JP2008222858A - Purification method of polyimide and composition containing polyimide - Google Patents

Purification method of polyimide and composition containing polyimide Download PDF

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Naohisa Tokushige
直久 徳重
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a purification method of polyimide and a composition containing polyimide, capable of decreasing contraction coefficient of a film when forming the film and decreased in the content of metal impurities. <P>SOLUTION: The purification method comprises heating a solution containing polyimide and a chelating reagent and having a pH of 2-12 to decrease the content of metal impurities. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリイミドの精製方法およびポリイミド含有組成物に関する。   The present invention relates to a polyimide purification method and a polyimide-containing composition.

近年、電子材料分野においては、高集積化、多機能化、高性能化の進行に伴い、回路抵抗や配線間のコンデンサー容量が増大し、消費電力や遅延時間の増大を招いている。中でも、遅延時間の増大は、デバイスの信号スピードの低下やクロストークの発生の大きな要因となるため、この遅延時間を減少させてデバイスの高速化を図るべく、寄生抵抗や寄生容量の低減が求められている。この寄生容量を低減するための具体策の一つとして、配線の周辺を低誘電性の層間絶縁膜で被覆することが試みられている。   In recent years, in the field of electronic materials, with the progress of higher integration, more functions, and higher performance, circuit resistance and capacitor capacity between wirings have increased, leading to an increase in power consumption and delay time. In particular, an increase in delay time is a major factor in reducing the signal speed of the device and the occurrence of crosstalk. Therefore, in order to reduce the delay time and speed up the device, it is necessary to reduce parasitic resistance and parasitic capacitance. It has been. As a specific measure for reducing this parasitic capacitance, an attempt has been made to cover the periphery of the wiring with a low dielectric interlayer insulating film.

層間絶縁膜には、実装基板製造時の薄膜形成工程やチップ接続、ピン付け等の後工程に耐え得る優れた耐熱性や、ウェットプロセスに耐え得る耐薬品性が求められている。さらに、近年は、Al配線よりも低抵抗のCu配線が導入されつつあり、これに伴い、CMP(化学機械研磨)による平坦化が一般的となっており、このCMPプロセスに耐え得る機械的強度が求められている。   The interlayer insulating film is required to have excellent heat resistance that can withstand post-processes such as a thin film formation process, chip connection, and pinning when manufacturing a mounting substrate, and chemical resistance that can withstand a wet process. Furthermore, in recent years, Cu wiring having a resistance lower than that of Al wiring is being introduced, and along with this, planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing) has become common, and mechanical strength that can withstand this CMP process. Is required.

高耐熱性の有機材料としては、ポリイミドが広く知られている。ポリイミドには通常、重合触媒から派生する金属成分や製造過程における金属化合物などの混入による不純物が残存しており、誘電率特性などの電気的性質の安定性などについては、必ずしも十分に満足し得るものではない。すなわち、誘電率特性などの電気的性質を安定化するためには、ポリイミド中の金属不純物の含有量を低減することが重要である。   Polyimide is widely known as an organic material having high heat resistance. Polyimide usually contains impurities derived from the mixing of metal components derived from the polymerization catalyst and metal compounds in the production process, and the stability of electrical properties such as dielectric constant characteristics can be sufficiently satisfied. It is not a thing. That is, in order to stabilize electrical properties such as dielectric constant characteristics, it is important to reduce the content of metal impurities in polyimide.

一方、芳香族化合物中の不純物を低減させる方法として、例えば、特開2002−371025号公報には、芳香族化合物に蟻酸を作用させる方法が開示されている。しかしながら、この方法を用いてポリイミドを処理した場合、蟻酸によってポリイミド中のイミド環が開環して、ポリイミドのイミド化率が低下する結果、成膜時に再閉環反応が起こるために成膜時の膜の収縮率が高くなる場合がある。ポリイミド膜においては、成膜時の膜の収縮率が高いほど、得られた膜中に生じるストレスが大きくなる傾向がある。
特開2002−371025号公報
On the other hand, as a method for reducing impurities in an aromatic compound, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-371525 discloses a method in which formic acid is allowed to act on an aromatic compound. However, when the polyimide is treated using this method, the imide ring in the polyimide is opened by formic acid, resulting in a decrease in the imidization ratio of the polyimide. The contraction rate of the film may increase. In a polyimide film, the higher the film shrinkage rate during film formation, the greater the stress generated in the resulting film.
JP 2002-371525 A

本発明の目的は、成膜時の膜の収縮率を低減することができ、かつ、金属不純物の含有量が低減されたポリイミドの精製方法およびポリイミド含有組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polyimide purification method and a polyimide-containing composition that can reduce the shrinkage ratio of a film during film formation and that have a reduced metal impurity content.

本発明の一態様に係るポリイミドの精製方法は、
ポリイミドおよびキレート剤を含有し、pHが2〜12である溶液を加熱して金属不純物の含有量を低減することを含む。
The method for purifying polyimide according to one embodiment of the present invention includes:
Heating a solution containing polyimide and a chelating agent and having a pH of 2 to 12 to reduce the content of metal impurities.

上記ポリイミドの精製方法において、前記溶液のpHが7以上であることができる。   In the polyimide purification method, the solution may have a pH of 7 or more.

上記ポリイミドの精製方法において、前記溶液は塩基性化合物をさらに含むことができる。   In the polyimide purification method, the solution may further include a basic compound.

上記ポリイミドの精製方法において、前記キレート剤は、アセトヒドロキサム酸、ジカルボン酸およびその誘導体、ジオールおよびその誘導体、およびクラウンエーテルから選ばれる少なくとも1種であることができる。   In the polyimide purification method, the chelating agent may be at least one selected from acetohydroxamic acid, dicarboxylic acid and derivatives thereof, diol and derivatives thereof, and crown ether.

上記ポリイミドの精製方法において、前記ポリイミドは、アルキニル基およびアルキニレン基もしくはいずれか一方を含むことができる。   In the polyimide purification method, the polyimide may contain an alkynyl group and / or an alkynylene group.

上記ポリイミドの精製方法において、前記金属不純物は、Na、Fe、およびCuを含むことができる。   In the polyimide purification method, the metal impurities may include Na, Fe, and Cu.

本発明の一態様に係るポリイミド含有組成物は、Na、Fe、Cuの含有量がいずれも100ppb以下であり、かつ、イミド化率が90%以上であるポリイミドと、有機溶媒と、を含有する。   The polyimide-containing composition according to one embodiment of the present invention includes a polyimide having an Na, Fe, and Cu content of 100 ppb or less and an imidization ratio of 90% or more, and an organic solvent. .

上記ポリイミド含有組成物において、前記ポリイミドは、上記ポリイミドの精製方法によって得られたものであることができる。   In the polyimide-containing composition, the polyimide may be obtained by the polyimide purification method.

上記ポリイミドの精製方法によれば、ポリイミドおよびキレート剤を含有し、pHが2〜12である溶液を加熱して金属不純物の含有量を低減することにより、イミド環の開環を抑制することができるため、成膜時の膜の収縮率を低減することができる。さらに、上記精製方法によって得られたポリイミドを用いて膜を形成することにより、ストレスが小さく、金属不純物の含有量が低減された膜を得ることができる。   According to the above polyimide purification method, it is possible to suppress the opening of the imide ring by heating a solution containing polyimide and a chelating agent and having a pH of 2 to 12 to reduce the content of metal impurities. Therefore, the shrinkage rate of the film during film formation can be reduced. Furthermore, by forming a film using the polyimide obtained by the above purification method, a film with low stress and reduced metal impurity content can be obtained.

