JP2022135427A - Negative type photosensitive resin composition and use of the same - Google Patents

Negative type photosensitive resin composition and use of the same Download PDF

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数矢 中島
Kazuya Nakajima
啓太 今井
Keita Imai
律也 川崎
Ritsuya Kawasaki
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Abstract

To provide a negative type photosensitive resin composition from which a cured product such as a film that is excellent in mechanical strength such as elongation and chemical resistance can be obtained.SOLUTION: A negative type photosensitive resin composition contains (A) polyimide having a double bond in a side chain, (B) a crosslinking agent containing a (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton, and (C) a polymerization initiator.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物およびその用途に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a negative photosensitive resin composition and uses thereof.

ポリイミド樹脂は、高い機械的強度、耐熱性、絶縁性、耐溶剤性を有しているため、液晶表示素子や半導体における保護材料、絶縁材料、カラーフィルタ等の電子材料用薄膜として広く用いられている。 Polyimide resin has high mechanical strength, heat resistance, insulation, and solvent resistance, so it is widely used as a protective material for liquid crystal display elements and semiconductors, as an insulating material, and as a thin film for electronic materials such as color filters. there is

特許文献1には、酸二無水物、ジアミン、及び1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼンを含むポリイミド前駆体が開示されている。
特許文献2~4には、所定の構造を備えるポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物が開示されている。
US Pat. No. 5,300,000 discloses a polyimide precursor containing a dianhydride, a diamine, and 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene.
Patent Documents 2 to 4 disclose photosensitive resin compositions containing polyimide precursors having a predetermined structure.

特許文献5には、フルオレン骨格を有する(メタ)アクリレートと、重合開始剤とを含む硬化性組成物が開示されている。
特許文献6には、(A)炭素-炭素不飽和結合を有する化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)光開始剤、および(D)アルカリ性水溶液又は有機溶剤に可溶な可溶性ポリマーを少なくとも含む感光性接着剤組成物が開示されている。当該文献には、(A)成分として、フルオレン骨格を含む樹脂が例示され、(D)成分としてポリイミド樹脂が例示されている。
特許文献7には、所定の構造を有するポリイミド樹脂を含有する樹脂組成物が開示されている。
Patent Document 5 discloses a curable composition containing a (meth)acrylate having a fluorene skeleton and a polymerization initiator.
Patent Document 6 discloses (A) a compound having a carbon-carbon unsaturated bond, (B) an epoxy resin, (C) a photoinitiator, and (D) at least a soluble polymer soluble in an alkaline aqueous solution or an organic solvent. A photosensitive adhesive composition is disclosed. In this document, a resin containing a fluorene skeleton is exemplified as the component (A), and a polyimide resin is exemplified as the component (D).
Patent Document 7 discloses a resin composition containing a polyimide resin having a predetermined structure.

特開2013-241607号公報JP 2013-241607 A 特開2013-95894号公報JP 2013-95894 A 特開2014-172994号公報JP 2014-172994 A 国際公開第2010/110335号WO2010/110335 特開2012-206968号公報JP 2012-206968 A 特開2012-162676号公報JP 2012-162676 A 特開2018-070829号公報JP 2018-070829 A

しかしながら、特許文献1~7に記載の従来の技術においては、樹脂組成物から得られたポリイミドを含むフィルム等において、伸び等の機械強度や耐薬品性に改善の余地があった。フィルム等の硬化膜において伸びを改善するために樹脂の種類や添加量を調整すると、その一方で耐薬品性が低下する傾向があり、これらはトレードオフの関係にあった。 However, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 7, there is room for improvement in mechanical strength such as elongation and chemical resistance in films containing polyimide obtained from resin compositions. When the type and amount of resin added are adjusted in order to improve the elongation of a cured film such as a film, the chemical resistance tends to decrease, and there is a trade-off between them.

本発明者らは、所定のポリイミドと、特定の構造を備える(メタ)アクリレート化合物とを組み合わせることにより上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
The present inventors have found that the above problems can be solved by combining a given polyimide with a (meth)acrylate compound having a specific structure, and have completed the present invention.
That is, the present invention can be shown below.

本発明によれば、
(A)側鎖に二重結合を備えるポリイミドと、
(B)フルオレン骨格を備える(メタ)アクリレート化合物を含む架橋剤と、
(C)重合開始剤と、
を含む、ネガ型感光性樹脂組成物を提供することができる。
According to the invention,
(A) a polyimide having a double bond in its side chain;
(B) a cross-linking agent containing a (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton;
(C) a polymerization initiator;
Including, it is possible to provide a negative photosensitive resin composition.

本発明によれば、
前記ネガ型感光性樹脂組成物の硬化物を提供することができる。
According to the invention,
A cured product of the negative photosensitive resin composition can be provided.

本発明によれば、
前記硬化物からなる硬化膜を提供することができる。
According to the invention,
A cured film comprising the cured product can be provided.

本発明によれば、
前記硬化物を含む樹脂膜を備える半導体装置を提供することができる。
According to the invention,
A semiconductor device comprising a resin film containing the cured product can be provided.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、伸び等の機械強度に優れるとともに、耐薬品性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 EFFECTS OF THE INVENTION The negative photosensitive resin composition of the present invention is excellent in mechanical strength such as elongation, and can provide cured products such as films with excellent chemical resistance.

本実施形態の半導体装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment; FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、「~」は特に断りがなければ「以上」から「以下」を表す。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. In addition, "~" represents "more than" to "less than" unless otherwise specified.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、(A)側鎖に二重結合を備えるポリイミドと、(B)フルオレン骨格を備える(メタ)アクリレート化合物を含む架橋剤と、(C)重合開始剤と、を含む。
本実施形態においては、側鎖に二重結合を備えるポリイミド(A)とフルオレン骨格を備える(メタ)アクリレート化合物を含む架橋剤(B)とを組み合わせて用いることにより、伸び等の機械強度に優れるとともに、耐薬品性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。
以下、各成分について説明する。
The negative photosensitive resin composition of the present embodiment includes (A) a polyimide having a double bond in the side chain, (B) a cross-linking agent containing a (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton, and (C) polymerization initiation and an agent.
In the present embodiment, by using a combination of a polyimide (A) having a double bond in a side chain and a cross-linking agent (B) containing a (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton, mechanical strength such as elongation is excellent. At the same time, a cured product such as a film having excellent chemical resistance can be obtained.
Each component will be described below.

[側鎖に二重結合を備えるポリイミド(A)]
側鎖に二重結合を備えるポリイミド(A)(以下、単にポリイミド(A)とも称呼する。)は、本発明の効果を奏する範囲で、側鎖に二重結合を備える公知のポリイミドを用いることができる。
本実施形態において、ポリイミド(A)は、下記一般式(1-1)で表される構造単位(a)を有し、側鎖に二重結合を備える化合物を含むことが好ましい。
[Polyimide (A) having a double bond in the side chain]
Polyimide (A) having a double bond in the side chain (hereinafter also simply referred to as polyimide (A)) is a known polyimide having a double bond in the side chain within the scope of the effect of the present invention. can be done.
In this embodiment, the polyimide (A) preferably contains a compound having a structural unit (a) represented by the following general formula (1-1) and having a double bond in its side chain.

Figure 2022135427000001
Figure 2022135427000001

一般式(1-1)中、Yは2価の有機基を示す。
2価の有機基としては、特に限定されないが、下記一般式(1a)、下記一般式(1b)または下記一般式(1c)で表される基を挙げることができる。
In general formula (1-1), Y represents a divalent organic group.
Although the divalent organic group is not particularly limited, groups represented by the following general formula (1a), the following general formula (1b), or the following general formula (1c) can be mentioned.

Figure 2022135427000002
Figure 2022135427000002

一般式(1a)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。
およびRは、本発明の効果の観点から、好ましくは水素原子または炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましく水素原子である。
In general formula (1a), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; The R 2 groups present may be the same or different.
From the viewpoint of the effects of the present invention, R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom.

は、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。
は、本発明の効果の観点から、好ましくは水素原子または炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましく水素原子である。
*は結合手を示す。
R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a plurality of R 3 may be the same or different.
From the viewpoint of the effects of the present invention, R 3 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom.
* indicates a bond.

一般式(1b)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。 In general formula (1b), R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; R5s present may be the same or different.

およびRは、本発明の効果の観点から、好ましくは水素原子または炭素数1~3のアルキル基であり、より好ましくはRの少なくとも1つおよびRの少なくとも1つは炭素数1~3のアルキル基であり、さらに好ましくは3つのRが炭素数1~3のアルキル基であり1つのRが水素原子であり、かつ3つのRが炭素数1~3のアルキル基であり1つのRが水素原子であり、特に好ましくは3つのRがメチル基であり1つのRが水素原子であり、かつ3つのRがメチル基であり1つのRが水素原子である。
*は結合手を示す。
From the viewpoint of the effects of the present invention, R 4 and R 5 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably at least one of R 4 and at least one of R 5 an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably three R 4 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, one R 4 is a hydrogen atom, and three R 5 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms and one R 5 is a hydrogen atom, particularly preferably three R 4 are methyl groups and one R 4 is a hydrogen atom, and three R 5 are methyl groups and one R 5 is It is a hydrogen atom.
* indicates a bond.

一般式(1c)中、Zは炭素数1~5のアルキレン基、2価の芳香族基を示す。
*は結合手を示す。
In general formula (1c), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a divalent aromatic group.
* indicates a bond.

本実施形態のポリイミド(A)が、Yに前記一般式(1a)、前記一般式(1b)および前記一般式(1c)で表される基を主鎖に備える化合物(ポリマー)を含むことにより、ポリマー主鎖が変形に耐えることができ、さらにポリマー鎖間の滑りが改善されることから、伸びが顕著に改善され、機械的強度に優れるとともに、硬化収縮が抑制されており寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 The polyimide (A) of the present embodiment contains a compound (polymer) having a group represented by the general formula (1a), the general formula (1b) and the general formula (1c) in the main chain in Y In addition, the main chain of the polymer can withstand deformation, and the slippage between the polymer chains is improved, so the elongation is significantly improved, and the mechanical strength is excellent. A cured product such as an excellent film can be obtained.

このような効果が得られる理由は明らかでないが、ポリマー鎖間の強いパッキングにより、ポリマー鎖の滑りぬけによる破断が抑えられ、伸びが向上し、可とう性に優れるためと推察される。 Although the reason why such an effect is obtained is not clear, it is presumed that the strong packing between polymer chains suppresses breakage due to sliding of the polymer chains, improves elongation, and provides excellent flexibility.

本実施形態のポリイミド(A)は、側鎖に二重結合(二重結合を有する基)を備える。
ポリイミド(A)は、側鎖に二重結合を有することにより、露光工程において、これらの基と架橋剤(B)とが重合し溶剤に不溶となり、その後の硬化の際に閉環することがないので、硬化収縮が抑制されており寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。
The polyimide (A) of the present embodiment has double bonds (groups having double bonds) in side chains.
Polyimide (A) has a double bond in the side chain, so that in the exposure step, these groups and the cross-linking agent (B) polymerize and become insoluble in the solvent, and ring closure does not occur during subsequent curing. Therefore, it is possible to obtain a cured product such as a film in which cure shrinkage is suppressed and excellent in dimensional stability.

二重結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基などのアルケニル基;アリルカーボネート基などのアルケニルカーボネート基;ビニルフェニル基などのビニル芳香族基;(メタ)アクリロイル基;などを挙げることができ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。 Examples of groups having a double bond include alkenyl groups such as a vinyl group, an allyl group, and an isopropenyl group; alkenyl carbonate groups such as an allyl carbonate group; vinyl aromatic groups such as a vinylphenyl group; (Meth)acryloyl group is preferred.

ポリイミド(A)は、前記一般式(1-1)で表される構造単位(a)と、さらに下記一般式(1-2)で表される構造単位(b)と、を有する化合物を含むことが好ましい。 Polyimide (A) includes a compound having a structural unit (a) represented by the general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2). is preferred.

Figure 2022135427000003
Figure 2022135427000003

一般式(1-2)中、Qは、2価~4価の炭素数1~10の有機基を示し、複数存在するQは同一でも異なっていてもよい。 In general formula (1-2), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and multiple Qs may be the same or different.

2価~4価の炭素数1~10の有機基としては、エステル基、2価~4価の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、2価~4価の炭素数3~10の脂環式炭化水素基等が挙げられ、これらの炭化水素基は、酸素、窒素、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいてもよく、エステル結合、チオエステル結合、ウレタン結合、チオウレタン結合等を構造中に有していてもよい。 Examples of the divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms include an ester group, a divalent to tetravalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a divalent to tetravalent carbon number of 3 to 10. Alicyclic hydrocarbon groups and the like may be mentioned, and these hydrocarbon groups may contain heteroatoms such as oxygen, nitrogen, and sulfur atoms, and have structures such as ester bonds, thioester bonds, urethane bonds, and thiourethane bonds. You may have it inside.

Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。Rとしては、水素原子、炭素数1~3のアルキル基が好ましい。
m1およびm2は、それぞれ独立して1~3の整数を示す。
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and multiple R may be the same or different. R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
m1 and m2 each independently represent an integer of 1 to 3;

Xは単結合、-SO-、-C(=O)-、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1~5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基を示し、複数存在するXは同一でも異なっていてもよい。
Xは、本発明の効果の観点から、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1~5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基であることが好ましい。
構造単位(a)と構造単位(b)とのモル比(b/a)は、本発明の効果の観点から、0.01/1以上、1/1以下、好ましくは0.20/1以上、0.90/1以下である。
X represents a single bond, —SO 2 —, —C(=O)—, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms; Multiple X's may be the same or different.
From the viewpoint of the effect of the present invention, X is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
The molar ratio (b/a) between the structural unit (a) and the structural unit (b) is 0.01/1 or more and 1/1 or less, preferably 0.20/1 or more, from the viewpoint of the effects of the present invention. , 0.90/1 or less.

本実施形態のポリイミド(A)は、一般式(1-1)で表される構造単位(a)と、下記一般式(1-2)で表される構造単位(b)とともに、さらに下記一般式(1-3)で表される構造単位(c)を有する化合物を含むことができる。 The polyimide (A) of the present embodiment is a structural unit (a) represented by the general formula (1-1), a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2), and the following general A compound having a structural unit (c) represented by formula (1-3) can be included.

Figure 2022135427000004
Figure 2022135427000004

一般式(1-3)中、ZおよびZはそれぞれ独立して炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のフルオロアルキル基を示し、好ましくは炭素数1~3のフルオロアルキル基であり、より好ましくは炭素数1~3のフルオロアルキル基である。 In general formula (1-3), Z 1 and Z 2 each independently represent an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. group, more preferably a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

本実施形態において、ポリイミド(A)は下記一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を含むことが好ましい。 In this embodiment, the polyimide (A) preferably contains a compound having a structural unit represented by the following general formula (1).

Figure 2022135427000005
Figure 2022135427000005

一般式(1)中、Q、R、m1、m2、およびXは一般式(1-2)と同義であり、Yは一般式(1-1)と同義である。 In general formula (1), Q, R, m1, m2, and X are synonymous with general formula (1-2), and Y is synonymous with general formula (1-1).

本実施形態のポリイミド(A)は、前記構造単位を有する化合物を含み、当該化合物はさらに一部に以下の構造単位を有する化合物を含んでいてもよい。 The polyimide (A) of the present embodiment contains a compound having the above structural unit, and the compound may further partially contain a compound having the following structural unit.

Figure 2022135427000006
Figure 2022135427000006

本実施形態のポリイミド(A)の重量平均分子量は、10,000~300,000であり、好ましくは15,000~200,000である。
本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、本発明の効果の観点から、後述の溶剤を除く不揮発成分100質量部中に、ポリイミド(A)を20質量部以上90質量部以下、より好ましくは30質量部以上80質量部以下、より好ましくは40質量部以上75質量部以下の量で含むことができる。
The polyimide (A) of the present embodiment has a weight average molecular weight of 10,000 to 300,000, preferably 15,000 to 200,000.
From the viewpoint of the effect of the present invention, the negative photosensitive resin composition of the present embodiment preferably contains 20 parts by mass or more and 90 parts by mass or less of polyimide (A) in 100 parts by mass of non-volatile components excluding the solvent described later. can be contained in an amount of 30 to 80 parts by mass, more preferably 40 to 75 parts by mass.

また、本実施形態のポリイミド(A)は、溶剤への溶解性に優れており前駆体の状態でワニスとする必要がないことから、ポリイミド(A)を含むワニスを調製することができ、当該ワニスから寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 In addition, since the polyimide (A) of the present embodiment has excellent solubility in solvents and does not need to be varnished in a precursor state, a varnish containing the polyimide (A) can be prepared. A cured product such as a film having excellent dimensional stability can be obtained from the varnish.

<ポリイミド(A)の製造方法>
本実施形態のポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)の製造方法を、一般式(1)で表される構造単位を有するポリイミドを例に説明する。
<Method for producing polyimide (A)>
A method for producing the polyimide (A) (negative photosensitive polymer) of the present embodiment will be described using a polyimide having a structural unit represented by general formula (1) as an example.

ポリイミド(A)の製造方法は、
下記一般式(a)で表されるビスアミノフェノール(a)と、下記一般式(b)で表される酸無水物(b)とを、100℃以上250℃以下の温度下でイミド化する工程aと、
工程aで得られたポリヒドロキシイミドの水酸基に(メタ)アクリレート基を備える化合物を反応させて、(メタ)アクリレート基を含む基を導入する工程bと、
を含む。
本実施形態によれば、有機溶剤に対する溶解性に優れたポリイミド(A)を簡便な方法で合成することができる。
The method for producing polyimide (A) is
A bisaminophenol (a) represented by the following general formula (a) and an acid anhydride (b) represented by the following general formula (b) are imidated at a temperature of 100° C. or higher and 250° C. or lower. a step a;
Step b of introducing a group containing a (meth)acrylate group by reacting the hydroxyl group of the polyhydroxyimide obtained in step a with a compound having a (meth)acrylate group;
including.
According to this embodiment, a polyimide (A) having excellent solubility in organic solvents can be synthesized by a simple method.

Figure 2022135427000007
Figure 2022135427000007

一般式(a)中、Xは一般式(1)と同義である。 In general formula (a), X has the same meaning as in general formula (1).

Figure 2022135427000008
Figure 2022135427000008

一般式(b)中、Yは2価の有機基を示す。
2価の有機基としては、特に限定されないが、下記一般式(1a)、(1b)または(1c)で表される基から選択することができる。
In general formula (b), Y represents a divalent organic group.
Although the divalent organic group is not particularly limited, it can be selected from groups represented by the following general formulas (1a), (1b) and (1c).

Figure 2022135427000009
Figure 2022135427000009

一般式(1a)中、R、RおよびRは、一般式(1)のYにおける一般式(1a)のR、RおよびRと同義であり、一般式(1b)中、RおよびRは、一般式(1)のYにおける一般式(1b)のRおよびRと同義であり、一般式(1c)中、Zは、一般式(1)のYにおける一般式(1c)のZと同義である。*は結合手を示す。 In general formula (1a), R 1 , R 2 and R 3 have the same meanings as R 1 , R 2 and R 3 in general formula (1a) for Y in general formula (1), and in general formula (1b) , R 4 and R 5 are synonymous with R 4 and R 5 of general formula (1b) in Y of general formula (1), and in general formula (1c), Z is It has the same meaning as Z in the general formula (1c). * indicates a bond.

得られるポリヒドロキシイミドの分子量を制御するために、エンドキャップ剤として少量の酸無水物(b)や芳香族アミンを添加して反応を行うことも可能である。 In order to control the molecular weight of the resulting polyhydroxyimide, it is also possible to add a small amount of acid anhydride (b) or aromatic amine as an end-capping agent to carry out the reaction.

エンドキャップ剤である酸無水物(b)としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸等が、芳香族アミンとしては、p-メチルアニリン、p-メトキシアニリン、p-フェノキシアニリン等が挙げられる。これらエンドキャップ剤である酸無水物(b)、又は芳香族アミンの添加量は5モル%以下であることが好ましい。5モル%を越えると、得られるポリヒドロキシイミドの分子量が著しく低下し、耐熱性や機械的特性に問題を生じる。 Examples of the acid anhydride (b), which is an end-capping agent, include phthalic anhydride, maleic anhydride, and nadic anhydride. Examples of the aromatic amine include p-methylaniline, p-methoxyaniline, p-phenoxyaniline, and the like. mentioned. It is preferable that the amount of the acid anhydride (b) or the aromatic amine added as the end-capping agent is 5 mol % or less. If it exceeds 5 mol %, the molecular weight of the resulting polyhydroxyimide is significantly lowered, causing problems in heat resistance and mechanical properties.

工程aのイミド化反応における酸無水物(b)とビスアミノフェノール(a)の当量比は、得られるポリヒドロキシイミドの分子量を決定する重要な因子である。一般に、ポリマーの分子量と機械的性質の間に相関があることは良く知られており、分子量が大きいほど機械的性質が優れている。従って、実用的に優れた強度のポリヒドロキシイミドを得るためには、ある程度高分子量であることが必要である。本発明では、使用する酸無水物(b)とビスアミノフェノール(a)の当量比を特に制限はしないが、ビスアミノフェノール(a)に対する酸無水物(b)の当量比が0.90~1.06の範囲にあることが好ましい。0.90未満では、分子量が低くて脆くなるため機械的強度が弱くなる。また、1.06を越えると、未反応のカルボン酸が加熱時に脱炭酸してガス発生、発泡の原因となり好ましくないことがある。すなわち、当該当量比が上記範囲にあれば、機械的強度に優れ、製造安定性に優れる。 The equivalent ratio of acid anhydride (b) and bisaminophenol (a) in the imidization reaction of step a is an important factor that determines the molecular weight of the resulting polyhydroxyimide. In general, it is well known that there is a correlation between the molecular weight and mechanical properties of polymers, the higher the molecular weight the better the mechanical properties. Therefore, in order to obtain a polyhydroxyimide having practically excellent strength, it is necessary to have a high molecular weight to some extent. In the present invention, the equivalent ratio of the acid anhydride (b) and bisaminophenol (a) to be used is not particularly limited, but the equivalent ratio of the acid anhydride (b) to the bisaminophenol (a) is 0.90 to It is preferably in the range of 1.06. If it is less than 0.90, the molecular weight is low and the material becomes brittle, resulting in low mechanical strength. On the other hand, if it exceeds 1.06, unreacted carboxylic acid may be decarboxylated during heating to cause gas generation and foaming, which is not preferable. That is, when the equivalent ratio is within the above range, excellent mechanical strength and excellent production stability are achieved.

なお、機械特性を改善する観点からは、ビスアミノフェノール(a)に対する酸無水物(b)の当量比が上記範囲を外れる場合であっても、樹脂を側鎖架橋させることで見かけの分子量を上げることもできる。 From the viewpoint of improving the mechanical properties, even if the equivalent ratio of the acid anhydride (b) to the bisaminophenol (a) is outside the above range, the apparent molecular weight can be reduced by side-chain cross-linking the resin. can also be raised.

工程aにおいては、ビスアミノフェノール(a)と、酸無水物(b)とともに、さらに下記一般式(c)で表されるジアミノビフェニル(c)を反応させてイミド化することもできる。 In step a, the bisaminophenol (a), the acid anhydride (b), and the diaminobiphenyl (c) represented by the following general formula (c) can also be reacted for imidization.

Figure 2022135427000010
Figure 2022135427000010

一般式(c)中、ZおよびZは一般式(1-3)と同義である。 In general formula (c), Z 1 and Z 2 have the same meanings as in general formula (1-3).

工程a(イミド化反応工程)は、有機溶媒中で、公知の方法で行うことができる。
有機溶媒としては、γ-ブチルラクトン(GBL)、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、シクロヘキサノン、1,4-ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒類が挙げられ、1種類又は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。この時、上記非プロトン性極性溶媒と相溶性がある非極性溶媒を混合して使用しても良い。非極性溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素類やシクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶剤等が挙げられる。混合溶媒における非極性溶媒の割合については、溶媒の溶解度が低下し、反応して得られるポリアミド酸樹脂が析出しない範囲であれば、攪拌装置能力や溶液粘度等の樹脂性状に応じて任意に設定することができる。
Step a (imidization reaction step) can be performed in an organic solvent by a known method.
Examples of organic solvents include aprotic polar solvents such as γ-butyl lactone (GBL), N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, cyclohexanone, and 1,4-dioxane. , and one type or two or more types may be used in combination. At this time, a nonpolar solvent compatible with the aprotic polar solvent may be mixed and used. Examples of nonpolar solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene and solvent naphtha, and ether solvents such as cyclopentyl methyl ether. The ratio of the non-polar solvent in the mixed solvent is set arbitrarily according to the resin properties such as the stirring device capacity and solution viscosity, as long as the solubility of the solvent decreases and the polyamic acid resin obtained by the reaction does not precipitate. can do.

反応温度は、0℃以上100℃以下、好ましくは20℃以上80℃以下で30分~2時間程度反応させた後、100℃以上250℃以下、好ましくは120℃以上200℃以下で1~5時間程度反応させる。 The reaction temperature is 0° C. or higher and 100° C. or lower, preferably 20° C. or higher and 80° C. or lower, for about 30 minutes to 2 hours. React for some time.

工程aにより、以下の構成単位を含むポリヒドロキシイミドを得ることができる。なお、工程aにおいては、ポリヒドロキシイミドを公知の方法で精製することができるが、重合での脱水効率を向上させ、得られたポリヒドロキシイミドを精製することなく工程aおよび工程bを連続的に行うことができる。 A polyhydroxyimide containing the following structural units can be obtained by step a. In step a, the polyhydroxyimide can be purified by a known method. can be done.

