JP2010039023A - Radiation-sensitive composition, its manufacturing method, and pattern forming process - Google Patents

Radiation-sensitive composition, its manufacturing method, and pattern forming process Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation-sensitive composition having excellent resistance to crack, patterning property, and heat resistance. <P>SOLUTION: This radiation-sensitive composition contains the following components (A) and (B): (A) denotes at least one selected from the group consisting of a hydrolytic silane compound expressed by the formula (1) (wherein, R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>, X, and A denote 1-12C alkyl group or the like, 2-30C alkylene group or the like allowed to have substituent group, a hydrolytic group, and a quadrivalent organic group, respectively, p and q are 0-2 integer and 1-3 integer being independent from each other, respectively, and p+q=3), a hydrolysate of the hydrolytic silane compound, and a condensation product of the hydrolysate; and (B) denotes photooxygen generator. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感放射線性組成物、その製造方法、ならびに硬化膜の形成方法に関する。   The present invention relates to a radiation-sensitive composition, a method for producing the same, and a method for forming a cured film.

従来、感放射線性組成物としては、シラン系感放射線性組成物が知られている。シラン系感放射線性組成物は、シロキサン結合に由来して高い耐熱性、耐薬品性を有することを特徴とし、これまでに各種のものが開発されている。
例えば、(A)特定の式で表される加水分解性シラン化合物、その加水分解物、およびその縮合物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物と、(B)光酸発生剤を含有する光硬化性組成物が開示されている(特許文献1)。この組成物によれば、酸素の存在下においても、光硬化反応により容易に回路基板を形成可能であるなどの利点がある。
特開2000−144012号公報
Conventionally, silane-based radiation-sensitive compositions are known as radiation-sensitive compositions. Silane radiation-sensitive compositions are characterized by high heat resistance and chemical resistance derived from siloxane bonds, and various types have been developed so far.
For example, it contains (A) at least one compound selected from the group consisting of a hydrolyzable silane compound represented by a specific formula, a hydrolyzate thereof, and a condensate thereof, and (B) a photoacid generator. A photocurable composition is disclosed (Patent Document 1). This composition has an advantage that a circuit board can be easily formed by a photocuring reaction even in the presence of oxygen.
JP 2000-144012 A

特許文献1に記載された光硬化性組成物の硬化物は、耐クラック性、パターニング性および耐熱性のすべてに優れる物性の観点からは、改良の余地があった。
そこで、本発明は、耐クラック性、パターニング性および耐熱性に優れる感放射線性組成物を提供することを目的とする。
The hardened | cured material of the photocurable composition described in patent document 1 had room for improvement from a viewpoint of the physical property which is excellent in all of crack resistance, patterning property, and heat resistance.
Then, an object of this invention is to provide the radiation sensitive composition excellent in crack resistance, patterning property, and heat resistance.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、イミド基を有する特定のシラン化合物と光酸発生剤とを構成成分として含む感放射線性組成物によれば、耐クラック性、パターニング性および耐熱性に優れる硬化膜を形成することができることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that, according to the radiation-sensitive composition containing a specific silane compound having an imide group and a photoacid generator as constituent components, crack resistance, patterning The present invention was completed by finding that a cured film excellent in heat resistance and heat resistance can be formed.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[7]を提供するものである。
[1] 下記成分(A)及び(B)を含有することを特徴とする感放射線性組成物。
(A)下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物、該加水分解性シラン化合物の加水分解物、及び該加水分解物の縮合物からなる群より選ばれる少なくとも1種

