜決められるが、好ましくはモル比で0.95〜1.05、より好ましくは0.98〜1.02の範囲である。なお、ポリイミドの分子量を調整するために、無水フタル酸、アニリン等の一官能の酸無水物及びアミン化合物を添加することも可能である。このときの添加量は、テトラカルボン酸二無水物成分又はジアミン成分総量に対して10モル%以下が好ましい。 In the synthesis of polyamic acid, the ratio of the total diamine component to the total tetracarboxylic dianhydride component is appropriately determined according to the molecular weight of the polyimide and the like, but is preferably 0.95 to 1.05 in terms of molar ratio. It is preferably in the range of 0.98 to 1.02. It is also possible to add a monofunctional acid anhydride such as phthalic anhydride or aniline and an amine compound in order to adjust the molecular weight of the polyimide. The amount added at this time is preferably 10 mol% or less with respect to the total amount of the tetracarboxylic dianhydride component or the diamine component.

ジアミンと酸二無水物との反応は、通常、溶剤中で行われる。前記溶剤としては、(A)成分のポリイミドを溶解するものであれば特に限定されない。前記溶剤の具体例としては、ジグライム、トリグライム、テトラヒドロフラン、アニソール等のエーテル類;シクロヘキサノン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、アセトフェノン等のケトン類;酢酸ブチル、安息香酸メチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類;ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N'−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド類及びトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類が挙げられる。これらのうち、好ましくはジグライム、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、N,N'−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンである。これらの溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。前記溶剤の使用量は、通常、1バッチあたりの収量、溶解粘度等を考慮して、ポリイミドの濃度が10〜40質量%となる範囲で調整される。 The reaction between the diamine and the acid dianhydride is usually carried out in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polyimide of the component (A). Specific examples of the solvent include ethers such as diglime, triglime, tetrahydrofuran and anisole; ketones such as cyclohexanone, 2-butanone, methylisobutylketone, 2-heptanone, 2-octanone and acetophenone; butyl acetate and methyl benzoate. , Esters such as γ-butyrolactone; Cellosolves such as butyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; Amides such as N, N-dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone and toluene , Aromatic hydrocarbons such as xylene. Of these, diglyme, cyclohexanone, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, N, N'-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone are preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The amount of the solvent used is usually adjusted in a range where the concentration of polyimide is 10 to 40% by mass in consideration of the yield per batch, the dissolution viscosity and the like.

次に、得られたポリアミック酸の脱水閉環反応によりフェノール性ヒドロキシ基を有するポリイミドを得る。前記脱水閉環反応は、前記ポリアミック酸溶液を、通常80〜250℃、好ましくは140〜200℃の温度範囲に昇温するか、又はポリアミック酸溶液に無水酢酸/ピリジン混合溶液を添加し、次いで得られた溶液を50℃前後に昇温することで行うことができる。これによって、ポリアミック酸の酸アミド部分に脱水閉環反応を進行させてポリイミド化することができる。 Next, a polyimide having a phenolic hydroxy group is obtained by a dehydration ring closure reaction of the obtained polyamic acid. The dehydration ring closure reaction is obtained by raising the temperature of the polyamic acid solution to a temperature range of usually 80 to 250 ° C., preferably 140 to 200 ° C., or adding a mixed solution of acetic acid / pyridine to the polyamic acid solution. This can be done by raising the temperature of the resulting solution to around 50 ° C. This makes it possible to carry out a dehydration ring closure reaction on the acid amide moiety of the polyamic acid to make it polyimide.

その後、このポリイミドに含まれるフェノール性ヒドロキシ基の少なくとも一部を1級アルコール性ヒドロキシ基含有有機基に置換することによって、(A)成分のポリイミドを得ることができる。置換方法としては、塩基触媒下、例えばグリシドール、3−クロロ−1,2−プロパンジオール、3−クロロ−2,2−ジメチル−1−プロパノール等の化合物を反応させる方法が挙げられる。フェノール性ヒドロキシ基の水素原子のうちヒドロキシ基含有有機基が導入される割合は、好ましくは10〜90モル%であり、より好ましくは30〜60モル%である。 Then, by substituting at least a part of the phenolic hydroxy group contained in this polyimide with a primary alcoholic hydroxy group-containing organic group, the polyimide of the component (A) can be obtained. Examples of the substitution method include a method of reacting a compound such as glycidol, 3-chloro-1,2-propanediol, 3-chloro-2,2-dimethyl-1-propanol or the like under a base catalyst. The ratio of the hydroxy group-containing organic group introduced into the hydrogen atom of the phenolic hydroxy group is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 30 to 60 mol%.

1級アルコール性ヒドロキシ基を導入する際の反応において、溶剤としてジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、酢酸エチル、ジグライム、γ−ブチロラクトン等の非プロトン性極性溶剤を、1種単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。前記塩基触媒としては、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ピリジン、4−(N,N−ジメチル)アミノピリジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール等を用いることができる。 In the reaction when introducing a primary alcoholic hydroxy group, one kind of aprotic polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethyl acetate, diglime, γ-butyrolactone is used alone as a solvent. , Or a mixture of two or more. As the base catalyst, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, pyridine, 4- (N, N-dimethyl) aminopyridine, imidazole, 2-methylimidazole and the like can be used.

(A)成分は、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。 The component (A) can be used alone or in combination of two or more.

[(B)成分]
(B)成分のポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を含み、Mwが2,000以下であることを特徴とする。
[(B) component]
The polyimide component (B) contains a phenolic hydroxy group and has an Mw of 2,000 or less.

(B)成分のポリイミドとしては、下記式(1−3)で表される繰り返し単位及び下記式(1−4)で表される繰り返し単位を含むものが好ましい。

Figure 2021085977
The polyimide of the component (B) preferably contains a repeating unit represented by the following formula (1-3) and a repeating unit represented by the following formula (1-4).
Figure 2021085977

式(1−3)及び(1−4)中、X1及びX2は、前記と同じである。Y2は、式(4)で表される基及び式(5)で表される基から選ばれる少なくとも1種である。

Figure 2021085977
(式中、B1〜B3は、それぞれ独立に、単結合、メチレン基、エーテル結合、スルホニル基、アミド結合、プロパン−2,2−ジイル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2,2−ジイル基又はフルオレン−9,9−ジイル基である。R21〜R24は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。a'は、0〜10の整数である。b'及びc'は、それぞれ独立に、0又は1である。d'〜g'は、それぞれ独立に、0、1又は2である。破線は、結合手である。)
Figure 2021085977
(式中、R31〜R34は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の1価炭化水素基である。nは、1〜80の整数である。破線は、結合手である。) In formulas (1-3) and (1-4), X 1 and X 2 are the same as described above. Y 2 is at least one selected from the group represented by the formula (4) and the group represented by the formula (5).
Figure 2021085977
(In the formula, B 1 to B 3 are independent, single bond, methylene group, ether bond, sulfonyl group, amide bond, propane-2,2-diyl group, 1,1,1,3,3,3. -Hexafluoropropane-2,2-diyl group or fluorene-9,9-diyl group. R 21 to R 24 are independently alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. A'is 0. -10, b'and c'are independently 0 or 1. d'to g'are independently 0, 1 or 2. The dashed line is the bond. .)
Figure 2021085977
(In the formula, R 31 to R 34 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. N is an integer of 1 to 80. The broken line is a bond.)