Figure 2022135427000011
Figure 2022135427000011

工程bは、工程aで得られたポリヒドロキシイミドの水酸基に(メタ)アクリレート基を備える化合物を反応させて、(メタ)アクリレート基を含む架橋基を導入する。
ポリイミド(A)に導入された架橋基が、露光工程において後述する架橋剤(B)と反応し、露光部が有機溶媒に不溶となる。
In step b, the hydroxyl groups of the polyhydroxyimide obtained in step a are reacted with a compound having a (meth)acrylate group to introduce a cross-linking group containing a (meth)acrylate group.
The cross-linking group introduced into the polyimide (A) reacts with the cross-linking agent (B) described later in the exposure step, and the exposed area becomes insoluble in the organic solvent.

(メタ)アクリレート基を備える化合物としては、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、2-(2-(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアナート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート、メタクリル酸グリシジル、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル等を挙げることができる。 Compounds having a (meth)acrylate group include 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate, 2-(2-(meth)acryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate, 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate , glycidyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, and the like.

ポリヒドロキシイミドに(メタ)アクリレート基を含む架橋基を導入するには、有機溶媒中に、ポリヒドロキシイミドと、(メタ)アクリレート基を備える化合物とを混合しながら、60℃~150℃で2~10時間程度反応させる。反応は、特に限定されないが常圧で行うことができる。 In order to introduce a cross-linking group containing a (meth)acrylate group into polyhydroxyimide, polyhydroxyimide and a compound having a (meth)acrylate group are mixed in an organic solvent at 60° C. to 150° C. for 2 hours. React for about 10 hours. Although the reaction is not particularly limited, it can be carried out at normal pressure.

(メタ)アクリレート基を備える化合物は、ポリヒドロキシイミドに対する架橋基の導入量に合わせて適宜選択することができるが、例えば、ポリヒドロキシイミドの水酸基モル量に対して0.8~3.0モル倍となるように添加することができ、等モルであることが好ましい。なお、ポリヒドロキシイミドが架橋基を導入することができる基を有している場合には、その基をモル量に加えることができる。 The compound having a (meth)acrylate group can be appropriately selected according to the amount of cross-linking groups to be introduced into the polyhydroxyimide. It can be added in double amounts, preferably equimolar. In addition, when the polyhydroxyimide has a group capable of introducing a cross-linking group, the group can be added in a molar amount.

有機溶媒としては、γ-ブチルラクトン(GBL)、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、シクロヘキサノン、1,4-ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒類が挙げられ、1種類又は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。この時、上記非プロトン性極性溶媒と相溶性がある非極性溶媒を混合して使用しても良い。非極性溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素類、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶剤等が挙げられる。
反応に際しては、トリエチルアミン、1,1,3,3-テトラメチルグアニジンなどの塩基を加えることもできる。
Examples of organic solvents include aprotic polar solvents such as γ-butyl lactone (GBL), N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, cyclohexanone, and 1,4-dioxane. , and one type or two or more types may be used in combination. At this time, a nonpolar solvent compatible with the aprotic polar solvent may be mixed and used. Examples of non-polar solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene and solvent naphtha, and ether solvents such as cyclopentyl methyl ether.
A base such as triethylamine or 1,1,3,3-tetramethylguanidine may be added during the reaction.

工程bにおいては、工程aで得られたポリヒドロキシイミドを含む反応溶液を、再沈殿等により精製し、得られたポリヒドロキシイミドを用いることもできるが、工程aの反応溶液をそのまま工程bに用いることができる。 In step b, the polyhydroxyimide obtained by purifying the reaction solution containing polyhydroxyimide obtained in step a by reprecipitation or the like can be used. can be used.

[架橋剤(B)]
架橋剤(B)は、フルオレン骨格を備える(メタ)アクリレート化合物(b1)を含むことができる。化合物(b1)は、フルオレン骨格を備えることにより耐薬品性により優れる。
(メタ)アクリレート化合物(b1)は、下記一般式(A)で表される化合物から選択される少なくとも1種である。
[Crosslinking agent (B)]
The cross-linking agent (B) can contain a (meth)acrylate compound (b1) having a fluorene skeleton. The compound (b1) is more excellent in chemical resistance due to having a fluorene skeleton.
The (meth)acrylate compound (b1) is at least one selected from compounds represented by the following general formula (A).

Figure 2022135427000012
Figure 2022135427000012

一般式(A)中、環Aはベンゼン環又は縮合多環式芳香族炭化水素環を示す。 In general formula (A), ring A represents a benzene ring or a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon ring.

前記縮合多環式芳香族炭化水素環としては、縮合二環式炭化水素環(例えば、インデン、ナフタレン環などのC8-20縮合二環式炭化水素環など)、縮合三環式炭化水素環(例えば、アントラセン環、フェナントレン環など)などが例示できる。好ましい環Aは、屈折率、耐熱性などの点から、ナフタレン環などの縮合二環式炭化水素環である。なお、フルオレンの9-位に置換する2つの環Aの種類は、異なっていてもよいが、通常、同一である。また、フルオレンの9-位に置換する環Aの置換位置は、特に限定されず、例えば、フルオレンの9-位に置換するナフチル基は、1-ナフチル基、2-ナフチル基などであってもよく、特に2-ナフチル基であるのが好ましい。 Examples of the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon ring include condensed bicyclic hydrocarbon rings (e.g., C8-20 condensed bicyclic hydrocarbon rings such as indene and naphthalene rings), condensed tricyclic hydrocarbon rings ( For example, anthracene ring, phenanthrene ring, etc.) can be exemplified. Preferred ring A is a condensed bicyclic hydrocarbon ring such as naphthalene ring from the viewpoint of refractive index, heat resistance and the like. The types of the two rings A substituted at the 9-position of fluorene may be different, but usually they are the same. Further, the substitution position of the ring A substituted at the 9-position of fluorene is not particularly limited. A 2-naphthyl group is particularly preferred.

はハロゲン原子、またはアルキル基を示す。複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。 R1 represents a halogen atom or an alkyl group. A plurality of R 1 may be the same or different.

前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素原子などを挙げることができる。
前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基などの炭素数1~6のアルキル基を挙げることができる。なお、フルオレンを構成するベンゼン環に対するRの置換位置は、特に限定されない。
の結合数を示すmは0~4の整数であり、好ましくは0または1、さらに好ましくは0である。複数存在するmは同一でも異なっていてもよい。
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, and bromine atoms.
Examples of the alkyl group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group and t-butyl group. The substitution position of R 1 with respect to the benzene ring constituting fluorene is not particularly limited.
m representing the number of bonds in R 1 is an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1, more preferably 0. Multiple m may be the same or different.

は、ハロゲン原子、炭化水素基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、またはアラルキルオキシ基を示す。複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。 R2 represents a halogen atom, a hydrocarbon group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryloxy group, or an aralkyloxy group. A plurality of R 2 may be the same or different.

前記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素原子などを挙げることができる。
前記炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基などの炭素数1~6のアルキル基;シクロペンチル基、シクロへキシル基などの炭素数5~10のシクロアルキル基;フェニル基、アルキルフェニル(メチルフェニル基、ジメチルフェニル基等)、ナフチル基などの炭素数6~10のアリール基;ベンジル基などのアラルキル基;等を例示できる。
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, and bromine atoms.
Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group and t-butyl group; C6-C10 aryl groups such as phenyl, alkylphenyl (methylphenyl, dimethylphenyl, etc.) and naphthyl groups; aralkyl groups such as benzyl;

前記アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、t-ブトキシ基などの炭素数1~6のアルコキシ基を挙げることができ、シクロアルコキシ基としては、シクロへキシルオキシ基などの炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基を挙げることができ、アリールオキシ基としては、フェノキシ基などの炭素数6~10のアリールオキシ基などが例示でき、アラルキルオキシ基としては、ベンジルオキシ基などを挙げることができる。 Examples of the alkoxy group include alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, n-butoxy, isobutoxy, and t-butoxy. A cycloalkyloxy group having 5 to 10 carbon atoms such as a hexyloxy group can be mentioned. Examples of aryloxy groups include aryloxy groups having 6 to 10 carbon atoms such as a phenoxy group. , a benzyloxy group, and the like.

の結合数を示すnは、0または1以上の整数であり、好ましくは0または1~6の整数であり、より好ましくは0である。複数存在するn同士は同一でも異なっていてもよい。 n representing the number of bonds in R 2 is 0 or an integer of 1 or more, preferably 0 or an integer of 1 to 6, more preferably 0. A plurality of n may be the same or different.

は水素原子、またはメチル基を示す。複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。 R3 represents a hydrogen atom or a methyl group. A plurality of R 3 may be the same or different.

pは1以上の整数であり、好ましくは1~4の整数であり、さらに好ましくは1である。複数存在するp同士は同一でも異なっていてもよい。 p is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 4, more preferably 1; A plurality of p may be the same or different.

Xは、以下の一般式(a)または一般式(b)で表される基である。複数存在するX同士は同一でも異なっていてもよい。伸び等の機械強度に優れたフィルム等の硬化物を得る観点からは、当該基の直鎖が長いことがより好ましい。 X is a group represented by the following general formula (a) or general formula (b). A plurality of X's may be the same or different. From the viewpoint of obtaining a cured product such as a film having excellent mechanical strength such as elongation, it is more preferable that the linear chain of the group is long.

Figure 2022135427000013
Figure 2022135427000013

一般式(a)中、qは1~15の整数を示し、好ましくは1~12の整数、より好ましくは1~10の整数である。
一般式(b)中、Rはアルキレン基を示し、好ましくは炭素数1~5のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数1~3のアルキレン基である。
rは0または1以上の整数を示し、好ましくは0または1~5の整数であり、より好ましくは0または1~3の整数である。
*は結合手を示す。
In general formula (a), q represents an integer of 1-15, preferably an integer of 1-12, more preferably an integer of 1-10.
In general formula (b), R 4 represents an alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
r represents an integer of 0 or 1 or more, preferably 0 or an integer of 1-5, more preferably 0 or an integer of 1-3.
* indicates a bond.

前記一般式(A)で表される、フルオレン骨格を備える(メタ)アクリレート化合物としては、下記一般式(A1)または下記一般式(A2)で表される(メタ)アクリレート化合物を好ましくも用いることができ、これらから選択される1種または2種以上を混合して用いることができる。本発明の効果の観点から、下記一般式(A1)で表される(メタ)アクリレート化合物と下記一般式(A2)で表される(メタ)アクリレート化合物とを組み合わせて用いることも好ましい。 As the (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton represented by the general formula (A), a (meth)acrylate compound represented by the following general formula (A1) or the following general formula (A2) is preferably used. , and one or a mixture of two or more selected from these can be used. From the viewpoint of the effects of the present invention, it is also preferable to use a combination of a (meth)acrylate compound represented by the following general formula (A1) and a (meth)acrylate compound represented by the following general formula (A2).

Figure 2022135427000014
Figure 2022135427000014

一般式(A1)中、R、R、R、X、m、pは一般式(A)と同義である。n1は0~4の整数であり、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。複数存在するn1同士は同一でも異なっていてもよい。Xは、前記一般式(a)で表される基であることが好ましい。 In general formula (A1), R 1 , R 2 , R 3 , X, m and p have the same meanings as in general formula (A). n1 is an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1, more preferably 0; A plurality of n1's may be the same or different. X is preferably a group represented by the general formula (a).

前記一般式(A1)で表される化合物としては、具体的に、下記一般式で表される化合物等を挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (A1) include compounds represented by the following general formula.

Figure 2022135427000015
Figure 2022135427000015

上記一般式において、qは1~15の整数を示し、好ましくは1~12の整数、より好ましくは1~10の整数である。 In the above general formula, q represents an integer of 1-15, preferably an integer of 1-12, more preferably an integer of 1-10.

Figure 2022135427000016
Figure 2022135427000016

一般式(A2)中、R、R、R、X、m、pは一般式(A)と同義である。n2は0~3の整数であり、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。複数存在するn2同士は同一でも異なっていてもよい。n3は0~3の整数であり、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。複数存在するn3同士は同一でも異なっていてもよい。Xは、前記一般式(b)で表される基であることが好ましい。
In general formula (A2), R 1 , R 2 , R 3 , X, m and p have the same meanings as in general formula (A). n2 is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, more preferably 0. A plurality of n2's may be the same or different. n3 is an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, more preferably 0; A plurality of n3's may be the same or different. X is preferably a group represented by the general formula (b).

架橋剤(B)は、さらに、フルオレン骨格を備える前記(メタ)アクリレート化合物(b1)とともに、当該化合物(b1)以外の多官能(メタ)アクリレート化合物(b2)を含むことができる。 The cross-linking agent (B) can further contain a polyfunctional (meth)acrylate compound (b2) other than the compound (b1) together with the (meth)acrylate compound (b1) having a fluorene skeleton.

前記多官能(メタ)アクリレート化合物(b2)は、2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であり、本発明の効果を発揮することができれば、従来公知の化合物を用いることができる。 The polyfunctional (meth)acrylate compound (b2) is a compound having two or more (meth)acryloyl groups, and conventionally known compounds can be used as long as the effects of the present invention can be exhibited.

