JP2023004156A - negative photosensitive polymer - Google Patents

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啓太 今井
Keita Imai
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Abstract

To provide a negative photosensitive polymer that has excellent solubility in an organic solvent and is less prone to hydrolysis and can give a cured product, such as a film, having high mechanical strength.SOLUTION: A negative photosensitive polymer has an imide constitutional unit, an aromatic condensed constitutional unit and a biphenyl constitutional unit having a methacryloyl group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ネガ型感光性ポリマーに関する。 The present invention relates to negative-acting photosensitive polymers.

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、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られるポリアミック酸ならびに該ポリアミック酸を脱水閉環してなるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種の重合体を含有する液晶配向剤が開示されている。当該文献には、ジアミンとして、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-5-アミン(以下、TMDAとも記載される)が挙げられている。 Patent Document 1 discloses a liquid crystal containing at least one polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. An alignment agent is disclosed. The literature mentions 1-(4-aminophenyl)-2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-indene-5-amine (hereinafter also referred to as TMDA) as a diamine. ing.

特許文献2には、ジアミン、テトラカルボン酸二無水物、および所定の官能基を有する化合物の反応生成物を含む、ポリイミドポリマーが開示されている。当該文献には、ジアミンとしてTMDAが挙げられている。 U.S. Pat. No. 5,400,001 discloses a polyimide polymer comprising a reaction product of a diamine, a tetracarboxylic dianhydride, and a compound having a predetermined functional group. The document mentions TMDA as a diamine.

特許文献3には、キャリア基板、及び完全イミド化ポリイミドポリマーを含む感光性ポリマー層を含むドライフィルム構造体が開示されている。当該文献には、完全イミド化ポリイミドポリマーを構成するジアミンとしてTMDAが挙げられている。 US Pat. No. 5,300,003 discloses a dry film construction comprising a carrier substrate and a photopolymer layer comprising a fully imidized polyimide polymer. The document mentions TMDA as a diamine that constitutes a fully imidized polyimide polymer.

特許文献4には、完全イミド化ポリイミドポリマーと、溶解度スイッチング化合物と、光開始剤と、溶剤を含み、所定の溶解速度を示すフィルムを形成することができる、感光性組成物が開示されている。当該文献には、完全イミド化ポリイミドポリマーを構成するジアミンとしてTMDAが挙げられている。 US Pat. No. 5,331,001 discloses a photosensitive composition comprising a fully imidized polyimide polymer, a solubility switching compound, a photoinitiator, and a solvent, capable of forming a film exhibiting a predetermined dissolution rate. . The document mentions TMDA as a diamine that constitutes a fully imidized polyimide polymer.

特許文献5には、所定の構造を有し、重量平均分子量が70,000以下であるポリイミド樹脂を含む、感光性樹脂組成物が開示されている。当該文献には、ポリイミド樹脂の末端の少なくとも一方は(メタ)アクリレート基を含有する基であることが記載されている。 Patent Document 5 discloses a photosensitive resin composition containing a polyimide resin having a predetermined structure and a weight average molecular weight of 70,000 or less. This document describes that at least one terminal of the polyimide resin is a group containing a (meth)acrylate group.

特開2011-257736号公報JP 2011-257736 A 特開2017-513959号公報JP 2017-513959 A 特開2018-517168号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-517168 特開2018-517169号公報JP 2018-517169 A 国際公開第2020/246349号WO2020/246349

しかしながら、特許文献1~5に記載の従来の技術においては、感光性樹脂組成物から得られたポリイミドを含むフィルムに機械的強度に改善の余地があった。 However, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 5, there is room for improvement in the mechanical strength of films containing polyimide obtained from photosensitive resin compositions.

従来から、有機溶剤に対するポリイミドの溶解性を改善するために当該ポリイミドの骨格にフッ素原子を導入することが行われているが、本発明者らは、フッ素原子を含むジアミン化合物を用いてポリイミドを合成した場合、フッ素原子の強い電子吸引性によりイミド環の電子に影響を及ぼすことにより得られたポリイミドが加水分解を受けやすくなり、それによって機械的強度が低下することを見出した。
すなわち、従来のポリイミドは有機溶剤への溶解性と機械的強度とのバランスの点で改善の余地があった。
Conventionally, in order to improve the solubility of polyimide in organic solvents, fluorine atoms have been introduced into the skeleton of the polyimide. When synthesized, we have found that the strong electron-withdrawing properties of fluorine atoms affect the electrons of the imide ring, making the resulting polyimide susceptible to hydrolysis, thereby reducing its mechanical strength.
That is, conventional polyimides have room for improvement in terms of the balance between solubility in organic solvents and mechanical strength.

本発明者らは、特定の構造を備えるポリイミドであれば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 using a polyimide having a specific structure, and completed the present invention.
That is, the present invention can be shown below.