21〜R24で表される炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。R31〜R34で表される炭素数1〜8の1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;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;フェニル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基等が挙げられる。これらのうち、原料の入手の容易さの観点から、メチル基、エチル基、フェニル基、ビニル基が好ましい。また、nは、1〜80の整数であるが、好ましくは1〜20の整数である。 Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 21 to R 24 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group. Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms represented by R 31 to R 34 include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group and a hexyl group; a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. Cycloalkyl group such as; aryl group such as phenyl group; aralkyl group such as benzyl group and phenethyl group; alkenyl group such as vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group and the like. Of these, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a vinyl group are preferable from the viewpoint of easy availability of raw materials. Further, n is an integer of 1 to 80, preferably an integer of 1 to 20.

式(4)で表される基としては、以下に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。

Figure 2021085977
Examples of the group represented by the formula (4) include, but are not limited to, those shown below.
Figure 2021085977

Figure 2021085977
Figure 2021085977

式(1−3)及び(1−4)中、r及びsは、それぞれ独立に、0又は正の整数であり、好ましくは0≦r≦500、0≦s≦500を満たす整数であり、より好ましくは0≦r≦300、0≦s≦300を満たす整数である。 In equations (1-3) and (1-4), r and s are independently 0 or positive integers, preferably integers satisfying 0 ≦ r ≦ 500 and 0 ≦ s ≦ 500, respectively. More preferably, it is an integer satisfying 0 ≦ r ≦ 300 and 0 ≦ s ≦ 300.

(B)成分のポリイミドは、そのMwが2,000以下であるが、1,200〜1,800のものが好ましい。 The polyimide of the component (B) has an Mw of 2,000 or less, but preferably 1,200 to 1,800.

(B)成分のポリイミドは、(A)成分のポリイミドの合成方法において、アミン、ジアミン、酸無水物の量をコントロールし、また、ヒドロキシ基に対する反応を行わないことで合成することができる。 The polyimide of the component (B) can be synthesized by controlling the amounts of amines, diamines, and acid anhydrides in the method for synthesizing the polyimide of the component (A), and by not carrying out a reaction with a hydroxy group.

(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、1〜10質量部が好ましい。(B)成分の含有量が1質量部に満たないと現像液に対する溶解性向上効果が得られないことがあり、10質量部を超えると硬化皮膜の物性が悪化することがある。(B)成分のポリイミドは、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。 The content of the component (B) is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). If the content of the component (B) is less than 1 part by mass, the effect of improving the solubility in a developing solution may not be obtained, and if it exceeds 10 parts by mass, the physical properties of the cured film may deteriorate. The polyimide component (B) can be used alone or in combination of two or more.

[(C)成分]
(C)成分の光酸発生剤は、光照射によって分解し、酸を発生するものであれば特に限定されないが、波長240〜500nmの光を照射することによって酸を発生するものが好ましい。前記光酸発生剤としては、例えばオニウム塩、ジアゾメタン誘導体、グリオキシム誘導体、β−ケトスルホン誘導体、ジスルホン誘導体、ニトロベンジルスルホネート誘導体、スルホン酸エステル誘導体、イミド−イル−スルホネート誘導体、オキシムスルホネート誘導体、イミノスルホネート誘導体等が挙げられる。
[Component (C)]
The photoacid generator of the component (C) is not particularly limited as long as it decomposes by light irradiation and generates an acid, but one that generates an acid by irradiating light having a wavelength of 240 to 500 nm is preferable. Examples of the photoacid generator include onium salts, diazomethane derivatives, glyoxime derivatives, β-ketosulfone derivatives, disulfone derivatives, nitrobenzyl sulfonate derivatives, sulfonic acid ester derivatives, imide-yl-sulfonate derivatives, oxime sulfonate derivatives, and imino sulfonate derivatives. And so on.

前記オニウム塩としては、トリフルオロメタンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル(4−チオフェノキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。 Examples of the onium salt include diphenyliodonium trifluoromethanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyliodonium, diphenyliodonium p-toluenesulfonate, and p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) phenyl. Iodonium, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tristrifluoromethanesulfonate (p-tert) -Butoxyphenyl) sulfonium, p-toluenesulfonic acid triphenylsulfonium, p-toluenesulfonic acid (p-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, p-toluenesulfonate bis (p-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, p- Tris (p-tert-butoxyphenyl) sulfonium, nonafluorobutane sulfonate triphenyl sulfonium, butane sulfonate triphenyl sulfonium, trifluoromethane sulfonate trimethyl sulfonium, p-toluene sulfonate trimethyl sulfonium, trifluoromethane sulfonate cyclohexyl Methyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium p-toluenesulfonate, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, dicyclohexylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, p -Dicyclohexylphenyl sulfonium of toluene sulfonate, bis (4-tert-butyl phenyl) iodonium hexafluorophosphate, diphenyl (4-thiophenoxyphenyl) sulfonium hexafluoroantimonate and the like can be mentioned.

前記ジアゾメタン誘導体としては、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシレンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ペンチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(tert−ペンチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロへキシルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−ペンチルスルホニル)ジアゾメタン、1−tert−ペンチルスルホニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。 Examples of the diazomethane derivative include bis (benzenesulfonyl) diazomethane, bis (p-toluenesulfonyl) diazomethane, bis (xylenesulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclopentylsulfonyl) diazomethane, and bis (n-butylsulfonyl). Diazomethane, bis (isobutylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-propylsulfonyl) diazomethane, bis (isopropylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-butylsulfonyl) diazomethane, bis (n-pentylsulfonyl) Diazomethane, bis (isopentylsulfonyl) diazomethane, bis (sec-pentylsulfonyl) diazomethane, bis (tert-pentylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl- Examples thereof include 1- (tert-pentylsulfonyl) diazomethane and 1-tert-pentylsulfonyl-1- (tert-butylsulfonyl) diazomethane.

前記グリオキシム誘導体としては、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロへキシルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロへキシルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等が挙げられる。 Examples of the glyoxime derivative include bis-o- (p-toluenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (p-toluenesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, and bis-o- (p-toluenesulfonyl). -Α-Dicyclohexyl glioxime, bis-o- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentanedione glioxime, bis- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedione glycim , To bis-o- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -α-dicyclo Xylglioxime, bis-o- (n-butanesulfonyl) -2,3-pentanedioneglycim, bis-o- (n-butanesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanedioneglycim, bis- o- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (1,1,1-trifluoroethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime Oxim, bis-o- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (perfluorooctanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (cyclohexanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime , Bis-o- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-o- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) -α- Examples thereof include dimethylglyoxime, bis-o- (xylenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, and bis-o- (campersulfonyl) -α-dimethylglyoxime.

前記β−ケトスルホン誘導体としては、2−シクロヘキシルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン等が挙げられる。 Examples of the β-ketosulfone derivative include 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane and 2-isopropylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) propane.

前記ジスルホン誘導体としては、ジフェニルジスルホン、ジシクロへキシルジスルホン等が挙げられる。 Examples of the disulfone derivative include diphenyldisulfone and dicyclohexyldisulfone.

前記ニトロベンジルスルホネート誘導体としては、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル等が挙げられる。 Examples of the nitrobenzyl sulfonate derivative include p-toluenesulfonic acid 2,6-dinitrobenzyl and p-toluenesulfonic acid 2,4-dinitrobenzyl.