Figure 2010039023
[一般式(1)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Xは加水分解性基であり、複数存在するXは同一または異なっていても良い。Aは4価の有機基を示す。pは各々独立に0〜2の整数であり、qは各々独立に1〜3の整数であり、かつp+q=3である。]
(B)光酸発生剤
[2] 前記加水分解性シラン化合物が、(a1)下記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、(a2)下記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて得られたものである前記[1]に記載の感放射線性組成物。
Figure 2010039023
[一般式(2)中、Aは4価の有機基を示す。]
Figure 2010039023
[一般式(3)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基である。Xは加水分解性基であり、複数存在するXは同一または異なっていても良い。pは0〜2の整数であり、qは1〜3の整数であり、かつp+q=3である。]
[3] 前記成分(A)が、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の加水分解物の縮合物を含む前記[1]または[2]に記載の感放射線性組成物。
[4] 前記[2]に記載の感放射線性組成物の製造方法であって、前記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、前記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物を得る工程と、該加水分解性シラン化合物と光酸発生剤を混合する工程と、を含む感放射線性組成物の製造方法。
[5] 得られた加水分解性シラン化合物を加水分解および/または加水分解縮合する工程を含む前記[4]に記載の感放射線性組成物の製造方法。
[6] 前記[1]〜[3]のいずれかに記載の感放射線性組成物を基板に塗布して塗膜を形成した後、該塗膜の所望の領域に放射線を照射して硬化させ、次いで、現像処理によって前記塗膜の放射線照射領域以外の未硬化領域を除去することを特徴とするパターン形成方法。
[7] 前記塗膜の放射線照射領域以外の未硬化領域を除去した後に、前記塗膜に加熱処理を施す工程を含む前記[6]に記載のパターン形成方法。 That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A radiation-sensitive composition comprising the following components (A) and (B):
(A) At least one selected from the group consisting of a hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1), a hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound, and a condensate of the hydrolyzate
Figure 2010039023
[In General Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same or It may be different. R 2 is a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Or an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a plurality of R 2 may be the same or different. X is a hydrolyzable group, and a plurality of Xs may be the same or different. A represents a tetravalent organic group. p is each independently an integer of 0 to 2, q is each independently an integer of 1 to 3, and p + q = 3. ]
(B) Photoacid generator [2] The hydrolyzable silane compound is at least selected from the group consisting of (a1) tetracarboxylic dianhydrides represented by the following general formula (2) and reactive derivatives thereof. The radiation-sensitive composition according to [1], which is obtained by reacting one kind of acyl compound with (a2) an amino group-containing hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (3): object.
Figure 2010039023
[In General Formula (2), A represents a tetravalent organic group. ]
Figure 2010039023
[In General Formula (3), R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same or It may be different. R 2 is a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Or an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. X is a hydrolyzable group, and a plurality of Xs may be the same or different. p is an integer of 0 to 2, q is an integer of 1 to 3, and p + q = 3. ]
[3] The radiation-sensitive composition according to [1] or [2], wherein the component (A) includes a condensate of a hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1). .
[4] A method for producing the radiation-sensitive composition according to [2], wherein the radiation-sensitive composition is selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides represented by the general formula (2) and reactive derivatives thereof. The step of reacting at least one acyl compound with the amino group-containing hydrolyzable silane compound represented by the general formula (3) to obtain the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) And a step of mixing the hydrolyzable silane compound and the photoacid generator, and a method for producing a radiation-sensitive composition.
[5] The method for producing a radiation-sensitive composition according to [4], including a step of hydrolyzing and / or hydrolytically condensing the obtained hydrolyzable silane compound.
[6] After the radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [3] is applied to a substrate to form a coating film, a desired region of the coating film is irradiated with radiation and cured. Then, the pattern formation method characterized by removing uncured regions other than the radiation-irradiated region of the coating film by developing treatment.
[7] The pattern forming method according to [6], including a step of heat-treating the coating film after removing an uncured region other than the radiation irradiation region of the coating film.

本発明の感放射線性組成物によると、優れた耐クラック性を有する硬化膜を得ることができる。具体的には、クラックを発生させずに厚さ10μm以上の硬化膜を形成することができる。
また、本発明の感放射線性組成物によると、優れたパターニング性を得ることができ、微細な形状を有する硬化膜を、容易に形成することができる。
また、本発明の感放射線性組成物によると、耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。特に、(A)成分が、前記一般式(1)で表される特定の化合物の加水分解物の縮合物を含む場合、シロキサン結合を組成物中に導入することができるので、クラック耐性にさらに優れた硬化物を得ることができる。
さらに、本発明によると、感放射線性組成物が、シラノール基を有する成分を含むため、希アルカリ水溶液による現像処理を適用することができ、環境負荷の低減等を図ることができる。
According to the radiation sensitive composition of the present invention, a cured film having excellent crack resistance can be obtained. Specifically, a cured film having a thickness of 10 μm or more can be formed without generating cracks.
Moreover, according to the radiation sensitive composition of this invention, the outstanding patterning property can be obtained and the cured film which has a fine shape can be formed easily.
Moreover, according to the radiation sensitive composition of this invention, the hardened | cured material excellent in heat resistance can be obtained. In particular, when the component (A) contains a condensate of a hydrolyzate of a specific compound represented by the general formula (1), a siloxane bond can be introduced into the composition, which further improves crack resistance. An excellent cured product can be obtained.
Furthermore, according to the present invention, since the radiation-sensitive composition contains a component having a silanol group, development treatment with a dilute alkaline aqueous solution can be applied, and environmental burdens can be reduced.

本発明の感放射線性組成物は、(A)成分、(B)成分、及び他の任意成分を含む。
以下、各成分ごとに説明する。
[(A)成分]
本発明の感放射線性組成物を構成する(A)成分は、下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物、該加水分解性シラン化合物の加水分解物、及び該加水分解物の縮合物からなる群より選ばれる少なくとも1種である。なお、本発明において、下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の一部は、分子中に2つ存在するイミド基に代えて、2つのアミド酸構造を有するもの、または、1つのイミド基および1つのアミド酸構造を有するものであってもよい。