上記ポリイミド含有組成物によれば、Na、Fe、Cuの含有量がいずれも100ppb以下であり、かつ、イミド化率が90%以上であるポリイミドと、有機溶媒とを含有することにより、上記ポリイミド含有組成物を用いて膜を形成した場合に、ストレスが小さく、金属不純物の含有量が低減された膜を得ることができる。したがって、例えば、ポリイミドの原料物質の合成において、金属触媒等の金属化合物が使用されることが原因で、ポリイミドの原料物質中に金属不純物が多く含まれている場合であっても、金属不純物の含有量が低減されたポリイミド膜を製造することができる。   According to the polyimide-containing composition, the polyimide contains the polyimide having an Na, Fe, or Cu content of 100 ppb or less and an imidization ratio of 90% or more, and an organic solvent. When a film is formed using the containing composition, a film with low stress and reduced metal impurity content can be obtained. Therefore, for example, in the synthesis of a polyimide raw material, even if a metal compound such as a metal catalyst is used, even if the polyimide raw material contains a large amount of metal impurities, A polyimide film having a reduced content can be produced.

以下、本発明の一実施形態に係るポリイミドの精製方法およびポリイミド含有組成物について具体的に説明する。   Hereinafter, a polyimide purification method and a polyimide-containing composition according to an embodiment of the present invention will be specifically described.

1.ポリイミドの精製方法
本発明の一実施形態に係るポリイミドの精製方法は、ポリイミドおよびキレート剤を含有する溶液(以下、「特定溶液」ともいう。)を加熱して金属不純物の含有量を低減することを含む。
1. Method for Purifying Polyimide According to one embodiment of the present invention, a method for purifying polyimide is to heat a solution containing polyimide and a chelating agent (hereinafter also referred to as “specific solution”) to reduce the content of metal impurities. including.

特定溶液のpHは通常2〜12以上であり、3〜10であることが好ましく、4〜7であることがより好ましい。特定溶液のpHが2未満であると、ポリイミド中のイミド環の開環が起こって、イミド化率が低下する結果、成膜時の膜の収縮率が高くなることがある。   The pH of the specific solution is usually 2 to 12 or more, preferably 3 to 10, and more preferably 4 to 7. When the pH of the specific solution is less than 2, ring opening of the imide ring in the polyimide occurs, resulting in a decrease in the imidization rate, and as a result, the film shrinkage rate during film formation may increase.

本実施形態に係るポリイミドの精製方法において、特定溶液の加熱温度は40〜120℃であることが好ましく、40〜80℃であることがより好ましい。特定溶液の加熱温度が120℃を超える場合、開環反応が起こる場合があり、一方、特定溶液の加熱温度が40℃未満である場合、金属除去が不十分である場合がある。   In the polyimide purification method according to the present embodiment, the heating temperature of the specific solution is preferably 40 to 120 ° C, more preferably 40 to 80 ° C. When the heating temperature of the specific solution exceeds 120 ° C, a ring-opening reaction may occur. On the other hand, when the heating temperature of the specific solution is less than 40 ° C, metal removal may be insufficient.

また、本実施形態に係るポリイミドの精製方法において、特定溶液の加熱時間は1〜6時間であることが好ましく、2〜4時間であることがより好ましい。特定溶液の加熱時間が2時間未満である場合、金属の除去が不十分であることがある。   Moreover, in the purification method of the polyimide which concerns on this embodiment, it is preferable that the heating time of a specific solution is 1 to 6 hours, and it is more preferable that it is 2 to 4 hours. When the heating time of the specific solution is less than 2 hours, metal removal may be insufficient.

本実施形態に係るポリイミドの精製方法によって低減可能な金属不純物としては、Na、Fe、およびCuが挙げられる。本実施形態に係るポリイミドの精製方法によれば、イミド化率が90%以上であり、Na、Fe、およびCuの含有量が100ppb以下に低減されたポリイミドを得ることができる。   Examples of metal impurities that can be reduced by the polyimide purification method according to the present embodiment include Na, Fe, and Cu. According to the method for purifying polyimide according to this embodiment, it is possible to obtain a polyimide having an imidization ratio of 90% or more and a content of Na, Fe, and Cu reduced to 100 ppb or less.

本発明において、ポリイミドのイミド化率はFT−IR測定によって得ることができる。より具体的には、本発明においては、イミド化率は脱水閉環反応を行っていないポリアミック酸をイミド化率0%の0%イミド化物(リファレンス)とした。そして、FT−IRにて、脱水閉環反応を行っていないポリアミック酸と測定試料について、ポリアミック酸由来の−OH基伸縮振動(3300cm−1付近)の吸光度および内部標準としてのC=O伸縮振動(1725cm−1付近)の吸光度を測定し、下記式(1)を用いて測定試料のイミド化率を算出した。 In the present invention, the imidization ratio of polyimide can be obtained by FT-IR measurement. More specifically, in the present invention, a polyamic acid that has not undergone a dehydration ring-closing reaction is defined as a 0% imidized product (reference) having an imidization rate of 0%. And about the polyamic acid and measurement sample which have not performed dehydration ring closure reaction in FT-IR, the absorbance of -OH group stretching vibration (around 3300 cm -1 ) derived from polyamic acid and C = O stretching vibration as an internal standard ( The absorbance at 1725 cm −1 was measured, and the imidation ratio of the measurement sample was calculated using the following formula (1).

Figure 2008222858

・・・・・(1)
Figure 2008222858

(1)

1.1.ポリイミド
本実施形態において、精製の対象となるポリイミドは、例えば、以下の一般式(2)で示される繰り返し単位を有する化合物であることが好ましい。
1.1. Polyimide In the present embodiment, the polyimide to be purified is preferably a compound having a repeating unit represented by the following general formula (2), for example.

Figure 2008222858

・・・・・(2)
(式中、Xは4価の有機基、Yは2価の有機基を表し、nは1以上の数を表す。)
上記一般式(2)においてXで表される4価の有機基としては、4価の脂肪族有機基、4価の脂環族有機基、あるいは4価の芳香族有機基のいずれでもよいが、特に炭素数6〜120の4価の芳香族有機基が好ましい。前記4価の芳香族有機基としては、例えば、
Figure 2008222858

(2)
(In the formula, X represents a tetravalent organic group, Y represents a divalent organic group, and n represents a number of 1 or more.)
The tetravalent organic group represented by X in the general formula (2) may be any of a tetravalent aliphatic organic group, a tetravalent alicyclic organic group, and a tetravalent aromatic organic group. In particular, a tetravalent aromatic organic group having 6 to 120 carbon atoms is preferable. Examples of the tetravalent aromatic organic group include:

Figure 2008222858

〔式中、R〜R10は相互に同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等)、フルオロアルキル基(例えば、トリフルオロメチル基等)またはフェニル基を示す。〕等を挙げることができる。
Figure 2008222858

[Wherein R 6 to R 10 may be the same or different from each other, and are a hydrogen atom, an alkyl group (eg, a methyl group, an ethyl group, etc.), a fluoroalkyl group (eg, a trifluoromethyl group, etc.) or a phenyl group. Indicates. And the like.