前記スルホン酸エステル誘導体としては、1,2,3−トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼン等が挙げられる。 Examples of the sulfonic acid ester derivative include 1,2,3-tris (methanesulfonyloxy) benzene, 1,2,3-tris (trifluoromethanesulfonyloxy) benzene, and 1,2,3-tris (p-toluenesulfonyloxy). ) Benzene and the like.

前記イミド−イル−スルホネート誘導体としては、フタルイミド−イル−トリフレート、フタルイミド−イル−トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−トリフレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−n−ブチルスルホネート、N−トリフルオロメチルスルホニルオキシナフチルイミド等が挙げられる。 Examples of the imide-yl-sulfonate derivative include phthalimide-yl-trifrate, phthalimide-yl-tosylate, 5-norbornene-2,3-dicarboxyimide-yl-trifrate, and 5-norbornene-2,3-dicarboxy. Examples thereof include imide-yl-tosylate, 5-norbornene-2,3-dicarboxyimide-yl-n-butylsulfonate, N-trifluoromethylsulfonyloxynaphthylimide and the like.

前記オキシムスルホネート誘導体としては、α−(ベンゼンスルホニウムオキシイミノ)−4−メチルフェニルアセトニトリル等が挙げられる。 Examples of the oxime sulfonate derivative include α- (benzenesulfonium oxyimino) -4-methylphenylacetonitrile.

前記イミノスルホネート誘導体としては、[5−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−イリデン]−(2−メチルフェニル)アセトニトリル、[5−(4−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フェニルスルホニルオキシイミノ)−5H−チオフェン−2−イリデン]−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル等が挙げられる。 Examples of the iminosulfonate derivative include [5- (4-methylphenyl) sulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-iriden]-(2-methylphenyl) acetonitrile and [5- (4- (4-methylphenylsulfonyloxy). ) Phenylsulfonyloxyimino) -5H-thiophene-2-ylidene]-(2-methylphenyl) -acetonitrile and the like.

また、2−メチル−2[(4−メチルフェニル)スルホニル]−1−[(4−メチルチオ)フェニル]−1−プロパン等も好適に使用できる。 Further, 2-methyl-2 [(4-methylphenyl) sulfonyl] -1-[(4-methylthio) phenyl] -1-propane and the like can also be preferably used.

これらの中でも、イミド−イル−スルホネート誘導体、イミノスルホネート誘導体、オキシムスルホネート誘導体等が好適に用いられる。 Among these, an imide-yl-sulfonate derivative, an iminosulfonate derivative, an oxime sulfonate derivative and the like are preferably used.

(C)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.03〜20質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましい。(C)成分の含有量が前記範囲であれば、十分なコントラスト(露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度差)が得られ、解像性が良好である。(C)成分は、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。 The content of the component (C) is preferably 0.03 to 20 parts by mass, more preferably 0.2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). When the content of the component (C) is within the above range, a sufficient contrast (difference in dissolution rate between the exposed portion and the unexposed portion with respect to the developing solution) can be obtained, and the resolution is good. The component (C) can be used alone or in combination of two or more.

[(D)成分]
(D)成分の架橋剤は、(A)成分のポリイミド中のフェノール性ヒドロキシ基及び/又は1級アルコール性ヒドロキシ基に作用して架橋を起こし、硬化するもの、又は架橋剤同士で縮合又は付加反応による架橋を起こし、硬化するものであれば特に限定されない。前記架橋剤としては、メラミン系化合物、グリコールウリル系化合物、尿素系化合物、エポキシ系化合物、1分子中に2個以上のメチロール誘導体を含むフェノール化合物等が挙げられる。
[(D) component]
The cross-linking agent of the component (D) acts on the phenolic hydroxy group and / or the primary alcoholic hydroxy group in the polyimide of the component (A) to cause cross-linking and cure, or condensation or addition between the cross-linking agents. It is not particularly limited as long as it causes cross-linking by reaction and cures. Examples of the cross-linking agent include melamine compounds, glycoluril compounds, urea compounds, epoxy compounds, and phenol compounds containing two or more methylol derivatives in one molecule.

前記メラミン系化合物としては、ヘキサメチロールメラミンヘキサメチルエーテル、ヘキサメチロールメラミンヘキサブチルエーテル、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン、テトラブトキシメチルベンゾグアナミン等が挙げられる。 Examples of the melamine-based compound include hexamethylol melamine hexamethyl ether, hexamethylol melamine hexabutyl ether, tetramethoxymethylbenzoguanamine, and tetrabutoxymethylbenzoguanamine.

前記グリコールウリル系化合物としては、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラブトキシメチルグリコールウリル等が挙げられる。 Examples of the glycol uryl-based compound include tetramethoxymethyl glycol uryl and tetrabutoxymethyl glycol uryl.

前記尿素系化合物としては、テトラメトキシメチル尿素、ジメトキシメチルエチレン尿素、ジメトキシメチルプロピレン尿素等が挙げられる。 Examples of the urea compound include tetramethoxymethylurea, dimethoxymethylethyleneurea, and dimethoxymethylpropylene urea.

前記エポキシ系化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジグリシジルビスフェノールA等のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジグリシジルビスフェノールF等のビスフェノールF型エポキシ樹脂、トリフェニロールプロパントリグリシジルエーテル等のトリフェニルメタン型エポキシ樹脂、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の環状脂肪族エポキシ樹脂、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルグリシジルフタレート等のグリシジルエステル系樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−p−アミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミン系樹脂等が挙げられる。 Examples of the epoxy-based compound include phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin such as diglycidyl bisphenol A, bisphenol F type epoxy resin such as diglycidyl bisphenol F, and triphenylol propane triglycidyl ether. Etc. Triphenylmethane type epoxy resin, cyclic aliphatic epoxy resin such as 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, glycidyl ester such as diglycidyl phthalate, diglycidyl hexahydrophthalate, dimethyl glycidyl phthalate, etc. Examples thereof include glycidyl amine resins such as tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, diglycidyl aniline, diglycidyl toluidine, and tetraglycidyl bisaminomethylcyclohexane.