Figure 2010039023
[一般式(1)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Xは加水分解性基であり、複数存在するXは同一または異なっていても良い。Aは4価の有機基を示す。pは各々独立に0〜2の整数であり、qは各々独立に1〜3の整数であり、かつp+q=3である。]
このような加水分解性シラン化合物、その加水分解物、及び加水分解物の縮合物(以下、加水分解縮合物ともいう。)からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることにより、クラック耐性に優れた硬化膜を得ることができる。このことは、一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物が分子間凝集力の強いイミド基を含有するためと推察される。
特にクラック耐性の観点から、(A)成分は、前記加水分解性シラン化合物の加水分解縮合物を含むことが好ましい。
なお、本明細書において、加水分解性シラン化合物の加水分解物とは、加水分解反応により加水分解性シラン化合物の加水分解性基の一部又は全部がシラノール基に変化した加水分解反応混合物を意味する。加水分解性シラン化合物の加水分解縮合物とは、該加水分解反応混合物中のシラノール基同士又はシラノール基と加水分解性基との縮合反応により得られるシロキサン縮合物を意味する。
また、成分(A)は、完全加水分解縮合物換算のイミド基濃度が0.1mmol/g〜10mmol/gであることが好ましく、0.5mmol/g〜8mmol/gであることがより好ましく、0.8mmol/g〜5mmol/gであることがさらに好ましく、1mmol/g〜5mmol/gであることが特に好ましい。イミド基濃度が0.1mmol/g未満である場合には、十分なクラック耐性が得られない場合があり、イミド基濃度が10mmol/gを超える場合には、十分な耐熱性が得られない場合がある。
さらに、成分(A)の量は、本発明の感放射線性組成物の固形分を100質量部とした場合に、10質量部以上100質量部未満であることが好ましく、30質量部〜99.99質量部であることがより好ましく、50質量部〜99.9質量部であることがさらに好ましく、80質量部〜99.9質量部であることが特に好ましい。 The radiation sensitive composition of this invention contains (A) component, (B) component, and another arbitrary component.
Hereinafter, each component will be described.
[(A) component]
The component (A) constituting the radiation-sensitive composition of the present invention includes a hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1), a hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound, and the hydrolyzate of the hydrolyzate. It is at least one selected from the group consisting of condensates. In the present invention, a part of the hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1) has two amide acid structures instead of two imide groups present in the molecule, or It may have one imide group and one amic acid structure.
Figure 2010039023
[In General Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same or It may be different. R 2 is a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Or an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a plurality of R 2 may be the same or different. X is a hydrolyzable group, and a plurality of Xs may be the same or different. A represents a tetravalent organic group. p is each independently an integer of 0 to 2, q is each independently an integer of 1 to 3, and p + q = 3. ]
By using at least one selected from the group consisting of such hydrolyzable silane compounds, hydrolysates thereof, and condensates of hydrolysates (hereinafter also referred to as hydrolysis condensates), the crack resistance is excellent. A cured film can be obtained. This is presumably because the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) contains an imide group having a strong intermolecular cohesive force.
In particular, from the viewpoint of crack resistance, the component (A) preferably contains a hydrolysis condensate of the hydrolyzable silane compound.
In the present specification, the hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound means a hydrolysis reaction mixture in which part or all of the hydrolyzable groups of the hydrolyzable silane compound are changed to silanol groups by the hydrolysis reaction. To do. The hydrolysis condensate of a hydrolyzable silane compound means a siloxane condensate obtained by a condensation reaction between silanol groups or silanol groups and hydrolyzable groups in the hydrolysis reaction mixture.
Moreover, as for a component (A), it is preferable that the imide group density | concentration of complete hydrolysis-condensation product is 0.1 mmol / g-10 mmol / g, It is more preferable that it is 0.5 mmol / g-8 mmol / g, It is more preferably 0.8 mmol / g to 5 mmol / g, and particularly preferably 1 mmol / g to 5 mmol / g. When the imide group concentration is less than 0.1 mmol / g, sufficient crack resistance may not be obtained. When the imide group concentration exceeds 10 mmol / g, sufficient heat resistance may not be obtained. There is.
Furthermore, the amount of the component (A) is preferably 10 parts by mass or more and less than 100 parts by mass when the solid content of the radiation-sensitive composition of the present invention is 100 parts by mass, and 30 parts by mass to 99. It is more preferably 99 parts by mass, further preferably 50 parts by mass to 99.9 parts by mass, and particularly preferably 80 parts by mass to 99.9 parts by mass.

一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物は、(a1)下記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、(a2)下記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて、アミド酸構造を有する加水分解性シラン化合物とした後、前記アミド酸構造のイミド化を行うことにより得ることができる。
ここで、反応性誘導体とは、テトラカルボン酸二無水物に変化しうる化合物であり、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物の当該無水物に代えて2つのカルボキシル基を有する化合物、これら2つのカルボキシル基の中の片方または両方がエステル化されたエステル化物である化合物、またはこれら2つのカルボキシル基の中の片方または両方がクロル化された酸クロライド等が好適に用いられる。

Figure 2010039023
[一般式(2)中、Aは4価の有機基を示す。]
Figure 2010039023
[一般式(3)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または、炭素数6〜12のアリール基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基である。Xは加水分解性基であり、複数存在するXは同一または異なっていても良い。pは0〜2の整数であり、qは1〜3の整数であり、かつp+q=3である。] The hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) is (a1) at least one selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides represented by the following general formula (2) and reactive derivatives thereof. (A2) an amino group-containing hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (3) to make a hydrolyzable silane compound having an amic acid structure, Can be obtained by imidization.
Here, the reactive derivative is a compound that can be changed into a tetracarboxylic dianhydride, for example, a compound having two carboxyl groups in place of the anhydride of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride, these 2 A compound in which one or both of one carboxyl group is an esterified product, or an acid chloride in which one or both of these two carboxyl groups are chlorinated is preferably used.
Figure 2010039023
[In General Formula (2), A represents a tetravalent organic group. ]
Figure 2010039023
[In General Formula (3), R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same. Or it may be different. R 2 is a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Or an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. X is a hydrolyzable group, and a plurality of Xs may be the same or different. p is an integer of 0 to 2, q is an integer of 1 to 3, and p + q = 3. ]