また、上記一般式(2)においてYで表される2価の有機基としては、2価の脂肪族有機基、2価の脂環族有機基、あるいは2価の芳香族有機基のいずれでもよいが、特に炭素数6〜120の2価の芳香族有機基が好ましい。2価の芳香族有機基としては、例えば、   The divalent organic group represented by Y in the general formula (2) may be any of a divalent aliphatic organic group, a divalent alicyclic organic group, or a divalent aromatic organic group. A divalent aromatic organic group having 6 to 120 carbon atoms is particularly preferable. Examples of the divalent aromatic organic group include:

Figure 2008222858
〔式中、R11〜R16は相互に同一でも異なってもよく、水素原子、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等)、フルオロアルキル基(例えば、トリフルオロメチル基等)またはフェニル基を示す。〕
等を挙げることができる。また、Yで表される2価の有機基としては、特に低誘電率を達成するという観点からフルオレン基を含むことがより望ましい。なお、Xで表される4価の有機基およびYで表される2価の有機基は、それぞれ1種以上が存在することができる。
Figure 2008222858
[Wherein R 11 to R 16 may be the same as or different from each other, and may be a hydrogen atom, an alkyl group (eg, a methyl group, an ethyl group, etc.), a fluoroalkyl group (eg, a trifluoromethyl group, etc.) or a phenyl group. Indicates. ]
Etc. Further, the divalent organic group represented by Y more preferably contains a fluorene group from the viewpoint of achieving a low dielectric constant. Note that one or more of the tetravalent organic group represented by X and the divalent organic group represented by Y can each exist.

本実施形態に係るポリイミドの合成法としては、種々の方法を採用することができ、特に限定されないが、例えば、上記一般式(2)で表される繰り返し構造単位にそれぞれ対応するテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを、過剰量のテトラカルボン酸二無水物が存在する条件下、有機溶媒中で重縮合させて、ポリアミック酸の溶液を得て、得られたポリアミック酸を、有機溶媒中で熱的方法あるいは化学的方法により脱水閉環反応させて、カルボン酸無水物基を有するポリイミドの溶液を得る合成方法等を挙げることができる。   As a method for synthesizing the polyimide according to the present embodiment, various methods can be adopted and are not particularly limited. For example, tetracarboxylic acid diesters corresponding to the repeating structural units represented by the general formula (2) are used. An anhydride and a diamine compound are polycondensed in an organic solvent in the presence of an excess amount of tetracarboxylic dianhydride to obtain a polyamic acid solution, and the resulting polyamic acid is dissolved in an organic solvent. And a synthesis method for obtaining a solution of a polyimide having a carboxylic acid anhydride group by a dehydration ring-closing reaction by a thermal method or a chemical method.

上記方法に使用されるテトラカルボン酸二無水物の具体例としては、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、9,9−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、9,9−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、9,9−ビス〔4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕フルオレン二無水物、9,9−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕フルオレン二無水物、2,2−ビス〔4−(2,3−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス〔4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物等を挙げることができる。   Specific examples of the tetracarboxylic dianhydride used in the above method include 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid. Dianhydride, 3,4,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis (2,3-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride, 9,9-bis (3,4) -Dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis ( 3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 9,9-bis [4- (2,3-dicarboxyphenoxy) phenyl] fluorene dianhydride 9,9-bis [4- (3 4-dicarboxyphenoxy) phenyl] fluorene dianhydride, 2,2-bis [4- (2,3-dicarboxyphenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride And 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride and the like.

また、上記方法に使用されるジアミン化合物の具体例としては、9,9−ビス(2−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス〔4−(2−アミノフェノキシ)フェニル〕フルオレン、9,9−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕フルオレン、9,9−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕フルオレン、2,2−ビス(2−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(2−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2’−ジアミノジフェニルエーテル、2,3’−ジアミノジフェニルエーテル、2,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2’−ジアミノビフェニル、2,3’−ジアミノビフェニル、2,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノビフェニル、3,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2’−ジアミノ−4,4’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2−(3−アミノフェニル)−3’−アミノビフェニル、2,2’−ビス(3−アミノフェニル)ビフェニル9,9−ビス〔3−フェニル−4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル〕フルオレン等を挙げることができる。   Specific examples of the diamine compound used in the above method include 9,9-bis (2-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (3-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (4- Aminophenyl) fluorene, 9,9-bis [4- (2-aminophenoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] fluorene, 9,9-bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] fluorene, 2,2-bis (2-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (3-aminophenyl) -1 1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4 -(2-A Nophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3 -Hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2'-diaminodiphenyl ether, 2,3 ' -Diaminodiphenyl ether, 2,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2'-diaminobiphenyl, 2,3'-diamino Biphenyl, 2,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-diaminobiphenyl, 3,4′-diaminobiphenyl, 4,4 ′ Diaminobiphenyl, 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2,2′-diamino-4,4′-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2- (3-aminophenyl) ) -3′-aminobiphenyl, 2,2′-bis (3-aminophenyl) biphenyl 9,9-bis [3-phenyl-4- (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] fluorene, etc. Can be mentioned.

ポリイミドの合成で使用可能な有機溶媒としては、原料および反応生成物に対して不活性であり、かつそれらを溶解しうるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒;フェノール、クレゾール等のフェノール系溶媒等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。   The organic solvent that can be used in the synthesis of the polyimide is not particularly limited as long as it is inert to the raw materials and reaction products and can dissolve them. For example, dimethylformamide, dimethylacetamide Amide solvents such as N-methylpyrrolidone; aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide; phenol solvents such as phenol and cresol. These organic solvents can be used alone or in admixture of two or more.

ポリアミック酸の合成に際しては、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との合計濃度を、全溶液重量に対して、通常、1〜50質量%、好ましくは2〜30質量%とし、通常、150℃以下、好ましくは0〜120℃で反応させる。また、ポリイミドを合成する際の熱的イミド化反応の温度は、通常、50〜400℃、好ましくは100〜350℃であり、化学的イミド化反応の温度は、通常、0〜200℃である。   In the synthesis of the polyamic acid, the total concentration of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine compound is usually 1 to 50% by mass, preferably 2 to 30% by mass with respect to the total solution weight, and usually 150 ° C. Hereinafter, the reaction is preferably performed at 0 to 120 ° C. Moreover, the temperature of the thermal imidation reaction at the time of synthesize | combining a polyimide is 50-400 degreeC normally, Preferably it is 100-350 degreeC, and the temperature of chemical imidation reaction is 0-200 degreeC normally. .

また、本実施形態においては、前記合成方法によりポリイミドを合成する際に、前記芳香族テトラカルボン酸二無水物および前記芳香族ジアミン化合物の少なくとも一方に、アミンまたはジカルボン酸無水物と反応する官能基と、架橋性基とを有する末端架橋剤を反応させることにより、分子末端に架橋性基が導入されたポリイミド前駆体のポリアミック酸オリゴマーが得られる。   In this embodiment, when the polyimide is synthesized by the synthesis method, at least one of the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine compound has a functional group that reacts with an amine or a dicarboxylic anhydride. And a terminal crosslinking agent having a crosslinkable group are reacted to obtain a polyamic acid oligomer of a polyimide precursor having a crosslinkable group introduced at the molecular end.

架橋性基は、例えば、不飽和結合(例えば二重結合、三重結合)を含む。すなわち、使用する末端架橋剤は、不飽和結合を含む基を有する。この不飽和結合を含む基は、ポリイミド合成の際に使用可能なモノマーが有する官能基(例えば、酸無水物、アミノ基)を有していることが、導入の際の反応性の観点から好ましい。したがって、不飽和結合を含む基を有する末端架橋剤を用いることにより、不飽和結合を含む架橋性基が分子末端に導入されたポリイミド前駆体のポリアミック酸オリゴマーを得ることができる。   The crosslinkable group includes, for example, an unsaturated bond (for example, a double bond or a triple bond). That is, the terminal crosslinking agent to be used has a group containing an unsaturated bond. The group containing an unsaturated bond preferably has a functional group (for example, acid anhydride, amino group) possessed by a monomer that can be used during polyimide synthesis from the viewpoint of reactivity during introduction. . Therefore, by using a terminal cross-linking agent having a group containing an unsaturated bond, a polyimide precursor polyamic acid oligomer in which a cross-linkable group containing an unsaturated bond is introduced at the molecular end can be obtained.