本発明によれば、
下記一般式(a1)で表される構造単位(a1)と、
下記一般式(a2)で表される構造単位(a2)と、
下記一般式(a3)で表される構造単位(a3)と、
を含む、ネガ型感光性ポリマーが提供される。

Figure 2023004156000001
Figure 2023004156000002
Figure 2023004156000003
(一般式(a1)中、Yは2価の有機基である。
一般式(a2)中、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基または炭素数1~3のアルコキシ基を示す。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。
一般式(a3)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。
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す。
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。) According to the invention,
a structural unit (a1) represented by the following general formula (a1);
a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2);
a structural unit (a3) represented by the following general formula (a3);
A negative-acting photopolymer is provided comprising:
Figure 2023004156000001
Figure 2023004156000002
Figure 2023004156000003
(In general formula (a1), Y is a divalent organic group.
In general formula (a2), 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 1 's and a plurality of R 2 's may be the same or different.
In general formula (a3), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and multiple Qs may be the same or different.
R 5 and R 6 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.
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. )

本発明によれば、有機溶剤への溶解性に優れるとともに、加水分解が抑制されており機械的強度に優れたフィルム等の硬化物が得られるネガ型感光性ポリマーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a negative photosensitive polymer that is excellent in solubility in organic solvents, inhibits hydrolysis, and provides a cured product such as a film having excellent mechanical strength.

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、「A~B」は特に断りがなければ「A以上」から「B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, "A to B" represents "above A" to "below B" unless otherwise specified.

本実施形態のネガ型感光性ポリマーは、下記一般式(a1)で表される構造単位(a1)と、下記一般式(a2)で表される構造単位(a2)と、下記一般式(a3)で表される構造単位(a3)とを含む。 The negative photosensitive polymer of the present embodiment comprises a structural unit (a1) represented by the following general formula (a1), a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2), and the following general formula (a3 ) and a structural unit (a3) represented by

Figure 2023004156000004
Figure 2023004156000004

一般式(a1)中、Yは2価の有機基である。
2価の有機基としては、本発明の効果を奏する範囲で公知の有機基を用いることができるが、本発明の効果の観点から、下記一般式(a1-1)、下記一般式(a1-2)および下記一般式(a1-3)から選択される2価の有機基であることが好ましい。
In general formula (a1), Y is a divalent organic group.
As the divalent organic group, a known organic group can be used as long as the effects of the present invention are exhibited. 2) and a divalent organic group selected from general formula (a1-3) below.

Figure 2023004156000005
Figure 2023004156000005

一般式(a1-1)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。
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。
In general formula (a1-1), R 7 and R 8 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, and multiple R 7 , multiple R 8 may be the same or different.
From the viewpoint of the effects of the present invention, R 7 and R 8 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom.
R 9 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 9 may be the same or different.
From the viewpoint of the effects of the present invention, R 9 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(a1-2)中、R10およびR11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R10同士、複数存在するR11同士は同一でも異なっていてもよい。 In general formula (a1-2), each of R 10 and R 11 independently represents 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 11 may be the same or different.

10およびR11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R10の少なくとも1つおよびR11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R10が炭素数1~3のアルキル基であり1つのR10が水素原子であり、かつ3つのR11が炭素数1~3のアルキル基であり1つのR11が水素原子であり、特に好ましくは3つのR10がメチル基であり1つのR10が水素原子であり、かつ3つのR11がメチル基であり1つのR11が水素原子である。
*は結合手を示す。
From the viewpoint of the effect of the present invention, R 10 and R 11 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably at least one of R 10 and at least one of R 11 an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably three R 10 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, one R 10 is a hydrogen atom, and three R 11 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms one R 11 is a hydrogen atom, particularly preferably three R 10 are methyl groups and one R 10 is a hydrogen atom, and three R 11 are methyl groups and one R 11 is It is a hydrogen atom.
* indicates a bond.

一般式(a1-3)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 (a1-3), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a divalent aromatic group.
* indicates a bond.

Figure 2023004156000006
Figure 2023004156000006

一般式(a2)中、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基または炭素数1~3のアルコキシ基を示す。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、本発明の効果の観点から、水素原子、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
In general formula (a2), 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 1 's and a plurality of R 2 's may be the same or different.
From the viewpoint of the effect 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.

本実施形態のポリイミド(A)が、一般式(a2)で表される構造単位を含むことにより、イミド環の電子への影響が抑制され当該ポリイミドの加水分解が抑制され、機械的強度に優れるとともに、有機溶剤への溶解性にも優れる。言い換えれば、本実施形態のポリイミド(A)およびポリイミド(A)を含むネガ型感光性樹脂組成物はこれらの特性のバランスに優れる。 By containing the structural unit represented by the general formula (a2), the polyimide (A) of the present embodiment suppresses the influence of the imide ring on electrons, suppresses hydrolysis of the polyimide, and has excellent mechanical strength. In addition, it has excellent solubility in organic solvents. In other words, the polyimide (A) of the present embodiment and the negative photosensitive resin composition containing the polyimide (A) have an excellent balance of these properties.