前記メチロール誘導体としては、メチロール基又はアルコキシメチル基等のメチロール誘導体を1分子中に2個以上含む化合物が挙げられる。その具体例としては、2官能タイプとして(2−ヒドロキシ−5−メチル)−1,3−ベンゼンジメタノール、2,6−ジ(メトキシメチル)−4−メチルフェノール、6−ヒドロキシ−5−メチル−1,3−ベンゼンジメタノール、2,4−ジ(ヒドロキシメチル)−6−シクロヘキシルフェノール、2,6−ジ(メトキシメチル)−4−(1,1'−ジメチルエチル)フェノール、3,3'−メチレンビス(2−ヒドロキシ−5−メチルベンゼンメタノール)、4,4'−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)ビス[2−メチル−6−ヒドロキシメチルフェノール]、2−ヒドロキシ−5−エチル−1,3−ベンゼンジメタノール、2−ヒドロキシ−4,5−ジメチル−1,3−ベンゼンジメタノール、4−(1,1'−ジメチルエチル)−2−ヒドロキシ−1,3−ベンゼンジメタノール、2−ヒドロキシ−5−シクロヘキシル−1,3−ベンゼンジメタノール、2−ヒドロキシ−5−(1,1',3,3'−テトラメチルブチル)−1,3−ベンゼンジメタノール、2−ヒドロキシ−5−フルオロ−1,3−ベンゼンジメタノール、4,4'−メチレンビス(2−メチル−6−ヒドロキシメチルフェノール)、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−3−ヒドロキシメチル−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール等、3官能タイプとして2−ヒドロキシ−1,3,5−ベンゼントリメタノール、3,5−ジメチル−2,4,6−トリヒドロキシメチルフェノール等、4官能タイプとして3,3',5,5'−テトラキス(ヒドロキシメチル)[(1,1'−ビフェニル)−4,4'−ジオール]、2,3,5,6−テトラ(ヒドロキシメチル)−1,4−ベンゼンジオール、4,4'−メチレンビス[2,6−ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、4,4'−(1−メチルエチリデン)ビス[2,6−ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、3,3',5,5'−テトラキス(メトキシメチル)[(1,1'−ビフェニル)−4,4'−ジオール]等、6官能タイプとして4,4',4''−メチリジントリス(2,6−ジヒドロキシメチルフェノール)、4,4',4''−エチリジントリス(2,6−ジヒドロキシメチルフェノール)等が挙げられる。 Examples of the methylol derivative include compounds containing two or more methylol derivatives such as a methylol group or an alkoxymethyl group in one molecule. Specific examples thereof include (2-hydroxy-5-methyl) -1,3-benzenedimethanol, 2,6-di (methoxymethyl) -4-methylphenol, and 6-hydroxy-5-methyl as bifunctional types. -1,3-benzenedimethanol, 2,4-di (hydroxymethyl) -6-cyclohexylphenol, 2,6-di (methoxymethyl) -4- (1,1'-dimethylethyl) phenol, 3,3 '-Methylenebis (2-hydroxy-5-methylbenzenemethanol), 4,4'-[1,4-phenylenebis (1-methylethylidene) bis [2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 2-hydroxy- 5-Ethyl-1,3-benzenedimethanol, 2-hydroxy-4,5-dimethyl-1,3-benzenedimethanol, 4- (1,1'-dimethylethyl) -2-hydroxy-1,3- Benzenedimethanol, 2-hydroxy-5-cyclohexyl-1,3-benzenedimethanol, 2-hydroxy-5- (1,1', 3,3'-tetramethylbutyl) -1,3-benzenedimethanol, 2-Hydroxy-5-fluoro-1,3-benzenedimethanol, 4,4'-methylenebis (2-methyl-6-hydroxymethylphenol), 2,6-bis [(2-hydroxy-3-hydroxymethyl-) 5-Methylphenyl) Methyl] -4-methylphenol, etc. As a trifunctional type, 2-hydroxy-1,3,5-benzenetrimethanol, 3,5-dimethyl-2,4,6-trihydroxymethylphenol, etc., As a tetrafunctional type, 3,3', 5,5'-tetrakis (hydroxymethyl) [(1,1'-biphenyl) -4,4'-diol], 2,3,5,6-tetra (hydroxymethyl) -1,4-benzenediol, 4,4'-methylenebis [2,6-bis (hydroxymethyl) phenol], 4,4'-(1-methylethylidene) bis [2,6-bis (hydroxymethyl) phenol] ], 3,3', 5,5'-tetrax (methoxymethyl) [(1,1'-biphenyl) -4,4'-diol], etc., 4,4', 4''-methi as a hexafunctional type Examples thereof include lysine tris (2,6-dihydroxymethylphenol), 4,4', 4''-ethylysintris (2,6-dihydroxymethylphenol) and the like.

(D)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.1〜50質量部が好ましく、2〜40質量部がより好ましい。含有量が前記範囲であれば、十分な架橋密度が得られ、透明性や貯蔵安定性が良好である。(D)成分は、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。 The content of the component (D) is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 2 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). When the content is within the above range, a sufficient cross-linking density can be obtained, and transparency and storage stability are good. The component (D) can be used alone or in combination of two or more.

[(E)成分]
(E)成分の溶剤としては、前述した各成分及び後述するその他の成分に対し、十分な溶解度を持ち、良好な塗膜性を与えるものであれば、特に限定なく使用することができる。
[(E) component]
The solvent of the component (E) can be used without particular limitation as long as it has sufficient solubility in each of the above-mentioned components and other components described later and gives good coating film properties.

このような溶剤としては、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチル−2−n−ペンチルケトン等のケトン類;3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコールモノ−tert−ブチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル類等が挙げられる。 Such solvents include ketones such as cyclohexanone, cyclopentanone, methyl-2-n-pentyl ketone; 3-methoxybutanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, 1-methoxy-2-propanol, 1- Alcohols such as ethoxy-2-propanol; ethers such as propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene Glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl pyruvate, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono-tert-butyl ether acetate, Examples thereof include esters such as γ-butylolactone.

これらの中でも、特に、(A)、(B)、(C)及び(D)成分の溶解性が最も優れているシクロヘキサノン、シクロペンタノン、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、γ−ブチロラクトン及びこれらの混合溶剤が好ましい。 Among these, cyclohexanone, cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, and γ-butyrolactone, which have the highest solubility of the components (A), (B), (C) and (D), are particularly excellent. And a mixed solvent of these is preferable.

(E)成分の溶剤の含有量は、(A)〜(D)成分の合計100質量部に対し、20〜1,200質量部が好ましく、70〜500質量部がより好ましい。含有量が前記範囲であれば、各成分の相溶性が不十分となるおそれがなく、得られる組成物の塗布性が良好である。(E)成分は、1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。 The solvent content of the component (E) is preferably 20 to 1,200 parts by mass, more preferably 70 to 500 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) to (D). When the content is within the above range, there is no possibility that the compatibility of each component becomes insufficient, and the coating property of the obtained composition is good. The component (E) can be used alone or in combination of two or more.

[その他の成分]
本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物には、前記各成分以外に、更にその他の成分を添加してもよい。その他の成分としては、塩基性化合物、界面活性剤等が挙げられる。
[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned components, other components may be added to the photosensitive polyimide resin composition of the present invention. Examples of other components include basic compounds and surfactants.

塩基性化合物を加えることによって、環境安定性、パターン形状又は経時安定性を向上させることができる。前記塩基性化合物としてはアミン、特に第2級又は第3級の脂肪族アミンが挙げられる。この第2級又は第3級アミンの例としては、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、1−アダマンタンアミン等が挙げられる。 By adding a basic compound, environmental stability, pattern shape or stability over time can be improved. Examples of the basic compound include amines, particularly secondary or tertiary aliphatic amines. Examples of the secondary or tertiary amines include diethylamine, di-n-propylamine, diethanolamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triethanolamine, tripropanolamine, 1-adamantanamine and the like. Can be mentioned.

前記塩基性化合物の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましい。前記塩基性化合物は、1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。 The content of the basic compound is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). The basic compound may be used alone or in combination of two or more.

また、界面活性剤を加えることによって、塗布性を向上させることができる。前記界面活性剤としては、非イオン性のものが好ましく、例えばフッ素系界面活性剤、具体的にはパーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、含フッ素オルガノシロキサン系化合物等が挙げられる。 In addition, the coatability can be improved by adding a surfactant. The surfactant is preferably nonionic, and is, for example, a fluorine-based surfactant, specifically, a perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol, a fluorinated alkyl ester, a perfluoroalkylamine oxide, or a fluorine-containing organosiloxane type. Examples include compounds.