二重結合を含む基を有する末端架橋剤としては、例えば、マレイン酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、無水フタル酸、ビニルアニリン、およびp−アミノスチレンが挙げられる。これにより、二重結合を含む末端架橋性基が分子末端に導入されたポリイミド前駆体のポリアミック酸オリゴマーを得ることができる。なお、マレイン酸無水物を用いる場合、それ自身が重合に関与するだけでなく、アミン末端のポリイミドとともに付加反応に関与することができる。   Examples of the terminal crosslinking agent having a group containing a double bond include maleic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, phthalic anhydride, vinylaniline, and p-aminostyrene. Thereby, the polyamic acid oligomer of the polyimide precursor by which the terminal crosslinkable group containing a double bond was introduce | transduced into the molecule terminal can be obtained. In addition, when using maleic anhydride, it not only participates in superposition | polymerization itself but can participate in addition reaction with the polyimide of an amine terminal.

また、三重結合を含む基を有する末端架橋剤としては、例えば、プロパギルアミン、エチニルアニリン(例えば、4−エチニルアニリン、3−エチニルアニリン)、フェニルエチニルアニリン(例えば、3−フェニルエチニルアニリン)、フェニルエチニルフタル酸無水物(例えば、4−(2−フェニルエチニル)フタル酸無水物)が挙げられる。これにより、三重結合を含む架橋性基が分子末端に導入されたポリイミド前駆体のポリアミック酸オリゴマーを得ることができる。   Examples of the terminal crosslinking agent having a group containing a triple bond include propargylamine, ethynylaniline (for example, 4-ethynylaniline, 3-ethynylaniline), phenylethynylaniline (for example, 3-phenylethynylaniline), And phenylethynylphthalic anhydride (for example, 4- (2-phenylethynyl) phthalic anhydride). Thereby, the polyamic acid oligomer of the polyimide precursor by which the crosslinkable group containing a triple bond was introduce | transduced into the molecule terminal can be obtained.

なお、これらの末端架橋剤は、単独あるいは組み合わせて用いることができるが、架橋密度を均質に制御するという観点からすると、単独で用いるのが好ましい。   In addition, although these terminal crosslinking agents can be used individually or in combination, it is preferable to use independently from a viewpoint of controlling a crosslinking density uniformly.

末端架橋剤の使用量(例えば、アミンと反応し得るフェニルエチニルフタル酸無水物の使用量(モル%))は、{(芳香族ジアミン化合物の使用量(モル%))−(芳香族テトラカルボン酸二無水物(ここではフェニルエチニルフタル酸無水物)の使用量(モル%))}×2で規定される。   The amount of terminal crosslinking agent used (for example, the amount of phenylethynylphthalic anhydride that can react with amine (mol%)) is {(the amount of aromatic diamine compound used (mol%))-(aromatic tetracarboxylic acid). Acid dianhydride (the amount used (mol%) of phenylethynylphthalic anhydride))} × 2.

末端架橋剤が、末端がアミンと反応し得る官能基を有する場合、末端架橋剤の使用量は、芳香族テトラカルボン酸二無水物総量に対して、5〜300モル%であることが好ましく、特に5〜200モル%の範囲であることがより好ましい。また、末端架橋剤が、末端が酸無水物と反応し得る官能基を有する場合、末端架橋剤の使用量は、芳香族ジアミン化合物総量に対して、5〜200モル%、特に5〜150モル%の範囲であるのが好ましい。   When the terminal crosslinking agent has a functional group capable of reacting with an amine at the terminal, the amount of the terminal crosslinking agent is preferably 5 to 300 mol% based on the total amount of the aromatic tetracarboxylic dianhydride, In particular, the range of 5 to 200 mol% is more preferable. When the terminal crosslinking agent has a functional group capable of reacting with an acid anhydride at the terminal, the amount of the terminal crosslinking agent used is 5 to 200 mol%, particularly 5 to 150 mol, based on the total amount of the aromatic diamine compound. % Range is preferred.

本発明のポリイミド前駆体のポリアミック酸オリゴマーにおいて、芳香族ジアミン化合物もしくは芳香族テトラカルボン酸二無水物総量に対する末端架橋剤の割合が5モル%未満であると、そのような組成物から得られる硬化物はその表面に多数のボイドや膨れ等を形成し、機械的物性が著しく低下するおそれがある。一方、芳香族ジアミン化合物総量に対する末端架橋剤の割合が200モル%を超える場合もしくは芳香族テトラカルボン酸二無水物総量に対する末端架橋剤の割合が300モル%を超える場合、得られる硬化物の架橋密度が高くなり、非常に脆くなる。   In the polyamic acid oligomer of the polyimide precursor of the present invention, when the ratio of the terminal cross-linking agent relative to the total amount of the aromatic diamine compound or aromatic tetracarboxylic dianhydride is less than 5 mol%, curing obtained from such a composition An object may form a large number of voids or blisters on its surface, and the mechanical properties may be significantly reduced. On the other hand, when the ratio of the terminal crosslinking agent with respect to the total amount of the aromatic diamine compound exceeds 200 mol% or when the ratio of the terminal crosslinking agent with respect to the total amount of the aromatic tetracarboxylic dianhydride exceeds 300 mol%, the resulting cured product is crosslinked. Density increases and becomes very brittle.

本実施形態において、精製の対象となるポリイミドの重量平均分子量は、1000〜30,000であることが好ましい。精製の対象となるポリイミドの重量平均分子量がこの範囲より大きいと、溶剤への溶解性が低下する場合がある。
場合がある。
In this embodiment, the weight average molecular weight of the polyimide to be purified is preferably 1000 to 30,000. When the weight average molecular weight of the polyimide to be purified is larger than this range, the solubility in a solvent may be lowered.
There is a case.

特定溶液中のポリイミドの濃度は、5〜30質量%であることが好ましく、10〜20質量%であることがより好ましい。上記濃度が5質量%未満である場合、成膜性に問題があるであることがある。   It is preferable that the density | concentration of the polyimide in a specific solution is 5-30 mass%, and it is more preferable that it is 10-20 mass%. When the concentration is less than 5% by mass, there may be a problem in film formability.

1.2.キレート剤およびその他の成分
特定溶液に含まれるキレート剤は例えば、アセトヒドロキサム酸、ジカルボン酸およびその誘導体、ジオールおよびその誘導体、およびクラウンエーテルから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。特定溶液に使用されるキレート剤がこれらの化合物のうち少なくとも1種であることにより、特に遷移金属の除去に有効である。
1.2. Chelating Agent and Other Components The chelating agent contained in the specific solution is preferably at least one selected from, for example, acetohydroxamic acid, dicarboxylic acid and derivatives thereof, diol and derivatives thereof, and crown ether. When the chelating agent used in the specific solution is at least one of these compounds, it is particularly effective for removing transition metals.

ジオールおよびその誘導体としては、例えば、カテコール、ピナコールおよびこれらの誘導体が挙げられる。ジカルボン酸およびその誘導体としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸が挙げられる。   Examples of the diol and derivatives thereof include catechol, pinacol, and derivatives thereof. Examples of the dicarboxylic acid and derivatives thereof include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, fumaric acid, and phthalic acid.