前記多官能(メタ)アクリル化合物(b2)としては、例えば、以下の一般式(1b-p)で表される化合物、一般式(1c-p)で表される化合物、および一般式(1d-p)で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylic compound (b2) include, for example, compounds represented by the following general formula (1b-p), compounds represented by the general formula (1c-p), and general formula (1d- Examples include, but are not limited to, compounds represented by p).

Figure 2022135427000017
Figure 2022135427000017

一般式(1b-p)中、
kは2または3であり、
Rは水素原子またはメチル基であり、複数のRは同じでも異なっていてもよく、
は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-Z-X-で表される基(Zは-O-または-OCO-であり、Xは炭素数1~6のアルキレン基である)であり、複数存在するXは同一であっても異なっていてもよく、
'は単結合、炭素数1~6のアルキレン基または-X'-Z'-で表される基(X'は炭素数1~6のアルキレン基であり、Z'は-O-または-COO-である)であり、
は炭素数1~12のk+1価の有機基である。
Rは、感度の一層の向上(重合のしやすさ)などから、水素原子が好ましい。
kは、2でも3でもよいが、原料の入手容易性や感度の一層の向上の点からは、好ましくは3である。
In the general formula (1b-p),
k is 2 or 3,
R is a hydrogen atom or a methyl group, multiple R may be the same or different,
X 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by -ZX- (where Z is -O- or -OCO- and X is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms ), and multiple X 1 may be the same or different,
X 1 ' is a single bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or a group represented by -X'-Z'- (X' is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, Z' is -O- or -COO-),
X 2 is a k+1 valent organic group having 1 to 12 carbon atoms.
R is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of further improvement of sensitivity (ease of polymerization).
Although k may be 2 or 3, it is preferably 3 from the standpoints of availability of raw materials and further improvement of sensitivity.

Figure 2022135427000018
Figure 2022135427000018

一般式(1c-p)中、k、R、Y,XおよびXは、それぞれ、上記の一般式(1b-p)と同義であり、複数のRは互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のXは互いに同一であっても異なっていてもよく、
は、炭素数1~6の2価の有機基であり、
およびXは、それぞれ独立に、単結合または炭素数1~6の2価の有機基であり、
は、炭素数1~6の2価の有機基である。
Yは、水素原子または(メタ)アクリロイル基である。
In general formula (1c-p), k, R, Y, X 1 and X 2 each have the same meaning as in general formula (1b-p) above, and multiple Rs may be the same or different. a plurality of X 1 may be the same or different,
X 3 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms,
X 4 and X 5 are each independently a single bond or a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms,
X 6 is a divalent organic group having 1 to 6 carbon atoms.
Y is a hydrogen atom or a (meth)acryloyl group.

Figure 2022135427000019
Figure 2022135427000019

一般式(1d-p)中、Yは、水素原子または(メタ)アクリロイル基である。
nは、1~5の整数である。
In general formula (1dp), Y is a hydrogen atom or a (meth)acryloyl group.
n is an integer from 1 to 5;

一般式(1b-p)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の構造の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。なお以下の化合物において、Yは水素原子、または(メタ)アクリロイル基、あるいはそれらの組み合せを表す。 Specific examples of the polyfunctional (meth)acrylic compound represented by general formula (1b-p) include, but are not limited to, compounds having the following structures. In the compounds below, Y represents a hydrogen atom, a (meth)acryloyl group, or a combination thereof.

Figure 2022135427000020
Figure 2022135427000020

Figure 2022135427000021
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Figure 2022135427000022
Figure 2022135427000022

一般式(1c-p)で表される多官能(メタ)アクリル化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されない。 Specific examples of the polyfunctional (meth)acrylic compound represented by general formula (1c-p) include, but are not limited to, the following compounds.

Figure 2022135427000023
Figure 2022135427000023

Figure 2022135427000024
Figure 2022135427000024

Figure 2022135427000025
Figure 2022135427000025

ポリイミド(A)100質量部に対する、架橋剤(B)の量は、本発明の効果の観点から、10質量部以上80質量部以下、好ましくは20質量部以上70質量部以下、好ましくは30質量部以上60質量部以下とすることができる。当該範囲であることにより、伸びがより改善される。 The amount of the cross-linking agent (B) with respect to 100 parts by mass of the polyimide (A) is 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, preferably 20 parts by mass or more and 70 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass, from the viewpoint of the effect of the present invention. parts or more and 60 parts by mass or less. Within this range, elongation is further improved.

架橋剤(B)100質量部における、フルオレン骨格を備える前記(メタ)アクリレート化合物(b1)の量は、本発明の効果の観点から、5質量部以上100質量部以下、好ましくは10質量部以上100質量部以下、さらに好ましくは15質量部以上100質量部以下とすることができる。 The amount of the (meth)acrylate compound (b1) having a fluorene skeleton in 100 parts by mass of the cross-linking agent (B) is 5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or more, from the viewpoint of the effects of the present invention. It can be 100 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or more and 100 parts by mass or less.

架橋剤(B)100質量部における、多官能(メタ)アクリレート化合物(b2)の量は、本発明の効果の観点から、0質量部以上95質量部以下、好ましくは0質量部以上90質量部以下、さらに好ましくは0質量部以上85質量部以下とすることができる。 The amount of the polyfunctional (meth)acrylate compound (b2) in 100 parts by mass of the cross-linking agent (B) is 0 parts by mass or more and 95 parts by mass or less, preferably 0 parts by mass or more and 90 parts by mass, from the viewpoint of the effects of the present invention. Below, more preferably 0 mass parts or more and 85 mass parts or less.

[重合開始剤(C)]
重合開始剤(C)としては、本発明の効果を発揮し得る範囲で従来公知の重合開始剤を用いることができ、熱ラジカル発生剤と光ラジカル発生剤を挙げることができる。
[Polymerization initiator (C)]
As the polymerization initiator (C), conventionally known polymerization initiators can be used as long as the effects of the present invention can be exhibited, and examples thereof include thermal radical generators and photo-radical generators.

前記熱ラジカル発生剤としては、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)2-メチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(4,4-ジ-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロドデカン、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(m-トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジーメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレート、α、α'-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、p-メンタンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t-ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ヘキシルハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイドおよび過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物;や、アゾビスイソブチロニトリル、1,1'-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2-(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、アゾジ-t-オクタン、アゾジ-t-ブタンおよび2,2’-アゾビス[N-(2-プロぺニル)-2-メチルプロピオンアミド]等のアゾ化合物;などが挙げられる。また、有機過酸化物は、還元剤と組み合わせることにより、レドックス反応とすることも可能である。 Examples of the thermal radical generator include 1,1-bis(t-butylperoxy)2-methylcyclohexane, 1,1-bis(t-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1 -bis(t-hexylperoxy)cyclohexane, 1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane, 2,2 -bis(4,4-di-butylperoxycyclohexyl)propane, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclododecane, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t- Butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, 2,5-dimethyl-2,5-di(m-toluoylperoxy)hexane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy 2-ethylhexylmonocarbonate, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane, t-butylperoxyacetate, 2,2- Bis(t-butylperoxy)butane, t-butylperoxybenzoate, n-butyl-4,4-bis(t-butylperoxy)valerate, di-t-butylperoxyisophthalate, α, α'- Bis(t-butylperoxy)diisopropylbenzene, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, t-butylcumyl peroxide, di-t-butylperoxide , p-menthane hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyltrimethylsilyl peroxide, 1,1,3,3 - organic peroxides such as tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-hexyl hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide and benzoyl peroxide; and azobisisobutyronitrile, 1,1' -azobis(cyclohexane-1-carbonitrile), 2-(carbamoylazo)isobutyronitrile, 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azodi-t-octane, azodi-t-butane and 2,2′-azobis[N-(2- azo compounds such as propenyl)-2-methylpropionamide]; Also, the organic peroxide can be combined with a reducing agent to cause a redox reaction.

前記光ラジカル発生剤としては、アルキルフェノン型の開始剤、オキシムエステル型の開始剤、アシルフォスフィンオキサイド型の開始剤等が挙げられる。例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モリフォリノプロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム))、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)、2-(ジメチルアミノ)-1-(4-(4-モルホリノ)フェニル)-2-(フェニルメチル)-1-ブタノン、Irgacure Oxe01(BASFジャパン株式会社)、Irgacure Oxe02(BASFジャパン株式会社)、Irgacure Oxe03(BASFジャパン株式会社)、Irgacure Oxe04(BASFジャパン株式会社)、N-1919T(株式会社ADEKA)、NCI-730(株式会社ADEKA)、NCI-831E(株式会社ADEKA)、NCI-930(株式会社ADEKA)等を挙げることができる。これらのうちいずれか1種以上を使用できる。
これらの中でも、本発明の効果の観点、さらにより露光感度の優れた感光性樹脂組成物で構成される樹脂膜を作製する観点から、オキシムエステル型の開始剤が好ましい。
Examples of the photoradical generator include alkylphenone type initiators, oxime ester type initiators, acylphosphine oxide type initiators, and the like. For example, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 2-methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morifolinopropan-1-one , 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-,2-(O-benzoyloxime)), ethanone, 1-[9- Ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(0-acetyloxime), 2-(dimethylamino)-1-(4-(4-morpholino)phenyl)- 2-(phenylmethyl)-1-butanone, Irgacure Oxe01 (BASF Japan Ltd.), Irgacure Oxe02 (BASF Japan Ltd.), Irgacure Oxe03 (BASF Japan Ltd.), Irgacure Oxe04 (BASF Japan Ltd.), N-1919T (ADEKA Corporation), NCI-730 (ADEKA Corporation), NCI-831E (ADEKA Corporation), NCI-930 (ADEKA Corporation), and the like. Any one or more of these can be used.
Among these, the oxime ester type initiator is preferable from the viewpoint of the effect of the present invention and from the viewpoint of producing a resin film composed of a photosensitive resin composition having excellent exposure sensitivity.

重合開始剤(C)の添加量は、特に限定されないが、ネガ型感光性樹脂組成物の溶剤を除く不揮発成分100質量%の0.3~10質量%程度であるのが好ましく、0.5~7.5質量%程度であるのがより好ましく、1~5質量%程度であるのがさらに好ましい。重合開始剤(C)の添加量を前記範囲内に設定することにより、ネガ型感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層のパターニング性を高めるとともに、ネガ型感光性樹脂組成物の長期保管性を向上させることができる。 The amount of the polymerization initiator (C) added is not particularly limited, but it is preferably about 0.3 to 10% by mass of 100% by mass of the non-volatile components excluding the solvent of the negative photosensitive resin composition, and 0.5% by mass. It is more preferably about 7.5% by mass, more preferably about 1 to 5% by mass. By setting the addition amount of the polymerization initiator (C) within the above range, the patterning property of the photosensitive resin layer containing the negative photosensitive resin composition is enhanced, and the long-term storage stability of the negative photosensitive resin composition is improved. can be improved.

[その他の成分]
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、その他の成分として、溶媒、界面活性剤、密着助剤、酸化防止剤等を含むことができる。
[Other ingredients]
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment can contain other components such as a solvent, a surfactant, an adhesion aid, and an antioxidant.

(溶媒)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、溶剤を含むことができる。これにより、各種の基板表面に均一な感光性樹脂膜を形成することができる。
(solvent)
The negative photosensitive resin composition according to this embodiment can contain a solvent. Thereby, a uniform photosensitive resin film can be formed on various substrate surfaces.

溶剤としては有機溶剤が好ましく用いられる。具体的には、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ラクトン系溶剤、カーボネート系溶剤などのうち1種または2種以上を用いることができる。 An organic solvent is preferably used as the solvent. Specifically, one or more of ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents, alcohol-based solvents, lactone-based solvents, carbonate-based solvents, and the like can be used.

溶剤の例としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、乳酸エチル、メチルイソブチルカルビノール(MIBC)、ガンマブチロラクトン(GBL)、N-メチルピロリドン(NMP)、メチル-n-アミルケトン(MAK)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、又は、これらの混合物を挙げることができる。
溶剤の使用量は特に限定されない。例えば、不揮発成分の濃度が例えば10~70質量%、好ましくは15~60質量%となるような量で使用される。
Examples of solvents include propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate, methyl isobutyl carbinol (MIBC), gamma-butyrolactone (GBL), N-methylpyrrolidone (NMP), methyl- Mention may be made of n-amyl ketone (MAK), diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, or mixtures thereof.
The amount of solvent used is not particularly limited. For example, it is used in such an amount that the concentration of non-volatile components is, for example, 10 to 70% by mass, preferably 15 to 60% by mass.

(界面活性剤)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。
(Surfactant)
The negative photosensitive resin composition according to this embodiment may further contain a surfactant.