Figure 2023004156000007
Figure 2023004156000007

一般式(a3)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 (a3), 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。
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す。
m1およびm2は、それぞれ独立して1~3の整数を示す。
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 5 and R 6 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.
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 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.

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。
本実施形態のポリイミド(A)は、具体的には、下記一般式(1)で表される構造単位を含むことができる。
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.
Specifically, the polyimide (A) of the present embodiment can contain a structural unit represented by the following general formula (1).

Figure 2023004156000008
Figure 2023004156000008

一般式(1)中、R、Rは一般式(a2)と同義であり、Yは一般式(a1)と同義である。
本実施形態のポリイミド(A)は、具体的には、上記一般式(1)で表される構造単位とともに、下記一般式(2)で表される構造単位を含むことができる。
In general formula (1), R 1 and R 2 have the same meanings as in general formula (a2), and Y has the same meaning as in general formula (a1).
Specifically, the polyimide (A) of the present embodiment can contain a structural unit represented by the following general formula (2) together with the structural unit represented by the general formula (1).

Figure 2023004156000009
Figure 2023004156000009

一般式(2)中、Q、R、R、m1、m2、およびXは一般式(a3)と同義であり、Yは一般式(a1)と同義である。
本実施形態のポリイミド(A)は、具体的には、上記一般式(3)で表される構造単位を含むことができる。
In general formula (2), Q, R 5 , R 6 , m1, m2, and X are synonymous with general formula (a3), and Y is synonymous with general formula (a1).
Specifically, the polyimide (A) of the present embodiment can contain a structural unit represented by the general formula (3).

Figure 2023004156000010
Figure 2023004156000010

一般式(3)中、Q、R、R、m1、m2、およびXは一般式(a3)と同義であり、Yは一般式(a1)と同義であり、R、Rは一般式(a2)と同義である。
本実施形態のポリイミド(A)は、前記構造単位を含み、さらに一部に以下の構造単位を含んでいてもよい。
In general formula (3), Q, R 5 , R 6 , m1, m2, and X are synonymous with general formula (a3), Y is synonymous with general formula (a1), and R 1 and R 2 are It is synonymous with general formula (a2).
The polyimide (A) of the present embodiment contains the structural units described above, and may further partially contain the following structural units.

Figure 2023004156000011
Figure 2023004156000011

本実施形態において、ポリイミド(A)は両末端の少なくとも一方が(メタ)アクリレート基であることが好ましい。当該基を含むことにより、加水分解が抑制されており機械的強度により優れる。
本実施形態のポリイミド(A)の重量平均分子量は、5,000~200,000であり、好ましくは10,000~100,000である。
In this embodiment, at least one of both ends of the polyimide (A) is preferably a (meth)acrylate group. By containing the group, hydrolysis is suppressed and the mechanical strength is excellent.
The polyimide (A) of the present embodiment has a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000, preferably 10,000 to 100,000.

本実施形態のポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)は、耐加水分解性に優れており、以下の条件で測定された重量平均分子量の減少率が15%以下、好ましくは12%以下、さらに好ましくは10%以下、特に好ましくは5%以下である。
(条件)
前記ネガ型感光性ポリマー100質量部に、γ-ブチロラクトン400質量部、4-メチルテトラヒドロピラン200質量部、および水50質量部を加え、100℃で6時間攪拌した場合において、下記式で算出する。
式:[(試験前の重量平均分子量-試験後の重量平均分子量)/試験前の重量平均分子量]×100
The polyimide (A) (negative photosensitive polymer) of the present embodiment is excellent in hydrolysis resistance, and has a weight average molecular weight reduction rate of 15% or less, preferably 12% or less, measured under the following conditions. More preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less.
(conditions)
400 parts by mass of γ-butyrolactone, 200 parts by mass of 4-methyltetrahydropyran, and 50 parts by mass of water are added to 100 parts by mass of the negative photosensitive polymer, and the mixture is stirred at 100°C for 6 hours. .
Formula: [(weight average molecular weight before test - weight average molecular weight after test) / weight average molecular weight before test] × 100

本実施形態のネガ型感光性ポリマーは、重量平均分子量の減少率が上記範囲にあることにより、伸び等の機械的強度に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 With the negative photosensitive polymer of the present embodiment, a cured product such as a film having excellent mechanical strength such as elongation can be obtained by setting the reduction rate of the weight average molecular weight within the above range.

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 can be obtained from the varnish.