また、特定溶液は塩基性化合物をさらに含むことが好ましい。特に、キレート剤として、アセトヒドロキサム酸やジカルボン酸などの酸性化合物を使用する場合、特定溶液が塩基性化合物を含むことにより、特定溶液のpHを2以上に、特にはpHを4以上に調整することができる。   The specific solution preferably further contains a basic compound. In particular, when an acidic compound such as acetohydroxamic acid or dicarboxylic acid is used as a chelating agent, the pH of the specific solution is adjusted to 2 or more, and in particular, the pH is adjusted to 4 or more by including the basic compound. be able to.

塩基性化合物としては、例えば、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、N−メチルメタノールアミン、N−エチルメタノールアミン、N−プロピルメタノールアミン、N−ブチルメタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−プロピルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、N−メチルプロパノールアミン、N−エチルプロパノールアミン、N−プロピルプロパノールアミン、N−ブチルプロパノールアミン、N−メチルブタノールアミン、N−エチルブタノールアミン、N−プロピルブタノールアミン、N−ブチルブタノールアミン、N,N−ジメチルメタノールアミン、N,N−ジエチルメタノールアミン、N,N−ジプロピルメタノールアミン、N,N−ジブチルメタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジプロピルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン、N,N−ジエチルプロパノールアミン、N,N−ジプロピルプロパノールアミン、N,N−ジブチルプロパノールアミン、N,N−ジメチルブタノールアミン、N,N−ジエチルブタノールアミン、N,N−ジプロピルブタノールアミン、N,N−ジブチルブタノールアミン、N−メチルジメタノールアミン、N−エチルジメタノールアミン、N−プロピルジメタノールアミン、N−ブチルジメタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−メチルジプロパノールアミン、N−エチルジプロパノールアミン、N−プロピルジプロパノールアミン、N−ブチルジプロパノールアミン、N−メチルジブタノールアミン、N−エチルジブタノールアミン、N−プロピルジブタノールアミン、N−ブチルジブタノールアミン、N−(アミノメチル)メタノールアミン、N−(アミノメチル)エタノールアミン、N−(アミノメチル)プロパノールアミン、N−(アミノメチル)ブタノールアミン、N−(アミノエチル)メタノールアミン、N−(アミノエチル)エタノールアミン、N−(アミノエチル)プロパノールアミン、N−(アミノエチル)ブタノールアミン、N−(アミノプロピル)メタノールアミン、N−(アミノプロピル)エタノールアミン、N−(アミノプロピル)プロパノールアミン、N−(アミノプロピル)ブタノールアミン、N−(アミノブチル)メタノールアミン、N−(アミノブチル)エタノールアミン、N−(アミノブチル)プロパノールアミン、N−(アミノブチル)ブタノールアミン、メトキシメチルアミン、メトキシエチルアミン、メトキシプロピルアミン、メトキシブチルアミン、エトキシメチルアミン、エトキシエチルアミン、エトキシプロピルアミン、エトキシブチルアミン、プロポキシメチルアミン、プロポキシエチルアミン、プロポキシプロピルアミン、プロポキシブチルアミン、ブトキシメチルアミン、ブトキシエチルアミン、ブトキシプロピルアミン、ブトキシブチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルエチレンジアミン、テトラエチルエチレンジアミン、テトラプロピルエチレンジアミン、テトラブチルエチレンジアミン、メチルアミノメチルアミン、メチルアミノエチルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルアミノブチルアミン、エチルアミノメチルアミン、エチルアミノエチルアミン、エチルアミノプロピルアミン、エチルアミノブチルアミン、プロピルアミノメチルアミン、プロピルアミノエチルアミン、プロピルアミノプロピルアミン、プロピルアミノブチルアミン、ブチルアミノメチルアミン、ブチルアミノエチルアミン、ブチルアミノプロピルアミン、ブチルアミノブチルアミン、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モルホリン、メチルモルホリン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウムなどを挙げることができる。特に、塩基性化合物としてはピリジンが好ましい。   Examples of basic compounds include methanolamine, ethanolamine, propanolamine, butanolamine, N-methylmethanolamine, N-ethylmethanolamine, N-propylmethanolamine, N-butylmethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-propylethanolamine, N-butylethanolamine, N-methylpropanolamine, N-ethylpropanolamine, N-propylpropanolamine, N-butylpropanolamine, N-methylbutanolamine, N- Ethylbutanolamine, N-propylbutanolamine, N-butylbutanolamine, N, N-dimethylmethanolamine, N, N-diethylmethanolamine, N, N-dipropylmethanolamine N, N-dibutylmethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dipropylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N, N-dimethylpropanolamine N, N-diethylpropanolamine, N, N-dipropylpropanolamine, N, N-dibutylpropanolamine, N, N-dimethylbutanolamine, N, N-diethylbutanolamine, N, N-dipropylbutanolamine N, N-dibutylbutanolamine, N-methyldimethanolamine, N-ethyldimethanolamine, N-propyldimethanolamine, N-butyldimethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-propyl Jietanau Amine, N-butyldiethanolamine, N-methyldipropanolamine, N-ethyldipropanolamine, N-propyldipropanolamine, N-butyldipropanolamine, N-methyldibutanolamine, N-ethyldibutanolamine, N -Propyldibutanolamine, N-butyldibutanolamine, N- (aminomethyl) methanolamine, N- (aminomethyl) ethanolamine, N- (aminomethyl) propanolamine, N- (aminomethyl) butanolamine, N -(Aminoethyl) methanolamine, N- (aminoethyl) ethanolamine, N- (aminoethyl) propanolamine, N- (aminoethyl) butanolamine, N- (aminopropyl) methanolamine, N- (aminopropyl) Etano Amine, N- (aminopropyl) propanolamine, N- (aminopropyl) butanolamine, N- (aminobutyl) methanolamine, N- (aminobutyl) ethanolamine, N- (aminobutyl) propanolamine, N- ( Aminobutyl) butanolamine, methoxymethylamine, methoxyethylamine, methoxypropylamine, methoxybutylamine, ethoxymethylamine, ethoxyethylamine, ethoxypropylamine, ethoxybutylamine, propoxymethylamine, propoxyethylamine, propoxypropylamine, propoxybutylamine, butoxymethyl Amine, butoxyethylamine, butoxypropylamine, butoxybutylamine, methylamine, ethylamine, propylamine, butyl Min, N, N-dimethylamine, N, N-diethylamine, N, N-dipropylamine, N, N-dibutylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium Hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylethylenediamine, tetraethylethylenediamine, tetrapropylethylenediamine, tetrabutylethylenediamine, methylaminomethylamine, methylaminoethylamine, methylaminopropylamine, methylaminobutylamine , Ethylaminomethylamine, ethylaminoethylamine, ethylaminopropylamine, ethylamine Nobutylamine, propylaminomethylamine, propylaminoethylamine, propylaminopropylamine, propylaminobutylamine, butylaminomethylamine, butylaminoethylamine, butylaminopropylamine, butylaminobutylamine, pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline , Morpholine, methylmorpholine, diazabicycloocrane, diazabicyclononane, diazabicycloundecene, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide and the like. In particular, pyridine is preferable as the basic compound.

特定溶液におけるキレート剤の濃度は、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましい。上記キレート剤の濃度が0.1質量%未満である場合、金属除去が不十分である場合がある。   The concentration of the chelating agent in the specific solution is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass. When the concentration of the chelating agent is less than 0.1% by mass, metal removal may be insufficient.