前記界面活性剤は、市販品を用いることができ、例えば、FLUORAD(登録商標)FC-4430(スリーエム社製)、サーフロン(登録商標)S-141及びS-145(AGCセイミケミカル(株)製)、ユニダイン(登録商標)DS-401、DS-4031及びDS-451(ダイキン工業(株)製)、メガファック(登録商標)F-8151(DIC(株)製)、X-70-093(信越化学工業(株)製)等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、FLUORAD FC-4430及びX-70-093である。 Commercially available products can be used as the surfactant, for example, FLUORAD (registered trademark) FC-4430 (manufactured by 3M), Surflon (registered trademark) S-141 and S-145 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.). ), Unidyne (registered trademark) DS-401, DS-4031 and DS-451 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafuck (registered trademark) F-8151 (manufactured by DIC Co., Ltd.), X-70-093 ( (Made by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.) and the like. Of these, FLUORAD FC-4430 and X-70-093 are preferred.

前記界面活性剤の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.01〜15質量部が好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。 The content of the surfactant is preferably 0.01 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). The surfactant may be used alone or in combination of two or more.

[パターン形成方法]
本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物を用いたパターン形成方法について説明する。まず、本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物を、ディップ法、スピンコート法、ロールコート法等の公知の手法により基板に塗布し、レジスト層を形成し、必要によりホットプレート、オーブン等の加熱装置でレジスト層をプリベーク処理する。
[Pattern formation method]
A pattern forming method using the photosensitive polyimide resin composition of the present invention will be described. First, the photosensitive polyimide resin composition of the present invention is applied to a substrate by a known method such as a dip method, a spin coating method, a roll coating method, etc. to form a resist layer, and if necessary, a heating device such as a hot plate or an oven. Prebake the resist layer with.

なお、前記基板としては、例えばシリコンウエハー、プラスチック、セラミックス製回路基板等が用いられる。また、前記レジスト層の厚さは、0.1〜50μmが好ましく、1〜30μmがより好ましい。プリベークは、例えば40〜140℃で1分〜1時間程度行うことができる。 As the substrate, for example, a silicon wafer, a plastic, a ceramic circuit board, or the like is used. The thickness of the resist layer is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 1 to 30 μm. Pre-baking can be performed, for example, at 40 to 140 ° C. for about 1 minute to 1 hour.

次いで、ステッパー、マスクアライナー等の露光装置を用い、種々の波長の光、例えば、波長190〜500nmの光(好ましくはg線、i線等の紫外線)で、フォトマスクを介して前記レジスト層を露光する。露光後は、更に現像感度を高めるために、必要に応じて加熱処理(PEB)をしてもよい。PEBは、例えば40〜160℃で0.5〜20分間とすることができる。 Next, using an exposure device such as a stepper or a mask aligner, the resist layer is subjected to light of various wavelengths, for example, light having a wavelength of 190 to 500 nm (preferably ultraviolet rays such as g-line and i-line) via a photomask. To expose. After the exposure, heat treatment (PEB) may be performed if necessary in order to further increase the development sensitivity. The PEB can be, for example, at 40-160 ° C. for 0.5-20 minutes.

露光後又はPEB後、現像液を用いて現像する。現像液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)の水溶液等に代表される公知のアルカリ現像液を使用する。現像は、通常の方法、例えばパターン形成物を浸漬すること等により行うことができる。その後、必要に応じ、洗浄、リンス、乾燥等を行い、所望のパターンを得る。 After exposure or PEB, develop with a developer. As the developing solution, a known alkaline developing solution typified by an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) or the like is used. The development can be carried out by a usual method, for example, by immersing the pattern-forming product. Then, if necessary, washing, rinsing, drying and the like are performed to obtain a desired pattern.

ここで、(A)成分のポリイミド中の1級アルコール性ヒドロキシ基が、露光により光酸発生剤から発生した酸の作用で露光部分の架橋剤と反応し、硬化する。一方、(A)成分のポリイミド及び(B)成分のポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基によりアルカリ現像液に可溶であり、これによって、未露光部分のみがアルカリ現像液に溶解し、ネガ型パターンが形成される。(B)成分のポリイミドは架橋基を持たず、溶解を可能とする基のみを持ち、かつ低分子量であるため溶解し易く、それ故に組成物全体の溶解性を促進し、パターンを形成する際に未露光部分の溶け残りに由来する残渣が発生しづらくなり、パターン形状やコントラストの改善に有効である。 Here, the primary alcoholic hydroxy group in the polyimide of the component (A) reacts with the cross-linking agent of the exposed portion by the action of the acid generated from the photoacid generator by the exposure and is cured. On the other hand, the polyimide of the component (A) and the polyimide of the component (B) are soluble in the alkaline developer due to the phenolic hydroxy group, whereby only the unexposed portion is dissolved in the alkaline developer, and a negative pattern is formed. It is formed. The polyimide component (B) does not have a cross-linking group, has only a group capable of dissolution, and has a low molecular weight, so that it is easily dissolved. Therefore, when the solubility of the entire composition is promoted and a pattern is formed. It is difficult for residues derived from the undissolved residue of the unexposed portion to be generated, which is effective in improving the pattern shape and contrast.

現像後、必要に応じて、得られたパターンを更にオーブンやホットプレートを用いて100〜250℃で10分〜10時間程度、後加熱処理をしてもよい。後加熱処理をすることにより、架橋密度を上げ、残存する揮発成分を除去して、耐熱性、透明性、低誘電率特性及び耐溶剤性に優れた硬化皮膜を形成することができる。 After development, if necessary, the obtained pattern may be further heat-treated at 100 to 250 ° C. for about 10 minutes to 10 hours using an oven or a hot plate. By performing the post-heat treatment, the crosslink density can be increased, the remaining volatile components can be removed, and a cured film having excellent heat resistance, transparency, low dielectric constant characteristics and solvent resistance can be formed.

このようにして、本発明の感光性ポリイミド樹脂組成物から得られる硬化皮膜は、基材との密着性、耐熱性、電気絶縁性、機械的特性に優れ、電気、電子部品、半導体素子等の保護膜として好適に用いられる上、微細なパターン形成が可能である上、形成された皮膜は、基材に対する接着性、電気特性、機械特性等に優れ、半導体素子の保護膜、配線保護膜、カバーレイフィルム、ソルダーレジスト、MEMS用途等に好適に用いられる。 In this way, the cured film obtained from the photosensitive polyimide resin composition of the present invention is excellent in adhesion to a substrate, heat resistance, electrical insulation, mechanical properties, and electric, electronic parts, semiconductor elements, etc. In addition to being suitably used as a protective film, it is possible to form a fine pattern, and the formed film is excellent in adhesiveness to a substrate, electrical properties, mechanical properties, etc., and is a protective film for semiconductor elements, a wiring protective film, etc. It is suitably used for coverlay films, solder resists, MEMS applications, and the like.

以下、合成例、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されない。なお、Mwは、カラムとしてTSKgel Super HZM-H(東ソー(株)製)を用い、流量0.6mL/分、溶出溶剤は臭化リチウムを10mmol/Lの濃度で溶解させたジメチルホルムアミド、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするGPCにより測定した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. For Mw, TSKgel Super HZM-H (manufactured by Toso Co., Ltd.) was used as the column, the flow rate was 0.6 mL / min, and the elution solvent was dimethylformamide in which lithium bromide was dissolved at a concentration of 10 mmol / L, and the column temperature. It was measured by GPC using monodisperse polystyrene as a standard under analytical conditions of 40 ° C.