<(a1)成分;特定のアシル化合物>
本発明に用いられる(a1)前記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、例えばブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジクロロ−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−エチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−エチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−エチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5,8−ジメチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物などの脂肪族または脂環式テトラカルボン酸二無水物;
ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4
’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、4,4’−ビフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物、エチレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、プロピレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,4−ブタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,8−オクタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(アンヒドロトリメリテート)などの芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
これらのうち、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましく、より好ましくは、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物(4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物)、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、4,4’−ビフタル酸二無水物である。
(a1)成分としては、これらのテトラカルボン酸二無水物、及びこれらの反応性誘導体を、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
<(A1) component; specific acyl compound>
Examples of the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) used in the present invention include butanetetracarboxylic dianhydride and 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride. 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2, 3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3 , 4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, 2,3, 5-tri Ruboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 1,3,3a, 4,5 , 9b-Hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -5-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -5-ethyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro -7-methyl-5- (tetrahydro Dro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-7-ethyl-5- ( Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5- ( Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-ethyl-5- ( Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5 -(Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, -C] furan-1,3-dione, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2,2,2] An aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride;
Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5, 8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4
'-Bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3', 4,4'-perfluoroisopropylidenediphthalic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 4,4′-biphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthal Acid) dianhydride, m-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenyl ether dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4 '-Diphenylmethane dianhydride, ethylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), propylene glycol-bis (anhydrotrimellitate), 1,4-buta Diol-bis (anhydro trimellitate), 1,6-hexanediol-bis (anhydro trimellitate), 1,8-octanediol-bis (anhydro trimellitate), 2,2-bis (4 And aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as -hydroxyphenyl) propane-bis (anhydrotrimellitate).
Of these, aromatic tetracarboxylic dianhydrides are preferred, more preferably pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4'-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride (4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride), 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 4,4'- Biphthalic dianhydride.
As the component (a1), these tetracarboxylic dianhydrides and their reactive derivatives can be used singly or in combination of two or more.

<(a2)成分;アミノ基含有加水分解性シラン化合物>
一般式(3)中、Rは非加水分解性の有機基であり、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または、炭素数6〜12のアリール基を示す。Rが2つ以上存在する場合には、それぞれ同一または異なっていても良い。一般式(3)中、Rは、アルキル基、フェニル基であることが好ましい。
一般式(3)中、Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基を示す。
置換基を有してもよい−CH−としては、例えば、メチレン基、フルオロメチレン基が挙げられる。置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、テトラフルオロエチレン基が挙げられる。置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブタジエニレン基が挙げられる。置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基としては、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基が挙げられる。置換基を有してもよい二価の芳香族基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラセネディル基、ピリジネディル基、チオフェネディリル基、フルオロフェニレン基、クロロフェニレン基、メチルフェニレン基、シリルフェニレン基、ヒドロキシフェニレン基、アミノフェニレン基、フェニレンメチレンフェニレン基、フェニレンオキシフェニレン基、フェニレンプロピリデンフェニレン基、フェニレン(ヘキサフルオロプロピリデン)フェニレン基が挙げられる。
一般式(3)中、Rは、炭素数1〜20の脂肪族アルキレン基またはフェニレン基であることが好ましい。
<(A2) component; amino group-containing hydrolyzable silane compound>
In General Formula (3), R 1 is a non-hydrolyzable organic group, which represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. . When two or more R 1 are present, they may be the same or different. In general formula (3), R 1 is preferably an alkyl group or a phenyl group.
In General Formula (3), R 2 has a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a substituent. May be an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Indicates.
Examples of —CH 2 — that may have a substituent include a methylene group and a fluoromethylene group. Examples of the alkylene group having 2 to 30 carbon atoms that may have a substituent include an ethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, and a tetrafluoroethylene group. Examples of the alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent include a vinylene group, a propenylene group and a butadienylene group. Examples of the alkynylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent include an ethynylene group, a propynylene group, and a butynylene group. Examples of the divalent aromatic group that may have a substituent include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthracenedil group, a pyridinedyl group, a thiophenedilyl group, a fluorophenylene group, a chlorophenylene group, Examples thereof include a methylphenylene group, a silylphenylene group, a hydroxyphenylene group, an aminophenylene group, a phenylenemethylenephenylene group, a phenyleneoxyphenylene group, a phenylenepropylidenephenylene group, and a phenylene (hexafluoropropylidene) phenylene group.
In general formula (3), R 2 is preferably an aliphatic alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or a phenylene group.

一般式(3)中、Xは加水分解性基を示し、Xが2つ以上存在する場合にはそれぞれ同一または異なっていても良い。前記加水分解性基としては、加水分解してシラノール基を生成することができる基、もしくはシロキサン縮合物を形成することができる基であればよく、例えば、水素原子、炭素数1〜12のアルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、カルボキシル基等が挙げられる。
炭素数1〜12のアルコキシ基の好適な例としては、メトキシ基、エトキシ基が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。アミノ基の好適な例としては、アミノ基、ジメチルアミノ基が挙げられる。カルボキシル基の好適な例としては、アセトキシ基、プチロイルオキシ基が挙げられる。
(a2)上記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物の具体例としては、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、4−アミノブチルトリエトキシシラン、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン、m−アミノフェニルトリメトキシシラン、p−アミノフェニルトリメトキシシラン、3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルジエチルジエトキシシランなどを挙げることができる。
中でも、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、4−アミノブチルトリエトキシシランが好ましく用いられる。
In general formula (3), X represents a hydrolyzable group, and when two or more X exist, they may be the same or different from each other. The hydrolyzable group may be any group that can be hydrolyzed to form a silanol group, or a group that can form a siloxane condensate, such as a hydrogen atom or an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms. Group, halogen atom, amino group, carboxyl group and the like.
Preferable examples of the alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms include a methoxy group and an ethoxy group. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Preferable examples of the amino group include an amino group and a dimethylamino group. Preferable examples of the carboxyl group include an acetoxy group and a ptiloyloxy group.
(A2) Specific examples of the amino group-containing hydrolyzable silane compound represented by the general formula (3) include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 4-aminobutyltriethoxysilane. 3- (m-aminophenoxy) propyltrimethoxysilane, m-aminophenyltrimethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane, 3- (m-aminophenoxy) propyltrimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxy Examples thereof include silane, 3-aminopropylethyldiethoxysilane, and 3-aminopropyldiethyldiethoxysilane.
Of these, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, and 4-aminobutyltriethoxysilane are preferably used.