特定溶液に使用可能な溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒が挙げられる。これらの溶媒の具体例としては、後述する有機溶媒の欄に例示した溶媒が好ましく、なかでも、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒が好ましい。   Examples of the solvent that can be used for the specific solution include alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, and ether solvents. As specific examples of these solvents, the solvents exemplified in the column of organic solvents described later are preferable, and ketone solvents such as cyclohexanone are particularly preferable.

2.ポリイミド含有組成物
本発明の一実施形態に係るポリイミド含有組成物は、Na、Fe、Cuの含有量がいずれも100ppb以下であり、かつ、イミド化率が90%以上であるポリイミドと、有機溶媒とを含有する。
2. Polyimide-containing composition A polyimide-containing composition according to an embodiment of the present invention includes a polyimide having an Na, Fe, and Cu content of 100 ppb or less and an imidization ratio of 90% or more, and an organic solvent. Containing.

本実施形態に係るポリイミド含有組成物の全固形分濃度は、好ましくは0.1〜20質量%であり、使用目的に応じて適宜調整される。本実施形態に係るポリイミド含有組成物の全固形分濃度が0.1〜20質量%であることにより、塗膜の膜厚が適当な範囲となり、より優れた保存安定性を有するものとなる。なお、この全固形分濃度の調整は、必要であれば、濃縮および有機溶剤による希釈によって行なうことができる。   The total solid content concentration of the polyimide-containing composition according to this embodiment is preferably 0.1 to 20% by mass and is appropriately adjusted according to the purpose of use. When the total solid content concentration of the polyimide-containing composition according to the present embodiment is 0.1 to 20% by mass, the film thickness of the coating film is in an appropriate range, and the storage stability is more excellent. The total solid content concentration can be adjusted by concentration and dilution with an organic solvent, if necessary.

2.1.ポリイミド
本実施形態に係るポリイミド含有組成物に含まれるポリイミドは、上記実施形態に係るポリイミドの精製方法による精製が行われたものであることが好ましい。
2.1. Polyimide The polyimide contained in the polyimide-containing composition according to the present embodiment is preferably one that has been purified by the polyimide purification method according to the embodiment.

2.2.有機溶媒
本実施形態に係るポリイミド含有組成物に使用可能な有機溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、アミド系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、含ハロゲン溶媒が挙げられる。
2.2. Organic Solvent Examples of organic solvents that can be used in the polyimide-containing composition according to this embodiment include alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, ether solvents, aliphatic hydrocarbon solvents, and aromatics. Group hydrocarbon solvents and halogen-containing solvents.

アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコールなどのモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールなどの多価アルコール系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルなどの多価アルコール部分エーテル系溶媒;などを挙げることができる。これらのアルコール系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec -Pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, full Lil alcohol, phenol, cyclohexanol, methyl cyclohexanol, 3,3,5-trimethyl cyclohexanol, benzyl alcohol, mono-alcohol solvents such as diacetone alcohol;
Ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2 Polyhydric alcohol solvents such as ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol;
Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol And the like; monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol partial ether solvents such as dipropylene glycol monopropyl ether. These alcohol solvents may be used alone or in combination of two or more.

ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、2−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョンなどのケトン系溶媒を挙げることができる。これらのケトン系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, and methyl-n-hexyl. Ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, Mention may be made of ketone solvents such as fenchon. These ketone solvents may be used alone or in combination of two or more.

アミド系溶媒としては、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N−メチルピロリドンなどの含窒素系溶媒を挙げることができる。これらのアミド系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of amide solvents include N, N-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples thereof include nitrogen-containing solvents such as methylpropionamide and N-methylpyrrolidone. These amide solvents may be used alone or in combination of two or more.

エーテル系溶媒としては、エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、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モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル、アニソールなどのエーテル系溶媒を挙げることができる。これらのエーテル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   As ether solvents, ethyl ether, i-propyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4-methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, ethylene Glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether , Ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol Dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetraethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol Monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, diphenyl ether Le, can be mentioned ether solvents such as anisole. These ether solvents may be used alone or in combination of two or more.

エステル系溶媒としては、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどのエステル系溶媒を挙げることができる。これらのエステル系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of ester solvents include diethyl carbonate, propylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, sec-acetate. Butyl, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methyl cyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate , Ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n acetate -Butyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxy acetate Triglycol, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate And ester solvents such as dimethyl phthalate and diethyl phthalate. These ester solvents may be used alone or in combination of two or more.

脂肪族炭化水素系溶媒としては、n−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの脂肪族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i-octane, Examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane. These aliphatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more.

芳香族炭化水素系溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素系溶媒を挙げることができる。これらの芳香族炭化水素系溶媒は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。   Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propyl benzene, i-propyl benzene, diethyl benzene, i-butyl benzene, triethyl benzene, di-i-propyl benzene, Aromatic hydrocarbon solvents such as n-amylnaphthalene and trimethylbenzene can be mentioned. These aromatic hydrocarbon solvents may be used alone or in combination of two or more.

含ハロゲン溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、フロン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、などの含ハロゲン溶媒を挙げることができる。   Examples of the halogen-containing solvent include halogen-containing solvents such as dichloromethane, chloroform, chlorofluorocarbon, chlorobenzene, and dichlorobenzene.

このうち、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒が好ましい。   Of these, ketone solvents such as cyclohexanone are preferred.

3.膜の形成方法
本発明の一実施形態に係る膜(ポリイミド膜)の形成方法は、上記実施形態に係るポリイミド含有組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、塗膜に硬化処理を施す工程とを含む。
3. Method for Forming Film A method for forming a film (polyimide film) according to one embodiment of the present invention includes a step of applying a polyimide-containing composition according to the above embodiment to a substrate to form a coating film, and a curing treatment for the coating film. The process of giving.

本実施形態に係る膜の形成方法によれば、上記実施形態に係るポリイミド含有組成物を基板に塗布し、塗膜を形成する工程と、塗膜に硬化処理を施す工程とを含むことにより、成膜時の収縮率が低く、金属不純物(Na、Fe、Cu)の含有量が少ない膜を得ることができる。   According to the method for forming a film according to the present embodiment, by including the steps of applying the polyimide-containing composition according to the embodiment to a substrate and forming a coating film, and applying a curing treatment to the coating film, A film having a low shrinkage during film formation and a low content of metal impurities (Na, Fe, Cu) can be obtained.

ポリイミド含有組成物が塗布される基板としては、Si、SiO、SiN、SiC、SiCN等のSi含有層が挙げられる。ポリイミド含有組成物を基板に塗布する方法としては、スピンコート、浸漬法、ロールコート法、スプレー法などの塗装手段が用いられる。基板にポリイミド含有組成物を塗布した後、溶媒を除去し塗膜を形成する。この際の膜厚は、乾燥膜厚として、1回塗りで厚さ0.05〜2.5μm、2回塗りでは厚さ0.1〜5.0μmの塗膜を形成することができる。その後、得られた塗膜に対して、硬化処理を施すことで、本実施形態に係るポリイミド膜を形成することができる。 Examples of the substrate on which the polyimide-containing composition is applied include Si-containing layers such as Si, SiO 2 , SiN, SiC, and SiCN. As a method of applying the polyimide-containing composition to the substrate, a coating means such as spin coating, dipping method, roll coating method, spray method or the like is used. After apply | coating a polyimide containing composition to a board | substrate, a solvent is removed and a coating film is formed. In this case, as a dry film thickness, a coating film having a thickness of 0.05 to 2.5 μm can be formed by one coating and a thickness of 0.1 to 5.0 μm can be formed by two coatings. Then, the polyimide film which concerns on this embodiment can be formed by performing a hardening process with respect to the obtained coating film.