界面活性剤としては、限定されず、具体的にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤;エフトップEF301、エフトップEF303、エフトップEF352(新秋田化成社製)、メガファックF171、メガファックF172、メガファックF173、メガファックF177、メガファックF444、メガファックF470、メガファックF471、メガファックF475、メガファックF482、メガファックF477(DIC社製)、フロラードFC-430、フロラードFC-431、ノベックFC4430、ノベックFC4432(スリーエムジャパン社製)、サーフロンS-381、サーフロンS-382、サーフロンS-383、サーフロンS-393、サーフロンSC-101、サーフロンSC-102、サーフロンSC-103、サーフロンSC-104、サーフロンSC-105、サーフロンSC-106、(AGCセイミケミカル社製)などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤;オルガノシロキサン共重合体KP341(信越化学工業社製);(メタ)アクリル酸系共重合体ポリフローNo.57、95(共栄社化学社製)などが挙げられる。 The surfactant is not limited, and specifically polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene Polyoxyethylene aryl ethers such as nonylphenyl ether; Nonionic surfactants such as polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate; Ftop EF301, Ftop EF303, Ftop EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei), Megafac F171, Megafac F172, Megafac F173, Megafac F177, Megafac F444, Megafac F470, Megafac F471, Megafac F475, Megafac F482, Megafac F477 (DIC Corporation) manufactured), Florado FC-430, Florard FC-431, Novec FC4430, Novec FC4432 (manufactured by 3M Japan), Surflon S-381, Surflon S-382, Surflon S-383, Surflon S-393, Surflon SC-101, Surflon SC-102, Surflon SC-103, Surflon SC-104, Surflon SC-105, Surflon SC-106, commercially available fluorine-based surfactants (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.); Combined KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); (meth)acrylic acid-based copolymer Polyflow No. 57, 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like.

これらのなかでも、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤を用いることが好ましい。パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤としては、上記具体例のうち、メガファックF171、メガファックF173、メガファックF444、メガファックF470、メガファックF471、メガファックF475、メガファックF482、メガファックF477(DIC社製)、サーフロンS-381、サーフロンS-383、サーフロンS-393(AGCセイミケミカル社製)、ノベックFC4430及びノベックFC4432(スリーエムジャパン社製)から選択される1種または2種以上を用いることが好ましい。 Among these, it is preferable to use a fluorine-based surfactant having a perfluoroalkyl group. Among the specific examples of the perfluoroalkyl group-containing fluorosurfactant, Megafac F171, Megafac F173, Megafac F444, Megafac F470, Megafac F471, Megafac F475, Megafac F482, and Megafac One or more selected from F477 (manufactured by DIC), Surflon S-381, Surflon S-383, Surflon S-393 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), Novec FC4430 and Novec FC4432 (manufactured by 3M Japan) is preferably used.

また、界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤(例えばポリエーテル変性ジメチルシロキサンなど)も好ましく用いることができる。シリコーン系界面活性剤として具体的には、東レダウコーニング社のSHシリーズ、SDシリーズおよびSTシリーズ、ビックケミー・ジャパン社のBYKシリーズ、信越化学工業株式会社のKPシリーズ、日油株式会社のディスフォーム(登録商標)シリーズ、東芝シリコーン社のTSFシリーズなどを挙げることができる。 As the surfactant, a silicone-based surfactant (for example, polyether-modified dimethylsiloxane) can also be preferably used. Specific examples of silicone surfactants include SH series, SD series and ST series from Dow Corning Toray Co., Ltd., BYK series from BYK Chemie Japan, KP series from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Disfoam from NOF CORPORATION ( (registered trademark) series, TSF series of Toshiba Silicone Co., Ltd., and the like.

ネガ型感光性樹脂組成物中の界面活性剤の含有量の上限値は、ネガ型感光性樹脂組成物の全体(溶媒を含む)に対して1質量%(10000ppm)以下であることが好ましく、0.5質量%(5000ppm)以下であることであることがより好ましく、0.1質量%(1000ppm)以下であることが更に好ましい。 The upper limit of the content of the surfactant in the negative photosensitive resin composition is preferably 1% by mass (10000 ppm) or less with respect to the entire negative photosensitive resin composition (including the solvent), It is more preferably 0.5% by mass (5000 ppm) or less, and even more preferably 0.1% by mass (1000 ppm) or less.

また、ネガ型感光性樹脂組成物中の界面活性剤の含有量の下限値は、特には無いが、界面活性剤による効果を十分に得る観点からは、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物の全体(溶媒を含む)に対して0.001質量%(10ppm)以上である。
界面活性剤の量を適当に調整することで、他の性能を維持しつつ、塗布性や塗膜の均一性などを向上させることができる。
In addition, although there is no particular lower limit for the content of the surfactant in the negative photosensitive resin composition, from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of the surfactant, for example, the negative photosensitive resin composition It is 0.001% by mass (10 ppm) or more with respect to the whole (including the solvent).
Applicability and uniformity of the coating film can be improved while maintaining other properties by appropriately adjusting the amount of the surfactant.

(密着助剤)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、密着助剤をさらに含んでもよい。
密着助剤としては、例えば、アミノシラン、エポキシシラン、(メタ)アクリルシラン、メルカプトシラン、ビニルシラン、ウレイドシラン、酸無水物官能型シラン、スルフィドシラン等のシランカップリング剤を用いることができる。シランカップリング剤は、1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、エポキシシラン(すなわち、1分子中に、エポキシ部位と、加水分解によりシラノール基を発生する基の両方を含む化合物)または酸無水物官能型シラン(すなわち、1分子中に、酸無水物基と、加水分解によりシラノール基を発生する基の両方を含む化合物)が好ましい。
(adherence aid)
The negative photosensitive resin composition according to this embodiment may further contain an adhesion aid.
Examples of adhesion aids that can be used include silane coupling agents such as aminosilane, epoxysilane, (meth)acrylsilane, mercaptosilane, vinylsilane, ureidosilane, acid anhydride-functional silane, and sulfidesilane. Silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, epoxysilanes (i.e., compounds containing both an epoxy moiety and a group that generates a silanol group by hydrolysis in one molecule) or anhydride-functional silanes (i.e., in one molecule, an anhydride and a group that generates a silanol group by hydrolysis) are preferred.

アミノシランとしては、例えば、ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、またはN-フェニル-γ-アミノ-プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of aminosilanes include bis(2-hydroxyethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-amino propylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl)γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-phenyl-γ-amino-propyltrimethoxysilane, and the like.

エポキシシランとしては、例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、またはβ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシジルプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of epoxysilanes include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, and γ-glycidylpropyltrimethoxysilane. Silane etc. are mentioned.

アクリルシランとしては、例えば、γ-(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ-(メタクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン、またはγ-(メタクリロキシプロピル)メチルジエトキシシラン等が挙げられる。
メルカプトシランとしては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
Examples of acrylic silanes include γ-(methacryloxypropyl)trimethoxysilane, γ-(methacryloxypropyl)methyldimethoxysilane, γ-(methacryloxypropyl)methyldiethoxysilane, and the like.
Mercaptosilanes include, for example, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.

ビニルシランとしては、例えば、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、またはビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ウレイドシランとしては、例えば、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
Vinylsilanes include, for example, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and the like.
Ureidosilanes include, for example, 3-ureidopropyltriethoxysilane.

酸無水物官能型シランをとしては、例えば、信越化学工業社製の、商品名X-12-967C(化合物名:3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物)等が挙げられる。 Examples of the acid anhydride-functional silane include X-12-967C (product name: 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and the like.

スルフィドシランとしては、例えば、ビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、またはビス(3-(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド等が挙げられる。
密着助剤の添加量は、特に限定されないが、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分全体の0.1~5質量%、好ましくは0.5~3質量%である。
Examples of sulfide silanes include bis(3-(triethoxysilyl)propyl)disulfide and bis(3-(triethoxysilyl)propyl)tetrasulfide.
The amount of the adhesion aid added is not particularly limited, but is 0.1 to 5% by mass, preferably 0.5 to 3% by mass, based on the total solid content of the negative photosensitive resin composition.

(酸化防止剤)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、酸化防止剤をさらに含んでもよい。酸化防止剤としては、フェノ-ル系酸化防止剤、リン系酸化防止剤およびチオエ-テル系酸化防止剤から選択される1種以上を使用できる。酸化防止剤は、ネガ型感光性樹脂組成物により形成される樹脂膜の酸化を抑制できる。
(Antioxidant)
The negative photosensitive resin composition according to this embodiment may further contain an antioxidant. As the antioxidant, one or more selected from phenol-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants and thioether-based antioxidants can be used. The antioxidant can suppress oxidation of the resin film formed from the negative photosensitive resin composition.

フェノ-ル系酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、3,9-ビス{2-〔3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル}2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6-ヘキサンジオール-ビス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、2,6-ジフェニル-4-オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ジステアリル(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、4,4'-チオビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、2-オクチルチオ-4,6-ジ(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェノキシ)-s-トリアジン、2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチル-6-ブチルフェノール)、2,-2'-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、ビス〔3,3-ビス(4-ヒドロキシ-3-t-ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、4,4'-ブチリデンビス(6-t-ブチル-m-クレゾール)、2,2'-エチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2'-エチリデンビス(4-s-ブチル-6-t-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、ビス〔2-t-ブチル-4-メチル-6-(2-ヒドロキシ-3-t-ブチル-5-メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5-トリス(2,6-ジメチル-3-ヒドロキシ-4-t-ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2,4,6-トリメチルベンゼン、1,3,5-トリス〔(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2-t-ブチル-4-メチル-6-(2-アクリロイルオキシ-3-t-ブチル-5-メチルベンジル)フェノール、3,9-ビス(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-2,4-8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン-ビス〔β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコ-ルビス〔β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕、1,1'-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2'-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス(6-(1-メチルシクロヘキシル)-4-メチルフェノール)、4,4'-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、3,9-ビス(2-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニルプロピオニロキシ)1,1-ジメチルエチル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、4,4'-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4'-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)サルファイド、4,4'-チオビス(6-t-ブチル-2-メチルフェノール)、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、2,5-ジ-t-アミルヒドロキノン、2-t-ブチル-6-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート、2,4-ジメチル-6-(1-メチルシクロヘキシル、スチレネイティッドフェノール、2,4-ビス((オクチルチオ)メチル)-5-メチルフェノール、などが挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニルホスファイト)、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチル-5-メチルフェニル)-4,4'-ビフェニレンジホスホナイト、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルホスホネート-ジエチルエステル、ビス-(2,6-ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(ミックスドモノandジ-ノニルフェニルホスファイト)、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メトキシカルボニルエチル-フェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-オクタデシルオキシカルボニルエチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。
Phenolic antioxidants include pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 3,9-bis{2-[3-(3 -t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl}2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, octadecyl-3-(3, 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 1,6-hexanediol-bis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 1,3,5 -trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t -butyl-4-ethylphenol, 2,6-diphenyl-4-octadecyloxyphenol, stearyl (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, distearyl (3,5-di-t -butyl-4-hydroxybenzyl)phosphonate, thiodiethylene glycol bis[(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 4,4'-thiobis(6-t-butyl-m-cresol) , 2-octylthio-4,6-di(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenoxy)-s-triazine, 2,2′-methylenebis(4-methyl-6-t-butyl-6- butylphenol), 2,-2'-methylenebis(4-ethyl-6-t-butylphenol), bis[3,3-bis(4-hydroxy-3-t-butylphenyl)butyric acid]glycol ester, 4, 4'-butylidenebis(6-t-butyl-m-cresol), 2,2'-ethylidenebis(4,6-di-t-butylphenol), 2,2'-ethylidenebis(4-s-butyl-6 -t-butylphenol), 1,1,3-tris(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl)butane, bis[2-t-butyl-4-methyl-6-(2-hydroxy- 3-t-butyl-5-methylbenzyl)phenyl]terephthalate, 1,3,5-tris(2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-t-butylbenzyl)isocyanurate, 1,3,5-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-2,4,6-trimethylbenzene, 1,3,5-tri Su[(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxyethyl]isocyanurate, tetrakis[methylene-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane , 2-t-butyl-4-methyl-6-(2-acryloyloxy-3-t-butyl-5-methylbenzyl)phenol, 3,9-bis(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)- 2,4-8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane-bis[β-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], triethylene glycol-bis[β-( 3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate], 1,1′-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 2,2′-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-ethyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis(6-(1-methylcyclohexyl)-4-methylphenol), 4,4'-butylidenebis(3-methyl -6-t-butylphenol), 3,9-bis(2-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenylpropionyloxy)1,1-dimethylethyl)-2,4,8,10- Tetraoxaspiro(5,5)undecane, 4,4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-bis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) Sulfide, 4,4'-thiobis(6-t-butyl-2-methylphenol), 2,5-di-t-butylhydroquinone, 2,5-di-t-amylhydroquinone, 2-t-butyl-6 -(3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4-methylphenyl acrylate, 2,4-dimethyl-6-(1-methylcyclohexyl, styreneated phenol, 2,4-bis(( octylthio)methyl)-5-methylphenol, and the like.
Phosphorus antioxidants include bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, tris(2,4-di-t-butylphenylphosphite), tetrakis(2 ,4-di-t-butyl-5-methylphenyl)-4,4′-biphenylenediphosphonite, 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate-diethyl ester, bis-(2,6 -dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphite, 2,2-methylenebis(4,6-di-t-butylphenyl)octylphosphite, tris(mixed mono and di-nonylphenylphosphite), bis(2, 4-di-t-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-t-butyl-4-methoxycarbonylethyl-phenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,6-di-t -Butyl-4-octadecyloxycarbonylethylphenyl)pentaerythritol diphosphite and the like.