<ポリイミド(A)の製造方法>
本実施形態の一般式(1)で表される構造単位および一般式(2)で表される構造単位を有するポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)、または一般式(3)で表される構造単位を有するポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)の製造方法は、
<Method for producing polyimide (A)>
Polyimide (A) (negative photosensitive polymer) having a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2) of the present embodiment, or represented by the general formula (3) A method for producing a polyimide (A) (negative photosensitive polymer) having a structural unit

下記一般式(a1')で表される酸無水物(a1')と、下記一般式(a2')で表されるジアミン(a2')と、下記一般式(a3')で表されるビスアミノフェノール(a3')とを、100℃以上250℃以下の温度下でイミド化する工程1と、 An acid anhydride (a1′) represented by the following general formula (a1′), a diamine (a2′) represented by the following general formula (a2′), and a bis represented by the following general formula (a3′) A step 1 of imidizing the aminophenol (a3′) at a temperature of 100° C. or higher and 250° C. or lower;

工程1で得られた重合体の前記一般式(a3')のビスアミノフェノール(a3')由来の構造単位の水酸基に(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2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。
A compound having a (meth)acrylate group is reacted with the hydroxyl group of the structural unit derived from the bisaminophenol (a3′) of the general formula (a3′) of the polymer obtained in step 1 to convert the (meth)acrylate group. Step 2 of introducing a group containing
including.
According to this embodiment, a polyimide (A) having excellent solubility in organic solvents can be synthesized by a simple method.

Figure 2023004156000012
Figure 2023004156000012

一般式(a1')中、Yは前記一般式(a1-1)、(a1-2)または(a1-3)で表される基から選択される。 In general formula (a1′), Y is selected from the groups represented by general formulas (a1-1), (a1-2) and (a1-3).

Figure 2023004156000013
Figure 2023004156000013

一般式(a2')中、R、Rは一般式(a2)と同義である。 In general formula (a2'), R 1 and R 2 have the same meanings as in general formula (a2).

Figure 2023004156000014
Figure 2023004156000014

一般式(a3')中、Xは一般式(a3)と同義である。
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 general formula (a3'), X has the same meaning as in general formula (a3).
In order to control the molecular weight of the resulting polyhydroxyimide, it is also possible to add a small amount of acid anhydride or aromatic amine as an endcapping agent to carry out the reaction.

エンドキャップ剤である酸無水物としては、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、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。 Acid anhydrides as end capping agents include phthalic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride and the like, and aromatic amines include p-methylaniline, p-methoxyaniline, p-phenoxyaniline and the like. The amount of acid anhydride or aromatic amine added as the end capping agent is preferably 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1のイミド化反応における酸無水物(a1')とジアミン(a2')とビスアミノフェノール(a3')との当量比は、得られる重合体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重合体を得るためには、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(a1')とジアミン(a2')とビスアミノフェノール(a3')との当量比は特に制限されないが、酸無水物(a1')に対する、ジアミン(a2')およびビスアミノフェノール(a3')の当量比が0.70~1.3の範囲にあることが好ましい。当該当量比が上記範囲内にあれば、機械的強度に優れ、製造安定性に優れる。 The equivalent ratio of acid anhydride (a1′), diamine (a2′) and bisaminophenol (a3′) in the imidization reaction of step 1 is an important factor that determines the molecular weight of the resulting polymer. 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 polymer 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 (a1′), the diamine (a2′) and the bisaminophenol (a3′) to be used is not particularly limited. ) and bisaminophenol (a3′) is preferably in the range of 0.70 to 1.3. If the corresponding amount ratio is within the above range, the mechanical strength is excellent and the manufacturing stability is excellent.

なお、機械特性を改善する観点からは、酸無水物(a1')に対する、ジアミン(a2')およびビスアミノフェノール(a3')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。
工程1(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。
From the viewpoint of improving mechanical properties, even if the equivalent ratio of diamine (a2') and bisaminophenol (a3') to acid anhydride (a1') is outside the above range, The apparent molecular weight can also be increased by chain cross-linking.
Step 1 (imidization reaction step) can be performed in an organic solvent by a known method.

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。 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1により、下記一般式(1)で表される構造単位および下記一般式(2')で表される構造単位を有するポリヒドロキシイミド、または下記一般式(3')で表される構造単位を有する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1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1および工程2を連続的に行うことができる。 In step 1, a polyhydroxyimide having a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2′), or a structural unit represented by the following general formula (3′) It is possible to obtain a polyhydroxyimide containing structural units having In step 1, the polyhydroxyimide can be purified by a known method. can be done.

Figure 2023004156000015
Figure 2023004156000015

工程2は、工程1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 2, the hydroxyl groups of the polyhydroxyimide obtained in step 1 are reacted with a compound having (meth)acrylate groups to introduce cross-linking groups containing (meth)acrylate groups.
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、2.0~3.0モル倍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 so as to double, preferably 2.0 to 3.0 mol times. 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2により、一般式(1)で表される構造単位および一般式(2)で表される構造単位を有するポリイミド(A)、または一般式(3)で表される構造単位を有するポリイミド(A)を得ることができる。 Through step 2, a polyimide (A) having a structural unit represented by general formula (1) and a structural unit represented by general formula (2), or a polyimide having a structural unit represented by general formula (3) ( A) can be obtained.