硬化処理としては、加熱、電子線や紫外線などの高エネルギー線照射、プラズマ処理、およびこれらの組み合わせを挙げることができ、加熱処理または高エネルギー線照射が好ましい。   Examples of the curing treatment include heating, irradiation with high energy rays such as electron beams and ultraviolet rays, plasma treatment, and combinations thereof, and heat treatment or irradiation with high energy rays is preferable.

加熱により硬化を行なう場合は、この塗膜を不活性雰囲気下または減圧下で80〜450℃(好ましくは300℃〜450℃)に加熱する。この際の加熱方法としては、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することができ、加熱雰囲気としては、不活性雰囲気下または減圧下で行なうことができる。   In the case of curing by heating, the coating film is heated to 80 to 450 ° C. (preferably 300 ° C. to 450 ° C.) under an inert atmosphere or reduced pressure. As a heating method at this time, a hot plate, an oven, a furnace, or the like can be used, and a heating atmosphere can be performed under an inert atmosphere or under reduced pressure.

また、上記塗膜の硬化速度を制御するため、必要に応じて、段階的に加熱したり、あるいは窒素、空気、酸素、減圧などの雰囲気を選択したりすることができる。このような工程により、ポリイミド膜の製造を行なうことができる。   Moreover, in order to control the curing rate of the coating film, it can be heated stepwise or an atmosphere such as nitrogen, air, oxygen, or reduced pressure can be selected as necessary. By such a process, a polyimide film can be manufactured.

4.ポリイミド膜
本発明の一実施形態に係るポリイミド膜は、LSI、システムLSI、DRAM、SDRAM、RDRAM、D−RDRAMなどの半導体素子用層間絶縁膜として優れており、かつ、エッチングストッパー膜、半導体素子の表面コート膜などの保護膜、多層レジストを用いた半導体作製工程の中間層、多層配線基板の層間絶縁膜、液晶表示素子用の保護膜や絶縁膜などに好適に用いることができる。また、本実施形態に係るポリイミド膜は、銅ダマシンプロセスを含む半導体装置に有用である。
4). Polyimide film A polyimide film according to an embodiment of the present invention is excellent as an interlayer insulating film for semiconductor elements such as LSI, system LSI, DRAM, SDRAM, RDRAM, and D-RDRAM, and is also used as an etching stopper film and semiconductor element. It can be suitably used for a protective film such as a surface coat film, an intermediate layer in a semiconductor manufacturing process using a multilayer resist, an interlayer insulating film of a multilayer wiring board, a protective film for a liquid crystal display element, an insulating film, and the like. The polyimide film according to the present embodiment is useful for a semiconductor device including a copper damascene process.

本実施形態に係るポリイミド膜は、機械的特性等の絶縁膜特性に優れている。   The polyimide film according to this embodiment is excellent in insulating film characteristics such as mechanical characteristics.

5.実施例
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の「部」および「%」は、特記しない限り、それぞれ重量部および質量%であることを示している。
5. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” indicate parts by weight and mass%, respectively, unless otherwise specified.

5.1.評価方法
各種の評価は、次のようにして行った。また、後述する実施例および比較例でそれぞれ得られたポリイミド含有組成物の金属不純物の含有量およびポリイミドのイミド化率を表1に示す。
5.1. Evaluation method Various evaluations were performed as follows. Table 1 shows the metal impurity content and polyimide imidation ratio of the polyimide-containing compositions obtained in Examples and Comparative Examples described later.

5.1.1.金属不純物の含有量
ポリイミド中の金属不純物の含有量は、原子吸光分析法(装置:
日立製偏光ゼーマン原子吸光光度計)により測定した。なお、ここでは、各実施例および比較例で得られたポリイミド含有組成物から溶媒を除去して得られたポリイミド中の金属不純物の含有量を測定した。
5.1.1. Content of metal impurities The content of metal impurities in polyimide is determined by atomic absorption spectrometry (apparatus:
Measured with Hitachi Polarized Zeeman Atomic Absorption Spectrometer. Here, the content of metal impurities in the polyimide obtained by removing the solvent from the polyimide-containing composition obtained in each Example and Comparative Example was measured.

5.1.2.イミド化率
イミド化率は、赤外吸収スペクトル(装置:デジラボジャパン社FT−IR)を測定して、上述した方法により算出した。
5.1.2. Imidization rate The imidation rate was calculated by the method described above by measuring an infrared absorption spectrum (apparatus: FT-IR, Digilab Japan).

5.1.3.pH
溶液のpHは、メトラートレド社pHメーターにより測定した。
5.1.3. pH
The pH of the solution was measured with a METTLER TOLEDO pH meter.

5.2.ポリイミドの合成
5.2.1.合成例1
フラスコ中で、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物63g、9,9’−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン99.5g、およびフェニルエチニルフタル酸無水物35gをジメチルアセトアミド460gに溶解させた後、室温で2時間攪拌させた。次に、無水酢酸271.5g、ピリジン197g、およびジメチルアセトアミド230gを添加したのち、1晩以上攪拌した。次いで、得られた溶液をメタノール2000gに投入し、固形分を析出させたのち、固体を乾燥させることにより、下記式(3)で表されるポリイミド88.9gを得た。
5.2. Synthesis of polyimide 5.2.1. Synthesis example 1
In a flask, 63 g of 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic anhydride, 99.5 g of 9,9′-bis (4-aminophenyl) fluorene, and 35 g of phenylethynylphthalic anhydride were added to dimethylacetamide. After dissolving in 460 g, the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Next, 271.5 g of acetic anhydride, 197 g of pyridine, and 230 g of dimethylacetamide were added, followed by stirring overnight or longer. Next, the obtained solution was added to 2000 g of methanol to precipitate a solid content, and then the solid was dried to obtain 88.9 g of polyimide represented by the following formula (3).

Figure 2008222858
・・・・・(3)
(式中、nは1以上の数を表す。)
Figure 2008222858
(3)
(In the formula, n represents a number of 1 or more.)

5.3.ポリイミドの精製(実施例1〜4および比較例1、2)
5.3.1.実施例1
合成例1で得られたポリイミド5gおよびアセトヒドロキサム酸1gをシクロヘキサノンに溶解させて100gの溶液とした後、この溶液を60℃に加熱して3時間攪拌させた。この溶液のpHは4.16であった。次に、この溶液を室温まで冷却し、シクロヘキサノン200gをさらに添加したのち、水100gを添加し、振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。この有機相を取り出し、濃縮することにより、実施例1のポリイミド含有組成物50gを得た。
5.3. Purification of polyimide (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2)
5.3.1. Example 1
After 5 g of the polyimide obtained in Synthesis Example 1 and 1 g of acetohydroxamic acid were dissolved in cyclohexanone to make a 100 g solution, this solution was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The pH of this solution was 4.16. Next, this solution was cooled to room temperature, 200 g of cyclohexanone was further added, 100 g of water was added, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase. The organic phase was taken out and concentrated to obtain 50 g of the polyimide-containing composition of Example 1.