[(A)成分の調製]
(A)成分を得る方法としては、前記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、前記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物を得る工程1を含み、さらに必要に応じて、前記の工程1において得られた加水分解性シラン化合物を加水分解および/または加水分解縮合する工程2を含む方法が挙げられる。
[Preparation of component (A)]
As a method for obtaining the component (A), at least one acyl compound selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides represented by the general formula (2) and reactive derivatives thereof, and the general formula ( 3) reacting the amino group-containing hydrolyzable silane compound represented by 3) to obtain the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1), and if necessary, The method of including the process 2 of hydrolyzing and / or hydrolytically condensing the hydrolysable silane compound obtained in the process 1 is mentioned.

(工程1)
まず、工程1においては、前記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、前記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて、アミド酸構造を有する加水分解性シラン化合物とした後、前記アミド酸構造のイミド化を行うことにより、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物を得る。
前記(a1)成分と前記(a2)成分を反応させてアミド酸構造を有する加水分解性シラン化合物を得る方法としては、少なくとも1種の(a2)成分を有機溶媒に溶解した後、得られた溶液に、少なくとも1種の(a1)成分を添加し、0〜100℃の温度で、1〜60時間攪拌する方法が挙げられる。
上記有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素等の非プロトン系極性溶媒;クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒等が挙げられる。中でも、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドが好ましい。
これらの溶媒は一種単独で、あるいは2種以上混合して使用することができる。
なお、反応液中の(a1)アシル化合物と(a2)アミノ基含有加水分解性シラン化合物の合計量は、反応液全量の5〜50質量%であることが好ましい。
(Process 1)
First, in step 1, at least one acyl compound selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides represented by the general formula (2) and reactive derivatives thereof, and the general formula (3) By reacting with the amino group-containing hydrolyzable silane compound represented to obtain a hydrolyzable silane compound having an amic acid structure, the imidation of the amic acid structure is performed, whereby the general formula (1) The hydrolyzable silane compound represented is obtained.
As a method for obtaining a hydrolyzable silane compound having an amic acid structure by reacting the component (a1) and the component (a2), it was obtained after dissolving at least one component (a2) in an organic solvent. A method of adding at least one (a1) component to the solution and stirring at a temperature of 0 to 100 ° C. for 1 to 60 hours can be mentioned.
Examples of the organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, N, N′-dimethylimidazolidinone, and tetramethyl. Examples include aprotic polar solvents such as urea; phenolic solvents such as cresol, xylenol, and halogenated phenol. Of these, N-methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide are preferable.
These solvents can be used alone or in combination of two or more.
The total amount of (a1) acyl compound and (a2) amino group-containing hydrolyzable silane compound in the reaction solution is preferably 5 to 50% by mass of the total amount of the reaction solution.

(a1)アシル化合物と(a2)アミノ基含有加水分解性シラン化合物との割合は、成分(a1)の酸無水物基1当量に、成分(a2)のアミノ基が0.9〜1.1当量となる割合が好ましく、0.9〜1.0当量となる割合がより好ましい。(a1)成分の酸無水物基1当量に対して、(a2)成分のアミノ基の量が0.9当量未満、若しくは1.1当量を超えると、未反応の(a1)成分または(a2)成分が残るため、硬化物の信頼性が低下することがある。   The ratio of (a1) acyl compound to (a2) amino group-containing hydrolyzable silane compound is such that 1 equivalent of acid anhydride group of component (a1) and 0.9 to 1.1 of amino group of component (a2). The ratio which becomes an equivalent is preferable, and the ratio which becomes 0.9-1.0 equivalent is more preferable. When the amount of the amino group of the component (a2) is less than 0.9 equivalent or exceeds 1.1 equivalent with respect to 1 equivalent of the acid anhydride group of the component (a1), the unreacted component (a1) or (a2 ) Since the component remains, the reliability of the cured product may be reduced.

なお、アミド酸構造とは、酸無水物基とアミノ基とが反応して生じる、−CO−NH−、及び、−CO−OHを含む構造を有する酸、または、その誘導体(具体的には、例えば、CO−NH−、及び、−CO−OR(ただし、Rはアルキル基等である。)を含む構造を有するもの)をいう。アミド酸構造を有する加水分解性シラン化合物は、加熱等によって、−CO−NH−のHと、−CO−OHのOHとが脱水して、環状の化学構造(−CO−N−CO−)を有するイミド基含有加水分解性シラン化合物となる。   The amido acid structure is an acid having a structure containing —CO—NH— and —CO—OH, which is generated by a reaction between an acid anhydride group and an amino group, or a derivative thereof (specifically, , For example, CO—NH— and —CO—OR (where R is an alkyl group or the like). The hydrolyzable silane compound having an amic acid structure has a cyclic chemical structure (—CO—N—CO—) by dehydrating H of —CO—NH— and OH of —CO—OH by heating or the like. It becomes an imide group-containing hydrolyzable silane compound.