下記合成例で使用した酸無水物変性ポリシロキサンA及び酸無水物変性ポリシロキサンBは、それぞれ平均構造が下記式(A)及び(B)で表されるものである。

Figure 2021085977
The acid anhydride-modified polysiloxane A and the acid anhydride-modified polysiloxane B used in the following synthesis examples have average structures represented by the following formulas (A) and (B), respectively.
Figure 2021085977

[1]ポリイミド樹脂の合成
[合成例1]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン27.2g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[1] Synthesis of polyimide resin [Synthesis example 1]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127. .7 g (0.35 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 27.2 g (0.10 mol), 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride 57.7 g (0.19 mol) And 2,600 g of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature for 6 hours, then 5.5 g (0.05 mol) of p-aminophenol was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液へグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A1を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A1のMwは、14,200であった。 To the brown solution, 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole were added, and the mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours to react. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A1. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A1 was 14,200.

[合成例2]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン98.1g(0.35モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン27.2g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 2]
455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 98.1 g of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone in a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device. (0.35 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 27.2 g (0.10 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 57.7 g (0.19 mol) and γ After adding 2,600 g of −butyrolactone and stirring at room temperature for 6 hours, 5.5 g (0.05 mol) of p-aminophenol was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液を室温(25℃)まで冷却した後、そこへグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A2を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A2のMwは、15,100であった。 After cooling the brown solution to room temperature (25 ° C.), 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole are added thereto, and the mixture is heated at 140 ° C. for 5 hours. , Reacted. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A2. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A2 was 15,100.

[合成例3]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン34.8g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 3]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127. .7 g (0.35 mol), 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene 34.8 g (0.10 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 57.7 g (0.19 mol) And 2,600 g of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature for 6 hours, then 5.5 g (0.05 mol) of p-aminophenol was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液を室温(25℃)まで冷却した後、そこへグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A3を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A3のMwは、12,200であった。 After cooling the brown solution to room temperature (25 ° C.), 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole are added thereto, and the mixture is heated at 140 ° C. for 5 hours. , Reacted. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A3. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A3 was 12,200.

[合成例4]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、ビス(3−アミノフェニル)スルホン24.8g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 4]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127. .7 g (0.35 mol), 24.8 g (0.10 mol) of bis (3-aminophenyl) sulfone, 57.7 g (0.19 mol) of 4,4'-oxydiphthalic anhydride and γ-butyrolactone After adding 2,600 g and stirring at room temperature for 6 hours, 5.5 g (0.05 mol) of p-aminophenol was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液へグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A4を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A4のMwは、14,800であった。 To the brown solution, 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole were added, and the mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours to react. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A4. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A4 was 14,800.

[合成例5]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン27.2g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノアニソール6.2g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 5]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127. .7 g (0.35 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 27.2 g (0.10 mol), 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride 57.7 g (0.19 mol) And 2,600 g of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature for 6 hours, then 6.2 g (0.05 mol) of p-aminoanisole was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液へグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A5を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A5のMwは、13,300であった。 To the brown solution, 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole were added, and the mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours to react. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A5. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A5 was 13,300.

[合成例6]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン27.2g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にm−トルイジン5.4g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 6]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127. .7 g (0.35 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 27.2 g (0.10 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 57.7 g (0.19 mol) And 2,600 g of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature for 6 hours, then 5.4 g (0.05 mol) of m-toluidine was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液へグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A6を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A6のMwは、16,500であった。 To the brown solution, 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole were added, and the mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours to react. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A6. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A6 was 16,500.

[合成例7]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンB295.6g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン27.2g(0.10モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 7]
295.6 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane B, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127, in a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device. .7 g (0.35 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 27.2 g (0.10 mol), 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride 57.7 g (0.19 mol) And 2,600 g of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature for 6 hours, then 5.5 g (0.05 mol) of p-aminophenol was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液へグリシドール14.8g(0.2モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A7を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A7のMwは、16,500であった。 To the brown solution, 14.8 g (0.2 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole were added, and the mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours to react. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A7. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A7 was 16,500.

[合成例8]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA455.0g(0.28モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン127.7g(0.35モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン29.9g(0.11モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物57.7g(0.19モル)及びγ−ブチロラクトン2,600gを加え、室温で6時間撹拌した後、更にp−アミノフェノール1.1g(0.01モル)を加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。
[Synthesis Example 8]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 455.0 g (0.28 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 127. .7 g (0.35 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 29.9 g (0.11 mol), 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride 57.7 g (0.19 mol) And 2,600 g of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature for 6 hours, then 1.1 g (0.01 mol) of p-aminophenol was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution.

前記褐色溶液へグリシドール13.3g(0.18モル)及び2−メチルイミダゾール0.15g(0.0018モル)を加え、140℃で5時間加熱し、反応させた。反応終了後、反応溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂A8を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂A8のMwは、65,100であった。 13.3 g (0.18 mol) of glycidol and 0.15 g (0.0018 mol) of 2-methylimidazole were added to the brown solution, and the mixture was heated at 140 ° C. for 5 hours to react. After completion of the reaction, the reaction solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered and dried to obtain a polyimide resin A8. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin A8 was 65,100.

[合成例9]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA273.0g(0.17モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン76.6g(0.21モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン16.3g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、p−アミノフェノール44.0g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B1を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B1のMwは、1,800であった。
[Synthesis Example 9]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 273.0 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 76. .6 g (0.21 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 16.3 g (0.06 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 34.6 g (0.11 mol) , 44.0 g (0.40 mol) of p-aminophenol and 2,200 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B1. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B1 was 1,800.

[合成例10]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA273.0g(0.17モル)、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン58.9g(0.21モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン16.3g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、p−アミノフェノール44.0g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で16時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B2を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B2のMwは、1,500であった。
[Synthesis Example 10]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 273.0 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 58.9 g of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone. (0.21 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 16.3 g (0.06 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 34.6 g (0.11 mol), p. 44.0 g (0.40 mol) of −aminophenol and 2,200 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred at room temperature for 16 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B2. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B2 was 1,500.

[合成例11]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA273.0g(0.17モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン76.6g(0.21モル)、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン20.9g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、p−アミノフェノール44.0g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B3を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B3のMwは、1,700であった。
[Synthesis Example 11]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 273.0 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 76. .6 g (0.21 mol), 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene 20.9 g (0.06 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 34.6 g (0.11 mol) , 44.0 g (0.40 mol) of p-aminophenol and 2,200 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B3. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B3 was 1,700.

[合成例12]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA273.0g(0.17モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン76.6g(0.21モル)、ビス(3−アミノフェニル)スルホン14.9g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、p−アミノフェノール44.0g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B4を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B4のMwは、1,500であった。
[Synthesis Example 12]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 273.0 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 76. .6 g (0.21 mol), 14.9 g (0.06 mol) of bis (3-aminophenyl) sulfone, 34.6 g (0.11 mol) of 4,4'-oxydiphthalic anhydride, p-amino 44.0 g (0.40 mol) of phenol and 2,200 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B4. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B4 was 1,500.