5.3.2.実施例2
合成例1で得られたポリイミド5g、アセトヒドロキサム酸1g、およびピリジン2.5gをシクロヘキノンに溶解させて100gの溶液とした後、この溶液を60℃に加熱して3時間攪拌させた。この溶液のpHは5.72であった。次に、この溶液を室温まで冷却し、シクロヘキサノン200gをさらに添加したのち、水100gを添加して、振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。この有機相を取り出し、濃縮することにより、実施例2のポリイミド含有組成物50gを得た。
5.3.2. Example 2
After 5 g of the polyimide obtained in Synthesis Example 1, 1 g of acetohydroxamic acid, and 2.5 g of pyridine were dissolved in cyclohequinone to obtain a 100 g solution, this solution was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The pH of this solution was 5.72. Next, this solution was cooled to room temperature, 200 g of cyclohexanone was further added, 100 g of water was added, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase. The organic phase was taken out and concentrated to obtain 50 g of the polyimide-containing composition of Example 2.

5.3.3.実施例3
合成例1で得られたポリイミド5gおよびカテコール1gをシクロヘキサノンに溶解させて100gの溶液とした後、この溶液を60℃に加熱して3時間攪拌させた。この溶液のpHは5.14であった。次に、この溶液を室温まで冷却し、シクロヘキサノン200gをさらに添加したのち、水100gを添加し、振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。この有機相を取り出し、濃縮することにより、実施例3のポリイミド含有組成物50gを得た。
5.3.3. Example 3
5 g of polyimide obtained in Synthesis Example 1 and 1 g of catechol were dissolved in cyclohexanone to make a 100 g solution, and the solution was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The pH of this solution was 5.14. Next, this solution was cooled to room temperature, 200 g of cyclohexanone was further added, 100 g of water was added, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase. The organic phase was taken out and concentrated to obtain 50 g of the polyimide-containing composition of Example 3.

5.3.4.実施例4
合成例1で得られたポリイミド5g、シュウ酸1g、およびピリジン5.5gをシクロヘキノンに溶解させて100gの溶液とした後、この溶液を60℃に加熱して3時間攪拌させた。この溶液のpHは5.72であった。次に、この溶液を室温まで冷却し、シクロヘキサノン200gをさらに添加したのち、水100gを添加して、振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。この有機相を取り出し、濃縮することにより、実施例4のポリイミド含有組成物50gを得た。
5.3.4. Example 4
After 5 g of the polyimide obtained in Synthesis Example 1, 1 g of oxalic acid, and 5.5 g of pyridine were dissolved in cyclohequinone to obtain a 100 g solution, this solution was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The pH of this solution was 5.72. Next, this solution was cooled to room temperature, 200 g of cyclohexanone was further added, 100 g of water was added, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase. The organic phase was taken out and concentrated to obtain 50 g of the polyimide-containing composition of Example 4.

5.3.5.比較例1
合成例1で得られたポリイミド5gをシクロヘキサンノン95gに溶解させて、比較例1のポリイミド含有組成物を得た。この溶液のpHは5.35であった。
5.3.5. Comparative Example 1
The polyimide-containing composition of Comparative Example 1 was obtained by dissolving 5 g of the polyimide obtained in Synthesis Example 1 in 95 g of cyclohexanenon. The pH of this solution was 5.35.

5.3.6.比較例2
合成例1で得られたポリイミド5g、シュウ酸1gをシクロヘキノンに溶解させて100gの溶液とした後、この溶液を60℃に加熱して3時間攪拌させた。この溶液のpHは1.11であった。次に、この溶液を室温まで冷却し、シクロヘキサノン200gをさらに添加したのち、水100gを添加して、振り混ぜた後、静置して有機相と水相とに分離した。この有機相を取り出し、濃縮することにより、比較例2のポリイミド含有組成物50gを得た。
5.3.6. Comparative Example 2
After 5 g of the polyimide obtained in Synthesis Example 1 and 1 g of oxalic acid were dissolved in cyclohequinone to obtain a 100 g solution, this solution was heated to 60 ° C. and stirred for 3 hours. The pH of this solution was 1.11. Next, this solution was cooled to room temperature, 200 g of cyclohexanone was further added, 100 g of water was added, shaken and mixed, and then allowed to stand to separate into an organic phase and an aqueous phase. The organic phase was taken out and concentrated to obtain 50 g of the polyimide-containing composition of Comparative Example 2.

Figure 2008222858
Figure 2008222858

5.4.結果の考察
表1によれば、実施例1〜4で得られたポリイミド含有組成物は、ポリイミドおよびキレート剤を含有する溶液を加熱して得られたものであるため、ポリイミドのイミド化率を維持しつつ、ポリイミド中の金属不純物(Na、Fe、Cu)の各含有量をそれぞれ100ppb以下に低減することができたことが理解できる。
5.4. Consideration of results According to Table 1, since the polyimide-containing compositions obtained in Examples 1 to 4 were obtained by heating a solution containing polyimide and a chelating agent, the imidization ratio of polyimide was determined. It can be understood that the respective contents of metal impurities (Na, Fe, Cu) in the polyimide could be reduced to 100 ppb or less while maintaining.

これに対して、比較例1で得られたポリイミド含有組成物は、上記加熱処理を行なっていないため、金属不純物(Na、Fe、Cu)の含有量が1000ppb以上であることが理解できる。また、比較例2で得られたポリイミド含有組成物は、酸性条件下で加熱を行なったため、ポリイミドのイミド化率が90%未満に低下した。   On the other hand, since the polyimide-containing composition obtained in Comparative Example 1 was not subjected to the heat treatment, it can be understood that the content of metal impurities (Na, Fe, Cu) is 1000 ppb or more. Moreover, since the polyimide containing composition obtained by the comparative example 2 heated on acidic conditions, the imidation ratio of the polyimide fell to less than 90%.

Claims (7)

ポリイミドおよびキレート剤を含有し、pHが2〜12である溶液を加熱して金属不純物の含有量を低減することを含む、ポリイミドの精製方法。   A method for purifying polyimide, comprising heating a solution containing polyimide and a chelating agent and having a pH of 2 to 12 to reduce the content of metal impurities. 請求項1において、
前記溶液は塩基性化合物をさらに含む、ポリイミドの精製方法。
In claim 1,
The method for purifying polyimide, wherein the solution further contains a basic compound.
請求項1または2において、
前記キレート剤は、アセトヒドロキサム酸、ジカルボン酸およびその誘導体、ジオールおよびその誘導体、およびクラウンエーテルから選ばれる少なくとも1種である、ポリイミドの精製方法。
In claim 1 or 2,
The method for purifying polyimide, wherein the chelating agent is at least one selected from acetohydroxamic acid, dicarboxylic acid and derivatives thereof, diol and derivatives thereof, and crown ether.
請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記ポリイミドは、アルキニル基およびアルキニレン基もしくはいずれか一方を含む、ポリイミドの精製方法。
In any one of Claims 1-3,
The polyimide is a method for purifying polyimide, wherein the polyimide contains an alkynyl group and / or an alkynylene group.
請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記金属不純物は、Na、Fe、およびCuを含む、ポリイミドの精製方法。
In any one of Claims 1-4,
The method for purifying polyimide, wherein the metal impurities include Na, Fe, and Cu.
Na、Fe、Cuの含有量がいずれも100ppb以下であり、かつ、イミド化率が90%以上であるポリイミドと、
有機溶媒と、
を含有する、ポリイミド含有組成物。
A polyimide having a Na, Fe, or Cu content of 100 ppb or less and an imidization ratio of 90% or more;
An organic solvent,
A polyimide-containing composition containing
請求項6において、
前記ポリイミドは、請求項1〜5のいずれかに記載のポリイミドの精製方法によって得られた、ポリイミド含有組成物。
In claim 6,
The said polyimide is a polyimide containing composition obtained by the purification method of the polyimide in any one of Claims 1-5.
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