工程2においては、工程1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1の反応溶液をそのまま工程2に用いることができる。 In step 2, the polyhydroxyimide obtained by purifying the reaction solution containing polyhydroxyimide obtained in step 1 by reprecipitation or the like can be used. can be used.

以上の本実施形態の製造方法により、本実施形態のポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)を含む反応溶液を得ることができ、さらに必要に応じて有機溶媒等で希釈し、ポリマー溶液(塗布用ワニス)として使用することができる。有機溶剤としては、反応工程において例示したものを用いることができ、反応工程と同じ有機溶剤であってもよく、異なる有機溶剤であってもよい。 By the production method of the present embodiment described above, a reaction solution containing the polyimide (A) (negative photosensitive polymer) of the present embodiment can be obtained, and further diluted with an organic solvent or the like as necessary, and the polymer solution ( It can be used as a varnish for coating. As the organic solvent, those exemplified in the reaction step can be used, and the same organic solvent as in the reaction step may be used, or a different organic solvent may be used.

また、この反応溶液を貧溶媒中に投入してポリイミド(A)樹脂を再沈殿析出させて未反応モノマーを除去し、乾燥固化させたもの再び有機溶剤に溶解し精製品として用いることもできる。特に不純物や異物が問題になる用途では、再び有機溶剤に溶解して濾過精製ワニスとすることが好ましい。 Alternatively, the reaction solution may be put into a poor solvent to reprecipitate the polyimide (A) resin to remove unreacted monomers, dry and solidify, and dissolve again in an organic solvent for use as a purified product. Particularly in applications where impurities and foreign matters are a problem, it is preferable to redissolve the varnish in an organic solvent to obtain a filtration-purified varnish.

<ネガ型感光性樹脂組成物>
本実施形態においては、ネガ型感光性樹脂組成物は上述のネガ型感光性ポリマーを含むことができる。本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、ネガ型感光性ポリマーを含み、ネガ型感光性であれば特に限定されないが、例えば、ネガ型感光性ポリマー(ポリイミド(A))と、多官能(メタ)アクリレートを含む架橋剤(B)と、光重合開始剤(C)と、を含むことが好ましい。
<Negative photosensitive resin composition>
In this embodiment, the negative photosensitive resin composition can contain the negative photosensitive polymer described above. The negative photosensitive resin composition of the present embodiment contains a negative photosensitive polymer and is not particularly limited as long as it is negative photosensitive. For example, a negative photosensitive polymer (polyimide (A)) and a polyfunctional It is preferable that a cross-linking agent (B) containing (meth)acrylate and a photopolymerization initiator (C) are included.

[架橋剤(B)]
架橋剤(B)は、多官能(メタ)アクリレートを含む。
前記多官能(メタ)アクリレートは、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。なお、本実施形態において、(メタ)アクリル基とは、アクリル基、またはメタクリル基を示す。
[Crosslinking agent (B)]
A cross-linking agent (B) contains a polyfunctional (meth)acrylate.
The polyfunctional (meth)acrylate 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. In addition, in this embodiment, a (meth)acryl group indicates an acryl group or a methacryl group.

具体的な多官能(メタ)アクリレートとしては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#400ジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート等の三官能(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の四官能(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の六官能(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート等の八官能(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート等の十官能(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのうち、1種または2種以上を使用してもよい。 Specific polyfunctional (meth)acrylates include bifunctional (meth)acrylates such as diethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol #200 di(meth)acrylate, polyethylene glycol #400 di(meth)acrylate, and trimethylolpropane. tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, trifunctional (meth)acrylate such as ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate and other tetrafunctional ( Hexafunctional (meth)acrylates such as meth)acrylates, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, octafunctional (meth)acrylates such as tripentaerythritol octa(meth)acrylate, and deca(meth)acrylates such as tetrapentaerythritol deca(meth)acrylate. (Meth)acrylates are mentioned. You may use 1 type(s) or 2 or more types among these.

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、1質量部以上30質量部以下、好ましくは2質量部以上20質量部以下、好ましくは3質量部以上15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 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, preferably 2 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass, from the viewpoint of the effect of the present invention. parts or more and 15 parts by mass or less. Within this range, elongation is further improved.

[光重合開始剤(C)]
光重合開始剤(C)としては、例えば光ラジカル発生剤を用いることができる。光ラジカル発生剤としては、紫外線等の活性光線の照射によりラジカルを発生して、上述したポリイミド(A)の光重合開始剤として機能する光ラジカル発生剤を含有する。
[Photoinitiator (C)]
As the photopolymerization initiator (C), for example, a photoradical generator can be used. The photo-radical generator includes a photo-radical generator that generates radicals upon irradiation with actinic rays such as ultraviolet rays and functions as a photopolymerization initiator for the polyimide (A) described above.