チオエ-テル系酸化防止剤としては、ジラウリル-3,3'-チオジプロピオネート、ビス(2-メチル-4-(3-n-ドデシル)チオプロピオニルオキシ)-5-t-ブチルフェニル)スルフィド、ジステアリル-3,3'-チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ラウリル)チオプロピオネートなどが挙げられる。 Thioether antioxidants include dilauryl-3,3′-thiodipropionate, bis(2-methyl-4-(3-n-dodecyl)thiopropionyloxy)-5-t-butylphenyl)sulfide , distearyl-3,3′-thiodipropionate, pentaerythritol-tetrakis(3-lauryl)thiopropionate, and the like.

(ネガ型感光性樹脂組成物の調製)
本実施形態におけるネガ型感光性樹脂組成物を調製する方法は限定されず、ネガ型感光性樹脂組成物に含まれる成分に応じて、公知の方法を用いることができる。
例えば、上記各成分を、溶媒に混合して溶解することにより調製することができる。
(Preparation of negative photosensitive resin composition)
A method for preparing the negative photosensitive resin composition in the present embodiment is not limited, and a known method can be used depending on the components contained in the negative photosensitive resin composition.
For example, it can be prepared by mixing and dissolving the above components in a solvent.

(ネガ型感光性樹脂組成物)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、該ネガ型感光性樹脂組成物をAl、Cuといった金属を備える面に対して塗工し、次いで、プリベークすることで乾燥させ樹脂膜を形成し、次いで、露光及び現像することで所望の形状に樹脂膜をパターニングし、次いで、樹脂膜をポストベークすることで硬化させ硬化膜を形成することで使用される。
(Negative photosensitive resin composition)
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment is formed by applying the negative photosensitive resin composition to a surface comprising a metal such as Al or Cu, and then pre-baking to dry it to form a resin film. Then, the resin film is patterned into a desired shape by exposure and development, and then the resin film is cured by post-baking to form a cured film.

なお、上記永久膜を作製する場合、プリベークの条件としては、例えば、温度90℃以上130℃以下で、30秒間以上1時間以下の熱処理とすることができる。また、ポストベークの条件としては、例えば、温度150℃以上250℃以下で、30分間以上10時間以下の熱処理とすることができ、好ましくは170℃程度で1~6時間熱処理することができる。 In addition, when producing the said permanent film, as conditions of a pre-baking, it can be set as the heat processing for 30 seconds or more and 1 hour or less at the temperature of 90 degreeC or more and 130 degrees C or less, for example. The post-baking conditions are, for example, heat treatment at a temperature of 150° C. to 250° C. for 30 minutes to 10 hours, preferably about 170° C. for 1 to 6 hours.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は低温硬化性に優れる。
例えば、本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を170℃で4時間硬化させて得られた硬化物は、ガラス転移温度(Tg)が200℃以上、好ましくは210℃以上、さらに好ましくは220℃以上とすることができる。
The negative photosensitive resin composition of this embodiment is excellent in low-temperature curability.
For example, the cured product obtained by curing the negative photosensitive resin composition of the present embodiment at 170°C for 4 hours has a glass transition temperature (Tg) of 200°C or higher, preferably 210°C or higher, more preferably 220°C. °C or higher.

さらに、本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物を170℃で4時間硬化させて得られた硬化物は、200℃における貯蔵弾性率E’が0.5GPa以上、好ましくは0.7GPa以上、さらに好ましくは0.8GPa以上とすることができる。 Furthermore, the cured product obtained by curing the negative photosensitive resin composition of the present embodiment at 170° C. for 4 hours has a storage elastic modulus E′ at 200° C. of 0.5 GPa or more, preferably 0.7 GPa or more. More preferably, it can be 0.8 GPa or more.

本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物の粘度は、所望の樹脂膜の厚みに応じて適宜設定することができる。ネガ型感光性樹脂組成物の粘度の調整は、溶媒を添加することでできる。 The viscosity of the negative photosensitive resin composition according to this embodiment can be appropriately set according to the desired thickness of the resin film. The viscosity of the negative photosensitive resin composition can be adjusted by adding a solvent.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物から得られるフィルムは、テンシロン試験機による引張試験により測定された伸び率が、最大値15~200%、好ましくは20~150%であり、平均値10~150%、好ましくは15~120%である。 The film obtained from the negative photosensitive resin composition of the present embodiment has a maximum elongation of 15 to 200%, preferably 20 to 150%, and an average elongation of 10 as measured by a tensile test using a Tensilon tester. ~150%, preferably 15-120%.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物から得られるフィルム等の硬化物は耐薬品性に優れる。
具体的には、フィルムをジメチルスルホキシド99質量%未満と水酸化テトラメチルアンモニウム2質量%未満との溶液に40℃で10分間浸漬し、その後イソプロピルアルコールで十分洗浄後風乾し、処理後の膜厚を測定する。処理後の膜厚と処理前の膜厚の膜厚変化率を下記式より算出し、フィルムの減少率として評価する。
式:フィルムの減少率(%){(浸漬後の膜厚-浸漬前の膜厚)/浸漬前の膜厚×100(%)}
A cured product such as a film obtained from the negative photosensitive resin composition of the present embodiment has excellent chemical resistance.
Specifically, the film is immersed in a solution of less than 99% by mass of dimethyl sulfoxide and less than 2% by mass of tetramethylammonium hydroxide at 40° C. for 10 minutes, then thoroughly washed with isopropyl alcohol and air-dried. to measure. The film thickness change rate between the film thickness after treatment and the film thickness before treatment is calculated from the following formula and evaluated as the reduction rate of the film.
Formula: Film reduction rate (%) {(film thickness after immersion - film thickness before immersion) / film thickness before immersion x 100 (%)}

膜厚変化率は、40%以下であるのが好ましく、30%以下であるのがより好ましい。これにより、硬化膜がジメチルスルホキシドに浸される工程に供された場合でも、膜厚がほとんど減少しない。このため、かかる工程に供された後でも機能を維持し得る硬化膜が得られる。 The film thickness change rate is preferably 40% or less, more preferably 30% or less. As a result, even when the cured film is subjected to a step of being immersed in dimethylsulfoxide, the film thickness hardly decreases. Therefore, a cured film that can maintain its functions even after being subjected to such steps can be obtained.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は硬化収縮が抑制されており、シリコンウェハ表面に乾燥後の膜厚が10μmになるようにスピンコートし、120℃3分間のプリベーク後、高圧水銀灯にて600mJ/cmの露光を行い、その後、窒素雰囲気下で170℃120分間ポストベークを行ってフィルムを調製した場合において、前記プリベーク後のフィルム膜厚を膜厚A、前記ポストベーク後のフィルム膜厚を膜厚Bとし、下記式から算出される硬化収縮率を好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下とすることができる。
式:硬化収縮率[%]={(膜厚A-膜厚B)/膜厚A}x100
The negative photosensitive resin composition of the present embodiment has suppressed curing shrinkage, and is spin-coated on the surface of a silicon wafer so that the film thickness after drying becomes 10 μm, pre-baked at 120° C. for 3 minutes, and placed under a high-pressure mercury lamp. When a film is prepared by exposing to 600 mJ / cm 2 and then post-baking at 170 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere, the film thickness after the pre-baking is the film thickness A, and the film after the post-baking Assuming that the film thickness is film thickness B, the curing shrinkage rate calculated from the following formula is preferably 12% or less, more preferably 10% or less.
Formula: Cure shrinkage rate [%] = {(film thickness A - film thickness B) / film thickness A} x 100

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は耐熱性が高く、得られるフィルムは、熱重量示差熱同時測定により測定した重量減少温度(Td5)が、200℃以上、好ましくは300℃以上とすることができる。 The negative photosensitive resin composition of the present embodiment has high heat resistance, and the resulting film has a weight loss temperature (Td5) measured by simultaneous thermogravimetric differential thermal measurement of 200° C. or higher, preferably 300° C. or higher. be able to.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物からなるフィルムは、硬化収縮が抑制されており、線熱膨張率(CTE)は200ppm以下、好ましくは100ppm以下とすることができる。 Curing shrinkage of the film made of the negative photosensitive resin composition of the present embodiment is suppressed, and the coefficient of linear thermal expansion (CTE) can be 200 ppm or less, preferably 100 ppm or less.

(用途)
本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、永久膜、レジストなどの半導体装置用の樹脂膜を形成するために用いられる。これらの中でも、プリベーク後のネガ型感光性樹脂組成物及びAlパッドの密着性向上と、現像時のネガ型感光性樹脂組成物の残渣の発生の抑制とをバランスよく発現する観点、ポストベーク後のネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜と、金属との密着性を向上する観点、加えて、ポストベーク後のネガ型感光性樹脂組成物の耐薬品性を向上する観点から、永久膜を用いる用途に用いられることが好ましい。
(Application)
The negative photosensitive resin composition of the present embodiment is used for forming resin films for semiconductor devices such as permanent films and resists. Among these, from the viewpoint of expressing in a well-balanced manner the improvement in adhesion between the negative photosensitive resin composition and the Al pad after prebaking and the suppression of the generation of residues of the negative photosensitive resin composition during development, after postbaking From the viewpoint of improving the adhesion between the cured film of the negative photosensitive resin composition and the metal, in addition, from the viewpoint of improving the chemical resistance of the negative photosensitive resin composition after post-baking, a permanent film It is preferably used for the intended use.

なお、本実施形態において、樹脂膜は、ネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜を含む。すなわち、本実施形態にかかる樹脂膜とは、ネガ型感光性樹脂組成物を硬化させてなるものである。 In addition, in this embodiment, the resin film includes a cured film of a negative photosensitive resin composition. That is, the resin film according to this embodiment is obtained by curing a negative photosensitive resin composition.

上記永久膜は、ネガ型感光性樹脂組成物に対してプリベーク、露光及び現像を行い、所望の形状にパターニングした後、ポストベークすることによって硬化させることにより得られた樹脂膜で構成される。永久膜は、半導体装置の保護膜、層間膜、ダム材などに用いることができる。 The permanent film is a resin film obtained by pre-baking, exposing, and developing a negative photosensitive resin composition, patterning it into a desired shape, and post-baking it to cure it. Permanent films can be used as protective films, interlayer films, dam materials, and the like for semiconductor devices.

上記レジストは、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の方法で、レジストにとってマスクされる対象に塗工し、ネガ型感光性樹脂組成物から溶媒を除去することにより得られた樹脂膜で構成される。 The above-mentioned resist can be obtained, for example, by applying a negative photosensitive resin composition to an object to be masked by the resist by a method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, doctor coating, and negative photosensitive resin composition. It is composed of a resin film obtained by removing the solvent from a flexible resin composition.

本実施形態に係る半導体装置の一例を図1に示す。
本実施形態に係る半導体装置100は、上記樹脂膜を備える半導体装置とすることができる。具体的には、半導体装置100のうち、パッシベーション膜32、絶縁層42および絶縁層44からなる群の1つ以上を、本実施形態の硬化物を含む樹脂膜とすることができる。ここで、樹脂膜は、上述した永久膜であることが好ましい。
An example of a semiconductor device according to this embodiment is shown in FIG.
The semiconductor device 100 according to this embodiment can be a semiconductor device including the resin film. Specifically, one or more of the group consisting of the passivation film 32, the insulating layer 42, and the insulating layer 44 in the semiconductor device 100 can be a resin film containing the cured product of the present embodiment. Here, the resin film is preferably the permanent film described above.

半導体装置100は、たとえば半導体チップである。この場合、たとえば半導体装置100を、バンプ52を介して配線基板上に搭載することにより半導体パッケージが得られる。 Semiconductor device 100 is, for example, a semiconductor chip. In this case, for example, a semiconductor package is obtained by mounting the semiconductor device 100 on the wiring substrate via the bumps 52 .

半導体装置100は、トランジスタ等の半導体素子が設けられた半導体基板と、半導体基板上に設けられた多層配線層(図示せず。)と、を備えている。多層配線層のうち最上層には、層間絶縁膜30と、層間絶縁膜30上に設けられた最上層配線34が設けられている。最上層配線34は、たとえば、アルミニウムAlにより構成される。また、層間絶縁膜30上および最上層配線34上には、パッシベーション膜32が設けられている。パッシベーション膜32の一部には、最上層配線34が露出する開口が設けられている。 The semiconductor device 100 includes a semiconductor substrate provided with semiconductor elements such as transistors, and a multilayer wiring layer (not shown) provided on the semiconductor substrate. An interlayer insulating film 30 and a top layer wiring 34 provided on the interlayer insulating film 30 are provided in the uppermost layer of the multilayer wiring layers. The uppermost layer wiring 34 is made of aluminum Al, for example. A passivation film 32 is provided on the interlayer insulating film 30 and the uppermost layer wiring 34 . A portion of the passivation film 32 is provided with an opening through which the uppermost layer wiring 34 is exposed.