次いで、得られたアミド酸構造を有する加水分解性シラン化合物を、脱水閉環することによりイミド化するが、この方法としては、脱水剤を用いる方法(化学イミド化)や、60℃〜220℃で熱処理する方法(熱イミド化)が挙げられる。
化学イミド化における脱水剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香酸等の酸無水物、もしくは相当する酸クロライド類、ジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボジイミド化合物等が挙げられる。なお、化学イミド化の際には、60〜120℃の温度で加熱することが好ましい。
熱イミド化の場合には、脱水反応で生じる水を系外に除去しながら行うことが好ましい。この際、ベンゼン、トルエン、キシレン等を用いて水を共沸除去することができる。
また、イミド化の際には、必要に応じて、ピリジン、イソキノリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアミノピリジン、イミダゾール等の塩基触媒を用いることができる。
前記の脱水剤又は塩基触媒は、アシル化合物1モルに対し、それぞれ0.1〜8モルの範囲で用いることが好ましい。
イミド化の方法としては、より低温での加熱によってイミド化を行うことができることなどから、化学イミド化が好ましい。
なお、イミド化は、アミド酸構造を有する加水分解性シラン化合物の少なくとも一部、好ましくは75モル%以上、より好ましくは85モル%以上、特に好ましくは95モル%以上をイミド化するように行われる。
得られたイミド基含有加水分解性シラン化合物と有機溶媒とを含む溶液は、そのまま使用することもできるが、イミド基含有加水分解性シラン化合物等を単離した後、有機溶媒に再溶解して用いることもできる。なお、再溶解する有機溶媒としては、上記有機溶媒と同様のものや、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルラクテート等のプロトン系溶媒が挙げられる。イミド基含有加水分解性シラン化合物等を単離する方法としては、イミド基含有加水分解性シラン化合物等及び有機溶媒を含む溶液を乾燥等により濃縮して、イミド基含有加水分解性シラン化合物等を分離する方法が挙げられる。このような操作をすることにより、イミド化の際に使用した脱水触媒(イミド化触媒)の除去も図ることができる。
Next, the hydrolyzable silane compound having an amic acid structure thus obtained is imidized by dehydrating and ring-closing, and as this method, a method using a dehydrating agent (chemical imidization) or 60 ° C. to 220 ° C. A heat treatment method (thermal imidization) can be mentioned.
Examples of the dehydrating agent in chemical imidization include acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and benzoic anhydride, or corresponding acid chlorides, carbodiimide compounds such as dicyclohexylcarbodiimide, and the like. In addition, it is preferable to heat at the temperature of 60-120 degreeC in the case of chemical imidation.
In the case of thermal imidization, it is preferable to carry out while removing water generated by the dehydration reaction out of the system. At this time, water can be removed azeotropically using benzene, toluene, xylene or the like.
In the imidization, a base catalyst such as pyridine, isoquinoline, trimethylamine, triethylamine, N, N-dimethylaminopyridine, or imidazole can be used as necessary.
The dehydrating agent or the base catalyst is preferably used in an amount of 0.1 to 8 moles per mole of the acyl compound.
As the imidization method, chemical imidization is preferable because imidization can be performed by heating at a lower temperature.
The imidization is carried out so as to imidize at least a part of the hydrolyzable silane compound having an amic acid structure, preferably 75 mol% or more, more preferably 85 mol% or more, and particularly preferably 95 mol% or more. Is called.
The solution containing the obtained imide group-containing hydrolyzable silane compound and the organic solvent can be used as it is, but after isolating the imide group-containing hydrolyzable silane compound and the like, it is dissolved again in the organic solvent. It can also be used. Examples of the organic solvent to be redissolved include the same organic solvents as described above, ketone solvents such as methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, and cyclohexanone, and proton solvents such as propylene glycol monomethyl ether and ethyl lactate. As a method for isolating the imide group-containing hydrolyzable silane compound, etc., the solution containing the imide group-containing hydrolyzable silane compound and the like and the organic solvent is concentrated by drying, etc. The method of isolate | separating is mentioned. By performing such an operation, it is possible to remove the dehydration catalyst (imidization catalyst) used in the imidization.

(工程2)
工程2においては、前記工程1で得られた加水分解性シラン化合物の加水分解および/または加水分解縮合、好ましくは加水分解縮合を行う。
工程2を行うことにより、(A)成分に加水分解物および/または加水分解縮合物(好ましくは加水分解縮合物)が含まれるため、より優れたクラック耐性を有する硬化膜を得ることができる。
加水分解性シラン化合物を、加水分解および/または加水分解縮合する方法としては、特に限定されないが、例えば下記1)〜3)の工程からなる方法を挙げることができる。
1)前記一般式(1)に示す加水分解性シラン化合物を、攪拌機付の容器内に収容する。
2)次いで、得られた溶液の粘度を調節しながら、有機溶媒を容器内にさらに収容し、混合溶液とする。なお必要に応じて触媒を添加することもできる。
3)得られた混合溶液を、空気雰囲気中において、有機溶媒もしくは加水分解性シラン化合物の沸点以下の温度で攪拌しながら、水を滴下した後、0〜150℃で、1〜24時間の間加熱攪拌する。なお、加熱攪拌中、必要に応じて蒸留によって混合溶液を濃縮したり、あるいは有機溶媒を置換することも好ましい。
(Process 2)
In step 2, the hydrolyzable silane compound obtained in step 1 is hydrolyzed and / or hydrolyzed, preferably hydrolyzed.
By performing step 2, since a hydrolyzate and / or a hydrolyzed condensate (preferably a hydrolyzed condensate) is contained in the component (A), a cured film having better crack resistance can be obtained.
Although it does not specifically limit as a method of hydrolyzing and / or hydrolytically condensing a hydrolysable silane compound, For example, the method which consists of the process of following 1) -3) can be mentioned.
1) The hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) is accommodated in a container equipped with a stirrer.
2) Next, an organic solvent is further accommodated in the container while adjusting the viscosity of the obtained solution to obtain a mixed solution. A catalyst may be added as necessary.
3) After stirring the obtained mixed solution at a temperature not higher than the boiling point of the organic solvent or hydrolyzable silane compound in an air atmosphere, at 0 to 150 ° C. for 1 to 24 hours. Stir with heating. In addition, during heating and stirring, it is also preferable to concentrate the mixed solution by distillation or replace the organic solvent as necessary.