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0.3~20質量%程度であるのが好ましく、0.5~15質量%程度であるのがより好ましく、1~10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 20% by mass of 100% by mass of the non-volatile components of the negative photosensitive resin composition excluding the solvent, and 0.5% by mass. About 15% by mass is more preferable, and about 1 to 10% by mass is even more preferable. 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.

(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。
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。
(Surfactant)
The negative photosensitive resin composition according to this embodiment may further contain a surfactant.
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.

(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。 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-methylphenylacrylate, 2,4-dimethyl-6-(1-methylcyclohexyl, styreneated phenol, 2,4-bis(( octylthio)methyl)-5-methylphenol, and the like.

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。 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.

(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.

(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、樹脂膜を熱処理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 heat treatment 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、熱処理の条件としては、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 heat treatment 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。
また、本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、耐加水分解性に優れたポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)を含むことから、温度130℃、相対湿度85%RHの条件で、96時間、HAST試験(不飽和加圧蒸気試験)を行った後においても、下記式で表される伸び率(最大値、平均値)の低下率が20%以下、好ましくは15%以下、さらに好ましくは12%以下である。
[(試験前の伸び率-試験後の伸び率)/試験前の伸び率)]×100
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%.
In addition, since the negative photosensitive resin composition of the present embodiment contains polyimide (A) (negative photosensitive polymer) having excellent hydrolysis resistance, it can be , Even after performing a HAST test (unsaturated pressurized steam test) for 96 hours, the rate of decrease in the elongation rate (maximum value, average value) represented by the following formula is 20% or less, preferably 15% or less, More preferably, it is 12% or less.
[(Elongation before test - Elongation after test) / Elongation before test)] × 100

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、30℃における貯蔵弾性率E’が2.0GPa以上、好ましくは2.5GPa以上、さらに好ましくは3.0GPa以上とすることができる。さらに、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 30° C. of 2.0 GPa or more, preferably 2.5 GPa or more, More preferably, it can be 3.0 GPa or more. Furthermore, the storage elastic modulus E' at 200°C can be 0.5 GPa or more, preferably 0.7 GPa or more, and more preferably 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分間熱処理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、前記熱処理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. In the case where a film is prepared by exposing to 600 mJ / cm 2 and then performing heat treatment at 170 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere, the film thickness after the pre-bake is the film thickness A, and the film thickness after the heat treatment. is the film thickness B, and the cure shrinkage 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/°C or less, preferably 100 ppm/°C or less.

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、機械的強度に優れており、25℃での弾性率は、1.0~5.0GPa、好ましくは1.5~3.0GPaとすることができる。 The film made of the negative photosensitive resin composition of the present embodiment has excellent mechanical strength, and has an elastic modulus at 25° C. of 1.0 to 5.0 GPa, preferably 1.5 to 3.0 GPa. can do.

(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、熱処理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、熱処理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, Use of a permanent film from the viewpoint of improving the adhesion between the cured film of the negative photosensitive resin composition and the metal, and also from the viewpoint of improving the chemical resistance of the negative photosensitive resin composition after heat treatment. It is preferably used for

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、熱処理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 composed of a resin film obtained by pre-baking, exposing, and developing a negative photosensitive resin composition, patterning it into a desired shape, and then curing it by heat treatment. 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。
実施例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.
The following compounds were used in the examples.

下記式で示される、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-5-アミン(以下、TMDAとも示す)

Figure 2023004156000016
1-(4-aminophenyl)-2,3-dihydro-1,3,3-trimethyl-1H-inden-5-amine (hereinafter also referred to as TMDA) represented by the following formula
Figure 2023004156000016

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)

Figure 2023004156000017
4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl (hereinafter also referred to as TFMB) represented by the following formula
Figure 2023004156000017

下記式で示される、4,4'-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ビス[(4-アミノフェノキシ)ベンゼン](以下、HFBAPPとも示す)

Figure 2023004156000018
4,4′-(hexafluoroisopropylidene)bis[(4-aminophenoxy)benzene] (hereinafter also referred to as HFBAPP) represented by the following formula
Figure 2023004156000018

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)プロパン(以下、BAPAとも示す)

Figure 2023004156000019
2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane (hereinafter also referred to as BAPA) represented by the following formula
Figure 2023004156000019

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)

Figure 2023004156000020
2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane (hereinafter also referred to as BAFA) represented by the following formula
Figure 2023004156000020

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)

Figure 2023004156000021
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 2023004156000021