パッシベーション膜32上には、再配線層40が設けられている。再配線層40は、パッシベーション膜32上に設けられた絶縁層42と、絶縁層42上に設けられた再配線46と、絶縁層42上および再配線46上に設けられた絶縁層44と、を有する。絶縁層42には、最上層配線34に接続する開口が形成されている。再配線46は、絶縁層42上および絶縁層42に設けられた開口内に形成され、最上層配線34に接続されている。絶縁層44には、再配線46に接続する開口が設けられている。 A rewiring layer 40 is provided on the passivation film 32 . The rewiring layer 40 includes an insulating layer 42 provided on the passivation film 32, a rewiring 46 provided on the insulating layer 42, an insulating layer 44 provided on the insulating layer 42 and the rewiring 46, have An opening connected to the uppermost layer wiring 34 is formed in the insulating layer 42 . The rewiring 46 is formed on the insulating layer 42 and in openings provided in the insulating layer 42 and connected to the uppermost layer wiring 34 . The insulating layer 44 is provided with an opening connected to the rewiring 46 .

絶縁層44に設けられた開口内には、たとえばUBM(Under Bump Metallurgy)層50を介してバンプ52が形成される。半導体装置100は、たとえばバンプ52を介して配線基板等に接続される。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。
A bump 52 is formed in the opening provided in the insulating layer 44 via a UBM (Under Bump Metallurgy) layer 50, for example. Semiconductor device 100 is connected to a wiring substrate or the like via bumps 52, for example.
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be employed within the scope that does not impair the effects of the present invention.

以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
合成例1においては以下の化合物を用いた。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.
In Synthesis Example 1, the following compounds were used.

下記式で示される、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(以下、BAFAとも示す) 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane (hereinafter also referred to as BAFA) represented by the following formula

Figure 2022135427000026
Figure 2022135427000026

下記式で示される、4,4'-ジアミノ-2,2'-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(以下、TFMBとも示す) 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl (hereinafter also referred to as TFMB) represented by the following formula

Figure 2022135427000027
Figure 2022135427000027

下記式で示される、4-[4-(1,3-ジオキソイソベンゾフラン-5-イルカルボニロキシ)-2,3,5-トリメチルフェニル]-2,3,6-トリメチルフェニル 1,3-ジオキソイソベンゾフラン-5-カルボキシレート(以下、TMPBP-TMEとも示す) 4-[4-(1,3-dioxoisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy)-2,3,5-trimethylphenyl]-2,3,6-trimethylphenyl 1,3 represented by the following formula -dioxoisobenzofuran-5-carboxylate (hereinafter also referred to as TMPBP-TME)

Figure 2022135427000028
Figure 2022135427000028

[合成例1]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAFA37.62g(102.7mmol)と、TFMB32.89g(102.7mmol)と、TMPBP-TME151.29g(244.6mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL598.86gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー205.55gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは18200、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.82であった。
ポリマーについて、IR測定を行ったところ、1480、1550、1670cm-1付近のアミド基由来のピークが消失しており、イミド化が完結していることを確認した。
また、H-NMR測定を行ったところ、芳香族領域(6.9ppm~8.9ppm)にプロトン数に対応した面積比でピークを確認した。
次いで、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、得られたポリイミド197.16g(水酸基換算182.6mmol)と、2-イソシアナトエチルアクリレート(以下AOIとも示す、昭和電工社製)51.54g(365.22mmol)と、γ-ブチルラクトン(GBL)737.08gを入れた。その後、撹拌しつつ温度120℃まで上げ、6時間反応させた。
得られた反応溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=2/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度40℃で真空乾燥することにより、ポリマー183.99gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは20,400、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.80であった。
H-NMR測定結果から、ポリマーに架橋基が導入されたことを確認した。架橋基が導入されたポリマーは、その一部に以下の繰り返し単位が含まれていた。
また、ガスクロマトグラフィーの測定結果から、架橋基の導入率は60%であった。
[Synthesis Example 1]
First, 37.62 g (102.7 mmol) of BAFA, 32.89 g (102.7 mmol) of TFMB, and 151.29 g (244.6 mmol) of TMPBP-TME were added to an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and condenser. I put it in. An additional 598.86 g of GBL was then added to the reaction vessel.
After bubbling nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60° C. while stirring, and the reaction was allowed to proceed for 1.5 hours. Thereafter, the reaction was further carried out at 180° C. for 3 hours to polymerize the bisaminophenol and the acid anhydride to prepare a polymerization solution.
The resulting polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water/methanol=3/1 to precipitate a white solid. The resulting white solid was collected and vacuum dried at 120° C. to obtain 205.55 g of polymer.
GPC measurement of the polymer revealed a weight average molecular weight Mw of 18200 and a polydispersity (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of 1.82.
When the polymer was subjected to IR measurement, peaks derived from amide groups around 1480, 1550 and 1670 cm −1 disappeared, confirming that imidization was completed.
Further, when 1 H-NMR measurement was performed, a peak was confirmed in the aromatic region (6.9 ppm to 8.9 ppm) with an area ratio corresponding to the number of protons.
Next, 197.16 g of the obtained polyimide (182.6 mmol in terms of hydroxyl group) and 2-isocyanatoethyl acrylate (hereinafter also referred to as AOI, manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a cooling tube. ) and 737.08 g of γ-butyl lactone (GBL) were added. After that, the temperature was raised to 120° C. while stirring, and the reaction was carried out for 6 hours.
The resulting reaction solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water/methanol=2/1 to precipitate a white solid. The resulting white solid was collected and vacuum dried at a temperature of 40° C. to obtain 183.99 g of polymer.
GPC measurement of the polymer revealed a weight average molecular weight Mw of 20,400 and a polydispersity (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of 1.80.
From the results of 1 H-NMR measurement, it was confirmed that cross-linking groups were introduced into the polymer. A part of the polymer into which the cross-linking group was introduced contained the following repeating units.
Moreover, the introduction rate of the cross-linking group was 60% from the measurement results of gas chromatography.

Figure 2022135427000029
Figure 2022135427000029

実施例においては以下の成分を用いた。
[架橋剤]
・アクリレート化合物1:下記化学式で表される多官能アクリレート化合物(新中村化学工業社製、A-DPH)

Figure 2022135427000030
The following ingredients were used in the examples.
[Crosslinking agent]
Acrylate compound 1: a polyfunctional acrylate compound represented by the following chemical formula (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., A-DPH)
Figure 2022135427000030

・アクリレート化合物2:フルオレン骨格を備える2官能アクリレート化合物(大阪ガスケミカル社製、GA-5060P)
・アクリレート化合物3:フルオレン骨格を備える2官能アクリレート化合物(大阪ガスケミカル社製、GA-2800)
Acrylate compound 2: a bifunctional acrylate compound having a fluorene skeleton (manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd., GA-5060P)
Acrylate compound 3: a bifunctional acrylate compound having a fluorene skeleton (manufactured by Osaka Gas Chemicals, GA-2800)

・アクリレート化合物4:下記化学式(q=1)で表される2官能アクリレート化合物(新中村化学社製、A-BPEF-2)

Figure 2022135427000031
Acrylate compound 4: a bifunctional acrylate compound represented by the following chemical formula (q = 1) (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., A-BPEF-2)
Figure 2022135427000031

[合成例2]
(アクリレート化合物5の合成)
5リットルの4つ口フラスコに、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-フルオレン(JEFケミカル社製)1molに対し、エチレンオキシド10molを付加した9,9-ビス(4-ヒドロキシペンタエトキシフェニル)-フルオレン180g、トルエン320g、アクリル酸75g、ハイドロキノン0.1gおよび硫酸6gを入れ、120℃で撹拌を行いながら副生した水をトルエンで共沸除去し4時間反応させた。反応後トルエンを130g加え、アルカリ水で洗浄し、トルエンを減圧留去して、アクリレート化合物4の化学式においてq=5で表されるアクリレート化合物5を得た。H-NMR、MS測定により構造が同定された。
[Synthesis Example 2]
(Synthesis of acrylate compound 5)
9,9-bis(4-hydroxypentaethoxyphenyl) obtained by adding 10 mol of ethylene oxide to 1 mol of 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)-fluorene (manufactured by JEF Chemical Co.) was placed in a 5-liter four-necked flask. 180 g of fluorene, 320 g of toluene, 75 g of acrylic acid, 0.1 g of hydroquinone, and 6 g of sulfuric acid were added, and the reaction was carried out for 4 hours while stirring at 120° C. to azeotropically remove by-produced water with toluene. After the reaction, 130 g of toluene was added, washed with alkaline water, and the toluene was distilled off under reduced pressure to obtain acrylate compound 5 represented by q=5 in the chemical formula of acrylate compound 4. The structure was identified by 1 H-NMR and MS measurements.

[合成例3]
(アクリレート化合物6の合成)
5リットルの4つ口フラスコに、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-フルオレン(JEFケミカル社製)1molに対し、エチレンオキシド20molを付加した9,9-ビス(4-ヒドロキシデカエトキシフェニル)-フルオレン281g、トルエン400g、アクリル酸75g、ハイドロキノン0.1gおよび硫酸6gを入れ、120℃で撹拌を行いながら副生した水をトルエンで共沸除去し4時間反応させた。反応後トルエンを300g加え、アルカリ水で洗浄し、トルエンを減圧留去して、アクリレート化合物4の化学式においてq=10で表されるアクリレート化合物6を得た。H-NMR、MS測定により構造が同定された。
[Synthesis Example 3]
(Synthesis of acrylate compound 6)
9,9-bis(4-hydroxydecaethoxyphenyl) obtained by adding 20 mol of ethylene oxide to 1 mol of 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)-fluorene (manufactured by JEF Chemical Co.) was placed in a 5-liter four-necked flask. 281 g of fluorene, 400 g of toluene, 75 g of acrylic acid, 0.1 g of hydroquinone, and 6 g of sulfuric acid were added and reacted for 4 hours while stirring at 120° C. to azeotropically remove by-produced water with toluene. After the reaction, 300 g of toluene was added, washed with alkaline water, and the toluene was distilled off under reduced pressure to obtain an acrylate compound 6 represented by q=10 in the chemical formula of the acrylate compound 4. The structure was identified by 1 H-NMR and MS measurements.

・アクリレート化合物7:1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(ビスコート230、大阪有機化学工業社製) Acrylate compound 7: 1,6-hexanediol diacrylate (Viscoat 230, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)

[重合開始剤]
・重合開始剤1:O-アシルオキシム化合物(NCI-730、ADEKA社製)
・重合開始剤2:ジクミルパーオキサイド(パーカドックスBC、過酸化物、化薬アクゾ社製)
[Polymerization initiator]
・Polymerization initiator 1: O-acyloxime compound (NCI-730, manufactured by ADEKA)
・Polymerization initiator 2: Dicumyl peroxide (Perkadox BC, peroxide, manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.)

[密着助剤]
・密着助剤1:3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物(X-12-967C(信越化学工業社製)
[Adhesion aid]
Adhesion aid 1: 3-trimethoxysilylpropyl succinic anhydride (X-12-967C (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

[界面活性剤]
・界面活性剤1:フルオロカーボン鎖を有する界面活性剤(FC-4432,住友スリーエム社製)
[Surfactant]
・Surfactant 1: Surfactant having a fluorocarbon chain (FC-4432, manufactured by Sumitomo 3M)

[溶剤]
・溶剤1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
・溶剤2:γ-ブチルラクトン(GBL)
[solvent]
- Solvent 1: propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
・ Solvent 2: γ-butyl lactone (GBL)

[実施例1~16、比較例1~2]
合成例1で得られた架橋基を導入したポリヒドロキシイミドと、表1に記載の成分とを溶剤中で混合し、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
得られたネガ型感光性樹脂組成物を、シリコンウェハ表面に乾燥後の膜厚が10μmになるようにスピンコートし、120℃3分間のプリベーク後、高圧水銀灯にて600mJ/cmの露光を行い、その後、窒素雰囲気下で170℃120分間ポストベークを行ってフィルムを調製した。
得られたフィルムについて、下記測定法にて、硬化収縮率、貯蔵弾性率E’、ガラス転移温度(Tg)、線熱膨張率(CTE)、5%重量減少温度(Td5)、伸び率、耐薬品性、を測定した。
[Examples 1 to 16, Comparative Examples 1 to 2]
The cross-linking group-introduced polyhydroxyimide obtained in Synthesis Example 1 and the components shown in Table 1 were mixed in a solvent to prepare a negative photosensitive resin composition.
The obtained negative photosensitive resin composition was spin-coated on the surface of a silicon wafer so that the film thickness after drying was 10 μm, prebaked at 120° C. for 3 minutes, and then exposed to light at 600 mJ/cm 2 with a high-pressure mercury lamp. After that, post-baking was performed at 170° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere to prepare a film.
Cure shrinkage, storage modulus E′, glass transition temperature (Tg), linear thermal expansion coefficient (CTE), 5% weight loss temperature (Td5), elongation, resistance Chemical properties were measured.