前記触媒としては、加水分解反応及び縮合反応を促進するものであれば特に制限はなく、例えば酸又は塩基等の触媒が挙げられる。酸としては、例えばギ酸、酢酸、シュウ酸等の1価又は多価の有機酸;塩酸、リン酸、硫酸等の無機酸;Ti、Zr、Al、B等の無機塩、アルコキシド、カルボキシレート等のルイス酸等が挙げられる。塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア等の無機塩基;トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類等が挙げられる。これらは単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。触媒を使用する場合における触媒の使用量は、使用する触媒の種類によっても異なるが、通常、全シラン化合物に対して、0.001〜5質量%の範囲であるのが好ましく、0.002〜1質量%の範囲であるのがより好ましい。   The catalyst is not particularly limited as long as it promotes a hydrolysis reaction and a condensation reaction, and examples thereof include an acid or base catalyst. Examples of the acid include monovalent or polyvalent organic acids such as formic acid, acetic acid and oxalic acid; inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid and sulfuric acid; inorganic salts such as Ti, Zr, Al and B, alkoxides and carboxylates And Lewis acid. Examples of the base include hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide; inorganic bases such as ammonia; amines such as trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine and diethanolamine Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of catalyst used in the case of using a catalyst varies depending on the type of catalyst used, but is usually preferably in the range of 0.001 to 5 mass% with respect to the total silane compound, and 0.002 to The range of 1% by mass is more preferable.

前記溶媒としては、通常、大気圧下での沸点が50〜200℃の範囲内の値を有し、各成分を均一に溶解させることのできる有機溶媒であるのが好ましく、例えばエーテル;エステル;ケトン;脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素;1価アルコール、多価アルコール等のアルコール;含窒素化合物、含硫黄化合物等の含ヘテロ原子化合物等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用しても二種以上を組み合わせて使用してもよい。
溶媒の使用量は、加水分解性シラン化合物100質量部に対して、1〜1000質量部であるのが好ましく、10〜100質量部であるのがより好ましい。
Usually, the solvent is preferably an organic solvent having a boiling point in the range of 50 to 200 ° C. under atmospheric pressure and capable of uniformly dissolving each component, for example, ether; ester; Examples include ketones; hydrocarbons such as aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons; alcohols such as monohydric alcohols and polyhydric alcohols; heteroatom-containing compounds such as nitrogen-containing compounds and sulfur-containing compounds. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
It is preferable that it is 1-1000 mass parts with respect to 100 mass parts of hydrolysable silane compounds, and, as for the usage-amount of a solvent, it is more preferable that it is 10-100 mass parts.

ここで、感放射線性組成物の硬化性、粘度等を調整するために、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物以外の加水分解性シラン化合物を混合させて、シロキサンオリゴマーを調製することもできる。この場合、前記1)の工程で一般式(1)の加水分解性シラン化合物と他の加水分解性シラン化合物とを添加して混合した後に、加熱し反応させることができる。
他のシラン化合物としては、例えば、下記一般式(4)または(5)で表される化合物が挙げられる。
Si(OR4−a ・・・(4)
(一般式(4)中、Rは水素原子、フッ素原子または1価の有機基を示し、複数存在するRは同一または異なってもよい。Rは1価の有機基を示し、複数存在するRは同一または異なってもよい。aは0〜3の整数を示す。)
(RO)3−bSi−(R−O−Si(OR3−c ・・・(5)
(一般式(5)中、R〜Rは同一または異なり、それぞれ水素原子、フッ素原子、1価の有機基を示し、bおよびcは同一または異なり、それぞれ0〜2の数を示し、Rはフェニレン基または−(CH−で表される基(ここで、mは1〜6の整数である)を示し、dならびにeは0または1を示す。)
Here, in order to adjust the curability, viscosity, etc. of the radiation-sensitive composition, a hydrolyzable silane compound other than the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1) is mixed to obtain a siloxane oligomer. It can also be prepared. In this case, the hydrolyzable silane compound of the general formula (1) and the other hydrolyzable silane compound are added and mixed in the step 1), and then heated and reacted.
Examples of the other silane compounds include compounds represented by the following general formula (4) or (5).
R 3 a Si (OR 4 ) 4-a (4)
(In General Formula (4), R 3 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a monovalent organic group, and a plurality of R 3 may be the same or different. R 4 represents a monovalent organic group, and R 4 present may be the same or different, and a represents an integer of 0 to 3.)
R 5 b (R 6 O) 3-b Si- (R 9) d -O e -Si (OR 7) 3-c R 8 c ··· (5)
(In General Formula (5), R 5 to R 8 are the same or different, and each represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group, b and c are the same or different, and each represents a number of 0 to 2, R 9 represents a phenylene group or a group represented by — (CH 2 ) m — (wherein m is an integer of 1 to 6), and d and e represent 0 or 1.)