[実施例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、TMDA 3.54g(13.7mmol)と、BAPA 3.65g(13.7mmol)と、TMPBP-TME 20.17g(32.6mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 73.87g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。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは15,800、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.73であった。
次いで、得られたポリイミド溶液全量(水酸基換算27.4mmol)に、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)7.73g(54.8mmol)と、γ-ブチルラクトン(GBL)23.49g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、テトラヒドロフランで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液をメタノールに滴下することで、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23.29g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17,200、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.78であった。
また、H-NMR測定を行ったところ、芳香族領域(6.8ppm~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。
また、芳香族領域(6.8ppm~8.9ppm)と、アルケン領域(5.8ppm~6.5ppm)の面積比から、架橋基の導入率は100%であった。
得られたポリマーは、その一部に下記式で表される繰り返し単位が含まれていた。
[Example 1]
First, 3.54 g (13.7 mmol) of TMDA, 3.65 g (13.7 mmol) of BAPA, and 20.17 g (32.6 mmol) of TMPBP-TME were added to an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and condenser. ) and An additional 73.87 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.
GPC measurement of the polymer revealed a weight average molecular weight Mw of 15,800 and a polydispersity (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of 1.73.
Next, 7.73 g (54.8 mmol) of 2-isocyanatoethyl acrylate (hereinafter also referred to as AOI, manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) and γ-butyl lactone (GBL ) 23.49 g. 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 tetrahydrofuran to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to methanol to precipitate a white solid. The obtained white solid was collected and vacuum-dried at a temperature of 40° C. to obtain 23.29 g of a polymer.
GPC measurement of the polymer revealed a weight average molecular weight Mw of 17,200 and a polydispersity (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of 1.78.
Further, 1 H-NMR measurement confirmed a peak in the aromatic region (6.8 ppm to 8.9 ppm) with an area ratio corresponding to the number of protons.
Also, from the area ratio of the aromatic region (6.8 ppm to 8.9 ppm) and the alkene region (5.8 ppm to 6.5 ppm), the introduction rate of the cross-linking group was 100%.
The resulting polymer partially contained repeating units represented by the following formula.

Figure 2023004156000022
Figure 2023004156000022

[比較例1~2]
比較例1~2について、表1中に記載の条件以外は、実施例1と同様の手法で合成を行った。得られたMw,Mw/Mn,架橋基導入率については表中に記載した。
[Comparative Examples 1 and 2]
Comparative Examples 1 and 2 were synthesized in the same manner as in Example 1 except for the conditions described in Table 1. The obtained Mw, Mw/Mn and cross-linking group introduction rate are shown in the table.

[有機溶媒に対する溶解性]
実施例1、比較例1,2で得られたネガ型感光性ポリマーのγ-ブチルラクトン(GBL)に対する溶解性を以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
(溶解性の評価基準)
○:ポリマーが5質量%以上溶解
△:ポリマーが1~5質量%溶解
×:ポリマー溶解が1質量%未満
[Solubility in organic solvents]
The solubility of the negative photosensitive polymers obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 in γ-butyllactone (GBL) was evaluated according to the following criteria. Table 1 shows the results.
(Evaluation criteria for solubility)
○: 5% by mass or more of polymer dissolved △: 1 to 5% by mass of polymer dissolved ×: Less than 1% by mass of polymer dissolved

[耐加水分解性]
以下の条件で、実施例および比較例で得られたネガ型感光性ポリマーの重量平均分子量の減少率を測定した。結果を表1に示す。
(条件(トリエチルアミン無添加))
[Hydrolysis resistance]
The rate of decrease in the weight average molecular weight of the negative photosensitive polymers obtained in Examples and Comparative Examples was measured under the following conditions. Table 1 shows the results.
(Conditions (no addition of triethylamine))

ネガ型感光性ポリマー100質量部に、γ-ブチロラクトン400質量部、4-メチルテトラヒドロピラン200質量部、および水50質量部を加え、100℃で6時間攪拌した場合において、下記式で算出した。
式:[(試験前の重量平均分子量-試験後の重量平均分子量)/試験前の重量平均分子量]×100
(条件(トリエチルアミン添加))
400 parts by mass of γ-butyrolactone, 200 parts by mass of 4-methyltetrahydropyran, and 50 parts by mass of water were added to 100 parts by mass of the negative photosensitive polymer, and the mixture was stirred at 100°C for 6 hours.
Formula: [(weight average molecular weight before test - weight average molecular weight after test) / weight average molecular weight before test] × 100
(Conditions (addition of triethylamine))

ネガ型感光性ポリマー100質量部に、トリエチルアミン10質量部、γ-ブチロラクトン400質量部、4-メチルテトラヒドロピラン200質量部、および水50質量部を加え、100℃で6時間攪拌した場合において、下記式で算出した。
式:[(試験前の重量平均分子量-試験後の重量平均分子量)/試験前の重量平均分子量]×100
10 parts by mass of triethylamine, 400 parts by mass of γ-butyrolactone, 200 parts by mass of 4-methyltetrahydropyran, and 50 parts by mass of water were added to 100 parts by mass of the negative photosensitive polymer, and the mixture was stirred at 100°C for 6 hours. Calculated by the formula.
Formula: [(weight average molecular weight before test - weight average molecular weight after test) / weight average molecular weight before test] × 100

Figure 2023004156000023
Figure 2023004156000023

表1に示すように、実施例で得られた本発明のネガ型感光性ポリマーは有機溶剤への溶解性に優れ、加水分解が抑制されていることから伸び率の低下が少なく機械的強度の低下が抑制されていると推察された。 As shown in Table 1, the negative photosensitive polymers of the present invention obtained in Examples are excellent in solubility in organic solvents and inhibited in hydrolysis. It was inferred that the decrease was suppressed.