[合成例13]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA273.0g(0.17モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン76.6g(0.21モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン16.3g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、p−アミノアニソール49.6g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B5を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B5のMwは、1,600であった。
[Synthesis Example 13]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 273.0 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 76. .6 g (0.21 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 16.3 g (0.06 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 34.6 g (0.11 mol) , 49.6 g (0.40 mol) of p-aminoanisol and 2,200 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B5. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B5 was 1,600.

[合成例14]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンA273.0g(0.17モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン76.6g(0.21モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン16.3g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、m−トルイジン43.2g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B6を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B6のMwは、1,600であった。
[Synthesis Example 14]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 273.0 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane A, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 76. .6 g (0.21 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 16.3 g (0.06 mol), 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride 34.6 g (0.11 mol) , M-toluidine 43.2 g (0.40 mol) and γ-butyrolactone 2,200 g were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B6. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B6 was 1,600.

[合成例15]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコに、酸無水物変性ポリシロキサンB177.4g(0.17モル)、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン76.6g(0.21モル)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン16.3g(0.06モル)、4,4'−オキシジフタル酸二無水物34.6g(0.11モル)、p−アミノフェノール44.0g(0.40モル)及びγ−ブチロラクトン2,200gを加え、室温で14時間撹拌した。撹拌終了後、前記フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付け、キシレンを100mL加え、190℃で10時間還流を行い、褐色の溶液を得た。前記褐色溶液を水に投入し、析出した沈殿を濾過し、乾燥させることで、ポリイミド樹脂B7を得た。GPC分析の結果、ポリイミド樹脂B7のMwは、1,300であった。
[Synthesis Example 15]
In a flask equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen substitution device, 177.4 g (0.17 mol) of acid anhydride-modified polysiloxane B, 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane 76. .6 g (0.21 mol), 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 16.3 g (0.06 mol), 4,4'-oxydiphthalic anhydride 34.6 g (0.11 mol) , 44.0 g (0.40 mol) of p-aminophenol and 2,200 g of γ-butyrolactone were added, and the mixture was stirred at room temperature for 14 hours. After completion of stirring, a reflux condenser with a water receptor was attached to the flask, 100 mL of xylene was added, and reflux was performed at 190 ° C. for 10 hours to obtain a brown solution. The brown solution was poured into water, the precipitated precipitate was filtered, and dried to obtain a polyimide resin B7. As a result of GPC analysis, the Mw of the polyimide resin B7 was 1,300.

[2]感光性ポリイミド樹脂組成物の調製及びその評価
[実施例1〜17、比較例1〜5]
下記表1〜3に示した組成になるように、各ポリイミド樹脂A1〜A8及び各ポリイミド樹脂B1〜B7を混合し、そこへ光酸発生剤P1、架橋剤C1、C2及び塩基性化合物N1、N2を加え、溶解させた後、0.2μmの孔径のガラスフィルターを用いて濾過し、感光性ポリイミド樹脂組成物を調製した。
[2] Preparation of Photosensitive Polyimide Resin Composition and Evaluation thereof [Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 5]
Each polyimide resin A1 to A8 and each polyimide resin B1 to B7 are mixed so as to have the compositions shown in Tables 1 to 3 below, and a photoacid generator P1, a cross-linking agent C1, C2 and a basic compound N1 are added thereto. N2 was added and dissolved, and then filtered using a glass filter having a pore size of 0.2 μm to prepare a photosensitive polyimide resin composition.

なお、表1〜3中、P1、C1、C2、N1及びN2は、以下のとおりである。
P1:[5−(4−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フェニルスルホニルオキシイミノ)−5H−チオフェン−2−イリデン]−(2−メチルフェニル)−アセトニトリル
C1:2,4,6−トリス[ビス(メトキシメチル)アミノ]−1,3,5−トリアジン
C2:1,3,4,6−テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル
N1:トリエタノールアミン
N2:1−アダマンタンアミン
In Tables 1 to 3, P1, C1, C2, N1 and N2 are as follows.
P1: [5- (4- (4-Methylphenylsulfonyloxy) phenylsulfonyloxyimino) -5H-thiophen-2-iriden]-(2-methylphenyl) -acetonitrile C1: 2,4,6-tris [bis] (Methyl) Amino] -1,3,5-Triazine C2: 1,3,4,6-Tetrax (Methyl) Glycoluryl N1: Triethanolamine N2: 1-adamantanamine

Figure 2021085977
Figure 2021085977

Figure 2021085977
Figure 2021085977

Figure 2021085977
Figure 2021085977

実施例1〜17の組成物及び比較例1〜5の組成物をそれぞれ8インチシリコンウエハー上にスピンナーによって塗布し、ホットプレート上で90℃で120秒間プリベークし、厚さ約10.0μmのレジスト膜を形成した。更にi線ステッパー((株)ニコン製NSR−1755i7A)を用いてパターニング露光し、2.38質量%TMAH水溶液を現像液として用いて250秒パドル現像し、純水リンスした後、オーブンを用いて窒素雰囲気下180℃で2時間加熱した。
得られたサンプルについて、(株)日立ハイテクノロジーズ製SEM(S−4100)を用いて膜物性、感度評価、解像性評価を行った。膜物性は、パターン付近の状態を顕微鏡で観察し、10箇所中何箇所で不良(ボイド、剥離及びクラック)があるかという尺度で評価した。感度評価は露光量を変えて露光し、現像後に組成物が残っている箇所の中で最も露光量が小さかった点を最小露光量とした。最小露光量が小さいほど高感度であり、チップ等を製造する際の工程時間短縮に繋がる。解像性評価は、1.0〜10.0μmライン&スペースパターンを形成した後、観察し、パターンが崩れずに形成できている最小のものを最小解像寸法(ライン&スペース)とした。結果を表4及び5に示す。
The compositions of Examples 1 to 17 and the compositions of Comparative Examples 1 to 5 were each applied on an 8-inch silicon wafer with a spinner, prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 120 seconds, and a resist having a thickness of about 10.0 μm. A film was formed. Further, patterning exposure was performed using an i-line stepper (NSR-1755i7A manufactured by Nikon Corporation), paddle-developed for 250 seconds using a 2.38 mass% TMAH aqueous solution as a developing solution, rinsed with pure water, and then used in an oven. It was heated at 180 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere.
The obtained sample was evaluated for film physical characteristics, sensitivity evaluation, and resolution using SEM (S-4100) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. The physical properties of the film were evaluated by observing the state near the pattern with a microscope and measuring how many of the 10 points had defects (voids, peeling and cracks). The sensitivity was evaluated by changing the exposure amount, and the point where the exposure amount was the smallest among the places where the composition remained after development was set as the minimum exposure amount. The smaller the minimum exposure amount, the higher the sensitivity, which leads to a reduction in the process time when manufacturing chips and the like. In the resolution evaluation, after forming a 1.0 to 10.0 μm line & space pattern, it was observed, and the smallest one that could be formed without collapsing the pattern was defined as the minimum resolution dimension (line & space). The results are shown in Tables 4 and 5.