(硬化収縮率)
実施例および比較例で得られたフィルムのプリベーク後の膜厚を膜厚A、ポストベーク後の膜厚を膜厚Bとし、膜厚Aと膜厚Bを下記式に代入して、硬化収縮率を算出した。結果を表1に示す。
硬化収縮率[%]={(膜厚A-膜厚B)/膜厚A}x100
(curing shrinkage)
The film thickness after pre-baking of the films obtained in Examples and Comparative Examples is film thickness A, and the film thickness after post-baking is film thickness B. Substituting film thickness A and film thickness B into the following equation, cure shrinkage rate was calculated. Table 1 shows the results.
Cure shrinkage rate [%] = {(film thickness A - film thickness B) / film thickness A} x 100

(ガラス転移温度、貯蔵弾性率E’)
実施例および比較例で得られたフィルムから8mm×40mmの試験片を切り出し、その試験片に対し、動的粘弾性測定(DMA装置、TAインスツルメント社製、Q800)を用いて、昇温速度5℃/min、周波数1Hzで動的粘弾性測定を行い、貯蔵弾性率E’を算出した。また、ガラス転移温度は、損失正接tanδが最大値を示す温度とした。
(Glass transition temperature, storage modulus E')
A test piece of 8 mm × 40 mm was cut out from the films obtained in Examples and Comparative Examples, and the test piece was subjected to dynamic viscoelasticity measurement (DMA device, TA Instruments, Q800), and the temperature was raised. A dynamic viscoelasticity measurement was performed at a rate of 5°C/min and a frequency of 1 Hz to calculate the storage modulus E'. The glass transition temperature was defined as the temperature at which the loss tangent tan δ showed the maximum value.

(線熱膨張率(CTE))
実施例および比較例で得られたフィルムから長さ13mm×幅5mmの短冊状試験片を切出した。チャック間距離10mmにて引張モードの熱機械測定を行い、熱膨張曲線から平均線熱膨張率(CTE、50℃~100℃)を求めた。結果を表1に示す。
(Coefficient of linear thermal expansion (CTE))
A strip-shaped test piece having a length of 13 mm and a width of 5 mm was cut from the films obtained in Examples and Comparative Examples. A thermomechanical measurement in tensile mode was performed at a chuck-to-chuck distance of 10 mm, and an average linear thermal expansion coefficient (CTE, 50° C. to 100° C.) was obtained from the thermal expansion curve. Table 1 shows the results.

(5%重量減少温度(Td5))
実施例および比較例で得られたフィルムを熱重量示差熱同時測定により測定した。測定条件は、30ml/分の窒素気流下、昇温速度10℃/分とした。初期から5%の重量が減少した温度を測定し、5%重量減少温度(Td5)とした。結果を表1に示す。
(5% weight loss temperature (Td5))
The films obtained in Examples and Comparative Examples were measured by thermogravimetric differential thermal simultaneous measurement. The measurement conditions were a nitrogen stream of 30 ml/min and a heating rate of 10° C./min. The temperature at which the weight decreased by 5% from the initial stage was measured and defined as the 5% weight decrease temperature (Td5). Table 1 shows the results.

(伸び率)
実施例および比較例で得られたフィルムから切り出した試験片(6.5mm×60mm×10μm厚)に対して引張試験(延伸速度:5mm/分)を23℃雰囲気中で実施した。引張試験は、オリエンテック社製引張試験機(テンシロンRTC-1210A)を用いて行った。試験片5本を測定し、破断点の応力を平均化したものを強度とした。破断した距離と初期距離から引張伸び率を算出し、伸び率の最大値を求めた。結果を表1に示す。
(Growth rate)
A tensile test (stretching speed: 5 mm/min) was performed in a 23° C. atmosphere on test pieces (6.5 mm×60 mm×10 μm thick) cut out from the films obtained in Examples and Comparative Examples. The tensile test was performed using a tensile tester (Tensilon RTC-1210A) manufactured by Orientec. The strength was obtained by measuring five test pieces and averaging the stress at the breaking point. The tensile elongation was calculated from the breaking distance and the initial distance, and the maximum value of the elongation was obtained. Table 1 shows the results.

(耐薬品性)
実施例および比較例で得られたフィルムをジメチルスルホキシド99質量%未満と水酸化テトラメチルアンモニウム2質量%未満との溶液に40℃で10分間浸漬し、その後イソプロピルアルコールで十分洗浄後風乾し、処理後の膜厚を測定した。処理後の膜厚と処理前の膜厚の膜厚変化率を下記式より算出し、硬化物の減少率とした。
式:硬化物の減少率(%){(浸漬後の膜厚-浸漬前の膜厚)/浸漬前の膜厚×100(%)}
(chemical resistance)
The films obtained in Examples and Comparative Examples were immersed in a solution of less than 99% by mass of dimethyl sulfoxide and less than 2% by mass of tetramethylammonium hydroxide at 40°C for 10 minutes, then thoroughly washed with isopropyl alcohol, air-dried, and treated. After film thickness was measured. The film thickness change rate between the film thickness after treatment and the film thickness before treatment was calculated from the following formula and used as the reduction rate of the cured product.
Formula: reduction rate of cured product (%) {(film thickness after immersion - film thickness before immersion) / film thickness before immersion x 100 (%)}

Figure 2022135427000032
Figure 2022135427000032

表1に示すように、本発明に係る実施例のネガ型感光性樹脂組成物は、伸びおよび耐薬品性のいずれにもバランスよく優れ、さらに他の物性も優れていた。 As shown in Table 1, the negative photosensitive resin compositions of Examples according to the present invention were excellent in both elongation and chemical resistance in a well-balanced manner, and were also excellent in other physical properties.

30 層間絶縁膜
32 パッシベーション膜
34 最上層配線
40 再配線層
42 絶縁層
44 絶縁層
46 再配線
50 UBM層
52 バンプ
100 半導体装置
30 Interlayer insulating film 32 Passivation film 34 Top layer wiring 40 Rewiring layer 42 Insulating layer 44 Insulating layer 46 Rewiring 50 UBM layer 52 Bump 100 Semiconductor device

Claims (16)

(A)側鎖に二重結合を備えるポリイミドと、
(B)フルオレン骨格を備える(メタ)アクリレート化合物を含む架橋剤と、
(C)重合開始剤と、
を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
(A) a polyimide having a double bond in its side chain;
(B) a cross-linking agent containing a (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton;
(C) a polymerization initiator;
A negative photosensitive resin composition comprising:
フルオレン骨格を備える前記(メタ)アクリレート化合物は、下記一般式(A)で表される化合物から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2022135427000033
(一般式(A)中、環Aはベンゼン環又は縮合多環式芳香族炭化水素環を示し、Rはハロゲン原子、またはアルキル基を示し、Rはハロゲン原子、炭化水素基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、またはアラルキルオキシ基を示し、Rは水素原子、またはメチル基を示し、mは0~4の整数、nは0または1以上の整数、pは1以上の整数である。
Xは以下の一般式(a)または一般式(b)で表される基である。
Figure 2022135427000034
(一般式(a)中、qは1~15の整数を示し、一般式(b)中、Rはアルキレン基を示し、rは0または1以上の整数を示す。*は結合手を示す。))
The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the (meth)acrylate compound having a fluorene skeleton is at least one selected from compounds represented by the following general formula (A).
Figure 2022135427000033
(In general formula (A), ring A represents a benzene ring or a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon ring, R 1 represents a halogen atom or an alkyl group, R 2 represents a halogen atom, a hydrocarbon group, or a hydroxyl group. , an alkoxy group, a cycloalkoxy group, an aryloxy group or an aralkyloxy group, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, m is an integer of 0 to 4, n is an integer of 0 or 1 or more, p is It is an integer of 1 or more.
X is a group represented by the following general formula (a) or general formula (b).
Figure 2022135427000034
(In general formula (a), q represents an integer of 1 to 15, and in general formula (b), R 4 represents an alkylene group, r represents an integer of 0 or 1 or more. * represents a bond. .))
ポリイミド(A)は下記一般式(1-1)で表される構造単位(a)を有する化合物を含む、請求項1または2に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2022135427000035
(一般式(1-1)中、Yは2価の有機基を示す。)
3. The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the polyimide (A) contains a compound having a structural unit (a) represented by the following general formula (1-1).
Figure 2022135427000035
(In general formula (1-1), Y represents a divalent organic group.)
ポリイミド(A)は、前記一般式(1-1)で表される構造単位(a)と下記一般式(1-2)で表される構造単位(b)とを有する化合物を含む、請求項3に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2022135427000036
(一般式(1-2)中、Qは、2価~4価の炭素数1~10の有機基を示し、複数存在するQは同一でも異なっていてもよい。
Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
m1およびm2は、それぞれ独立して1~3の整数を示す。
Xは単結合、-SO-、-C(=O)-、炭素数1~5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1~5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基を示し、複数存在するXは同一でも異なっていてもよい。)
Polyimide (A) comprises a compound having a structural unit (a) represented by the general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2). 3. The negative photosensitive resin composition according to 3.
Figure 2022135427000036
(In general formula (1-2), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and multiple Qs may be the same or different.
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and multiple R may be the same or different.
m1 and m2 each independently represent an integer of 1 to 3;
X represents a single bond, —SO 2 —, —C(=O)—, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms; Multiple X's may be the same or different. )
前記一般式(1-1)におけるYの2価の有機基は、下記一般式(1a)、下記一般式(1b)および下記一般式(1c)で表される基から選択される、請求項3または4に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2022135427000037
(一般式(1a)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1b)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1c)中、Zは炭素数1~5のアルキレン基、2価の芳香族基を示す。
*は結合手を示す。)
wherein the divalent organic group of Y in the general formula (1-1) is selected from groups represented by the following general formula (1a), the following general formula (1b) and the following general formula (1c); 5. The negative photosensitive resin composition according to 3 or 4.
Figure 2022135427000037
(in general formula (1a), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; A plurality of R 2 may be the same or different, R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a plurality of R 3 being present are the same. * indicates a bond.
In general formula (1b), R 4 and R 5 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; R5s present may be the same or different. * indicates a bond.
In general formula (1c), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a divalent aromatic group.
* indicates a bond. )
架橋剤(B)は、さらに多官能(メタ)アクリレート化合物(フルオレン骨格を備える前記(メタ)アクリレート化合物を除く)を含む、請求項1~5のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The cross-linking agent (B) further comprises a polyfunctional (meth) acrylate compound (excluding the (meth) acrylate compound having a fluorene skeleton), the negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5. . 重合開始剤(C)が、オキシムエステル型重合開始剤である、請求項1~6のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the polymerization initiator (C) is an oxime ester polymerization initiator. ポリイミド(A)100質量部に対する、架橋剤(B)の量は10質量部以上80質量部以下である、請求項1~7のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7, wherein the amount of the cross-linking agent (B) is 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyimide (A). ポリイミド(A)は下記一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を含む、請求項1~8のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2022135427000038
(一般式(1)中、Yは一般式(1-1)と同義であり、Q、R、m1、m2、およびXは一般式(1-2)と同義である。)
The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the polyimide (A) contains a compound having a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2022135427000038
(In general formula (1), Y is synonymous with general formula (1-1), and Q, R, m1, m2, and X are synonymous with general formula (1-2).)
170℃で4時間硬化させて得られた硬化物のガラス転移温度(Tg)が200℃以上である、請求項1~9のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 9, wherein a cured product obtained by curing at 170°C for 4 hours has a glass transition temperature (Tg) of 200°C or higher. 170℃で4時間硬化させて得られた硬化物の200℃における貯蔵弾性率E’が0.5GPa以上である、請求項1~10のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 10, wherein the cured product obtained by curing at 170°C for 4 hours has a storage elastic modulus E' at 200°C of 0.5 GPa or more. 再配線層の形成に用いられる、請求項1~11のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 11, which is used for forming a rewiring layer. 請求項1~12のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物。 A cured product of the negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 12. 請求項13に記載の硬化物からなる硬化膜。 A cured film comprising the cured product according to claim 13 . 請求項13に記載の硬化物を含む樹脂膜を備える半導体装置。 A semiconductor device comprising a resin film containing the cured product according to claim 13 . 層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に設けられた、請求項13に記載の硬化物を含む樹脂膜と、
前記樹脂膜中に埋設された再配線と、
を備えることを特徴とする、請求項15に記載の半導体装置。
an interlayer insulating film;
A resin film containing the cured product according to claim 13 provided on the interlayer insulating film;
a rewiring embedded in the resin film;
16. The semiconductor device according to claim 15, comprising:
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