100 半導体装置
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 semiconductor device 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

Claims (5)

下記一般式(a1)で表される構造単位(a1)と、
下記一般式(a2)で表される構造単位(a2)と、
下記一般式(a3)で表される構造単位(a3)と、
を含む、ネガ型感光性ポリマー。
Figure 2023004156000024
Figure 2023004156000025
Figure 2023004156000026
(一般式(a1)中、Yは2価の有機基である。
一般式(a2)中、R、Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基または炭素数1~3のアルコキシ基を示す。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。
一般式(a3)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。
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す。
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。)
a structural unit (a1) represented by the following general formula (a1);
a structural unit (a2) represented by the following general formula (a2);
a structural unit (a3) represented by the following general formula (a3);
A negative photosensitive polymer comprising:
Figure 2023004156000024
Figure 2023004156000025
Figure 2023004156000026
(In general formula (a1), Y is a divalent organic group.
In general formula (a2), 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 1 's and a plurality of R 2 's may be the same or different.
In general formula (a3), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and multiple Qs may be the same or different.
R 5 and R 6 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.
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(a1)中のYは、下記一般式(a1-1)、下記一般式(a1-2)および下記一般式(a1-3)から選択される2価の有機基である、請求項1に記載のネガ型感光性ポリマー。
Figure 2023004156000027
(一般式(a1-1)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(a1-2)中、R10およびR11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R10同士、複数存在するR11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(a1-3)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。)
Y in the general formula (a1) is a divalent organic group selected from the following general formula (a1-1), the following general formula (a1-2) and the following general formula (a1-3). Item 1. The negative photosensitive polymer according to item 1.
Figure 2023004156000027
(In general formula (a1-1), R 7 and R 8 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, and a plurality of R 7 and a plurality of R 8 may be the same or different, R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms; may be the same or different, and * indicates a bond.
In general formula (a1-2), each of R 10 and R 11 independently represents 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 11 may be the same or different. * indicates a bond.
In general formula (a1-3), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a divalent aromatic group.
* indicates a bond. )
両末端の少なくとも一方が(メタ)アクリレート基である、請求項2に記載のネガ型感光性ポリマー。 3. The negative photosensitive polymer according to claim 2, wherein at least one of both ends is a (meth)acrylate group. 下記一般式(1)および下記一般式(2)で表される構造単位を含む、請求項2または3に記載のネガ型感光性ポリマー。
Figure 2023004156000028
(一般式(1)中、R、Rは一般式(a2)と同義であり、Yは一般式(a1)と同義である。)
Figure 2023004156000029
(一般式(2)中、Q、R、R、m1、m2、およびXは一般式(a3)と同義であり、Yは一般式(a1)と同義である。)
4. The negative photosensitive polymer according to claim 2, comprising structural units represented by the following general formulas (1) and (2).
Figure 2023004156000028
(In general formula (1), R 1 and R 2 are synonymous with general formula (a2), and Y is synonymous with general formula (a1).)
Figure 2023004156000029
(In general formula (2), Q, R 5 , R 6 , m1, m2, and X are synonymous with general formula (a3), and Y is synonymous with general formula (a1).)
以下の条件で測定された重量平均分子量の減少率が15%以下である、請求項2~4のいずれかに記載のネガ型感光性ポリマー。
(条件)
前記ネガ型感光性ポリマー100質量部に、γ-ブチロラクトン400質量部、4-メチルテトラヒドロピラン200質量部、および水50質量部を加え、100℃で6時間攪拌した場合において、下記式で算出する。
式:[(試験前の重量平均分子量-試験後の重量平均分子量)/試験前の重量平均分子量]×100
5. The negative photosensitive polymer according to any one of claims 2 to 4, wherein the weight average molecular weight reduction rate measured under the following conditions is 15% or less.
(conditions)
400 parts by mass of γ-butyrolactone, 200 parts by mass of 4-methyltetrahydropyran, and 50 parts by mass of water are added to 100 parts by mass of the negative photosensitive polymer, and the mixture is stirred at 100°C for 6 hours. .
Formula: [(weight average molecular weight before test - weight average molecular weight after test) / weight average molecular weight before test] × 100
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