Figure 2021085977
Figure 2021085977

Figure 2021085977
Figure 2021085977

以上の結果、実施例1〜17の組成物は、アスペクト比2程度のライン&スペースパターンが形成可能で、良好な解像力と膜物性を示し、感光性材料として十分な特性を示していることを確認できた。この特徴から、本発明の樹脂組成物を半導体用レジスト組成物として用いた場合、高感度にて微細パターン形成が可能であり、またクラックやボイドのような異常も発生しづらいと言える。 As a result of the above, the compositions of Examples 1 to 17 are capable of forming a line & space pattern having an aspect ratio of about 2, exhibiting good resolving power and physical characteristics of a film, and exhibiting sufficient properties as a photosensitive material. It could be confirmed. From this feature, when the resin composition of the present invention is used as a resist composition for a semiconductor, it can be said that fine patterns can be formed with high sensitivity and abnormalities such as cracks and voids are unlikely to occur.

Claims (7)

(A)下記式(1−1)で表される繰り返し単位及び下記式(1−2)で表される繰り返し単位を含み、重量平均分子量が5,000〜200,000である1級アルコール性ヒドロキシ基含有ポリイミド、
(B)フェノール性ヒドロキシ基を含み、重量平均分子量が2,000以下のポリイミド、
(C)光酸発生剤、及び
(D)架橋剤
を含み、(B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対し、1〜10質量部である感光性ポリイミド樹脂組成物。
Figure 2021085977
[式中、X1は、下記式(2)で表される4価の有機基である。
Figure 2021085977
(式中、R1〜R6は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の1価炭化水素基である。R7及びR8は、それぞれ独立に、単結合又は炭素数1〜12の2価炭化水素基である。R9及びR10は、それぞれ独立に、3価の有機基である。mは、0〜120の整数である。破線は、結合手である。)
2は、下記式で表される基から選ばれる4価の基である。
Figure 2021085977
(式中、破線は、結合手である。)
1は、下記式(3)で表される2価の基である。
Figure 2021085977
(式中、A1〜A3は、それぞれ独立に、単結合、メチレン基、エーテル結合、スルホニル基、アミド結合、プロパン−2,2−ジイル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2,2−ジイル基又はフルオレン−9,9−ジイル基である。R11及びR12は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、又はアルコール性ヒドロキシ基含有基であるが、少なくとも1つは1級アルコール性ヒドロキシ基含有基である。R13〜R16は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。aは、0〜10の整数である。b及びcは、それぞれ独立に、0又は1である。d〜gは、それぞれ独立に、0、1又は2である。破線は、結合手である。)
pは、正の整数であり、qは、正の整数である。]
(A) A primary alcoholic substance containing a repeating unit represented by the following formula (1-1) and a repeating unit represented by the following formula (1-2) and having a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000. Hydroxy group-containing polyimide,
(B) A polyimide containing a phenolic hydroxy group and having a weight average molecular weight of 2,000 or less.
A photosensitive polyimide resin composition containing (C) a photoacid generator and (D) a cross-linking agent, and the content of the component (B) is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A).
Figure 2021085977
[In the formula, X 1 is a tetravalent organic group represented by the following formula (2).
Figure 2021085977
(In the formula, R 1 to R 6 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. R 7 and R 8 are independently single-bonded or 2 having 1 to 12 carbon atoms, respectively. It is a valent hydrocarbon group. R 9 and R 10 are independently trivalent organic groups. M is an integer of 0 to 120. The broken line is a bond.)
X 2 is a tetravalent group selected from the groups represented by the following formulas.
Figure 2021085977
(In the formula, the broken line is the bond.)
Y 1 is a divalent group represented by the following formula (3).
Figure 2021085977
(In the formula, A 1 to A 3 are independently single bond, methylene group, ether bond, sulfonyl group, amide bond, propane-2,2-diyl group, 1,1,1,3,3,3. -Hexafluoropropane-2,2-diyl group or fluorene-9,9-diyl group. R 11 and R 12 are independently hydroxy groups or alcoholic hydroxy group-containing groups, but at least one. One is a primary alcoholic hydroxy group-containing group. R 13 to R 16 are independently alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. A is an integer of 0 to 10. B and c are integers of 0 to 10. , 0 or 1 independently. D to g are 0, 1 or 2, respectively. The dashed line is the bond.)
p is a positive integer and q is a positive integer. ]
(B)成分のポリイミドが、下記式(1−3)で表される繰り返し単位及び下記式(1−4)で表される繰り返し単位を含むものである請求項1記載の感光性ポリイミド樹脂組成物。
Figure 2021085977
[式中、X1及びX2は、前記と同じ。Y2は、式(4)で表される基及び式(5)で表される基から選ばれる少なくとも1種である。r及びsは、それぞれ独立に、0又は正の整数である。
Figure 2021085977
(式中、B1〜B3は、それぞれ独立に、単結合、メチレン基、エーテル結合、スルホニル基、アミド結合、プロパン−2,2−ジイル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2,2−ジイル基又はフルオレン−9,9−ジイル基である。R21〜R24は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基である。a'は、0〜10の整数である。b'及びc'は、それぞれ独立に、0又は1である。d'〜g'は、それぞれ独立に、0、1又は2である。破線は、結合手である。)
Figure 2021085977
(式中、R31〜R34は、それぞれ独立に、炭素数1〜8の1価炭化水素基である。nは、1〜80の整数である。破線は、結合手である。)]
The photosensitive polyimide resin composition according to claim 1, wherein the polyimide component (B) contains a repeating unit represented by the following formula (1-3) and a repeating unit represented by the following formula (1-4).
Figure 2021085977
[In the formula, X 1 and X 2 are the same as above. Y 2 is at least one selected from the group represented by the formula (4) and the group represented by the formula (5). r and s are independently 0 or positive integers, respectively.
Figure 2021085977
(In the formula, B 1 to B 3 are independent, single bond, methylene group, ether bond, sulfonyl group, amide bond, propane-2,2-diyl group, 1,1,1,3,3,3. -Hexafluoropropane-2,2-diyl group or fluorene-9,9-diyl group. R 21 to R 24 are independently alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. A'is 0. -10, b'and c'are independently 0 or 1. d'to g'are independently 0, 1 or 2. The dashed line is the bond. .)
Figure 2021085977
(In the formula, R 31 to R 34 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 8 carbon atoms. N is an integer of 1 to 80. The broken line is a bond.)]
更に、(E)溶剤を含む請求項1又は2記載の感光性ポリイミド樹脂組成物。 The photosensitive polyimide resin composition according to claim 1 or 2, further comprising (E) a solvent. (C)光酸発生剤が、イミド−イル−スルホネート類、イミノスルホネート類又はオキシムスルホネート類である請求項1〜3のいずれか1項記載の感光性ポリイミド樹脂組成物。 (C) The photosensitive polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the photoacid generator is an imide-yl-sulfonates, iminosulfonates or oxime sulfonates. 更に、塩基性化合物を含む請求項1〜4のいずれか1項記載の感光性ポリイミド樹脂組成物。 The photosensitive polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising a basic compound. 請求項1〜5のいずれか1項記載の感光性ポリイミド樹脂組成物を基板上に塗布し、レジスト層を形成する工程と、前記レジスト層を露光する工程と、現像する工程とを含む、パターン形成方法。 A pattern including a step of applying the photosensitive polyimide resin composition according to any one of claims 1 to 5 onto a substrate to form a resist layer, a step of exposing the resist layer, and a step of developing the resist layer. Forming method. 請求項6記載のパターン形成方法を含む、パターンが形成されたポリイミド樹脂皮膜を備える半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device including a polyimide resin film on which a pattern is formed, which comprises the pattern forming method according to claim 6.
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