前記一般式(4)において、R、Rで示される1価の有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、グリシジル基等を挙げることができる。中でも、R、Rで表される1価の有機基は、アルキル基またはフェニル基であることが好ましい。
前記アルキル基は、炭素数1〜5であることが好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらのアルキル基は鎖状でも、分岐していてもよく、さらに水素原子がフッ素原子等に置換されていてもよい。前記アルケニル基としては、例えばビニル基、プロペニル基、3−ブテニル基、3−ペンテニル基、3−ヘキセニル基を挙げることができる。前記アリール基としては、フェニル基、ナフチル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基等を挙げることができる。
一般式(4)において、a=0の化合物の例としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、テトラフェノキシシランなどを挙げることができる。特に好ましくは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランである。
一般式(4)において、a=1の化合物の例としては、例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−iso−プロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、iso−ブチルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン、ベンジルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
一般式(4)において、a=2の化合物の例としては、例えば、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどを挙げることができる。
一般式(4)において、a=3の化合物の例としては、例えば、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル−n−プロポキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチル−n−プロポキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニル−エトキシシラン、トリフェニル−n−プロポキシシランなどを挙げることができる。
これらは1種単独であるいは2種以上を併用して用いることができる。
In the general formula (4), examples of the monovalent organic group represented by R 3 and R 4 include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, and a glycidyl group. Among them, the monovalent organic group represented by R 3 and R 4 is preferably an alkyl group or a phenyl group.
The alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. These alkyl groups may be chain-like or branched, and a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom or the like. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a propenyl group, a 3-butenyl group, a 3-pentenyl group, and a 3-hexenyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a methylphenyl group, an ethylphenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, and a fluorophenyl group.
In the general formula (4), examples of a = 0 compounds include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec. -Butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, tetraphenoxysilane and the like can be mentioned. Particularly preferred are tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.
In the general formula (4), examples of the compound of a = 1 include, for example, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane. , Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, iso-butyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenethyltrimethoxysilane, Examples thereof include benzyltriethoxysilane.
In the general formula (4), examples of the compound of a = 2 include, for example, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, and cyclohexylmethyldimethoxysilane. , Diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and the like.
In the general formula (4), examples of the compound of a = 3 include, for example, dimethylmethoxysilane, dimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethyl-n-propoxysilane, triethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, Examples include triethyl-n-propoxysilane, triphenylmethoxysilane, triphenyl-ethoxysilane, triphenyl-n-propoxysilane, and the like.
These can be used alone or in combination of two or more.

前記一般式(5)において、R〜Rで示される1価の有機基としては、上記一般式(4)のR、Rとして例示したものと同様の基を挙げることができる。
一般式(5)において、d=e=0である化合物の好適な例としては、ヘキサメトキシジシラン、ヘキサエトキシジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラエトキシ−1,2−ジメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメトキシ−1,2−ジフェニルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジエトキシ−1,1,2,2−テトラメチルジシラン、1,2−ジメトキシ−1,1,2,2−テトラフェニルジシランなどを挙げることができる。
一般式(5)において、d=1、e=0である化合物の好適な例としては、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−1−(トリメトキシシリル)メタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−1−(トリエトキシシリル)メタン、1−(ジメトキシメチルシリル)−2−(トリメトキシシリル)エタン、1−(ジエトキシメチルシリル)−2−(トリエトキシシリル)エタン、ビス(ジメトキシメチルシリル)メタン、ビス(ジエトキシメチルシリル)メタン、1,2−ビス(ジメトキシメチルシリル)エタン、1,2−ビス(ジエトキシメチルシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,3−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリメトキシシリルエチルベンゼン)などを挙げることができる。
一般式(5)において、d=1、e=1である化合物の好適な例としては、1−(トリメトキシシリル)−1−(トリメトキシシロキシ)メタン、1−(トリメトキシシリル)−2−(トリメトキシシロキシ)エタン、1−(トリエトキシシリル)−1−(トリメトキシシロキシ)メタン、1−(トリエトキシシリル)−2−(トリメトキシシロキシ)エタンなどを挙げることができる。
上述した化合物は、1種単独であるいは2種以上を併用して用いることができる。
他のシラン化合物の配合割合は、一般式(1)に示す加水分解性シラン化合物との合計量中、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、特に好ましくは60質量%以下である。
In the general formula (5), examples of the monovalent organic group represented by R 5 to R 8 include the same groups as those exemplified as R 3 and R 4 in the general formula (4).
In the general formula (5), preferred examples of the compound in which d = e = 0 include hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1, 1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetramethyl Examples include disilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, and the like.
In the general formula (5), preferable examples of the compound where d = 1 and e = 0 are bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl). Ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -1- (trimethoxysilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, -(Dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (diethoxymethylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (diethoxymethylsilyl) ethane, bis (trimethoate) Sisilyl) hexane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) Examples thereof include benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilylethylbenzene) and the like.
In the general formula (5), preferred examples of the compound where d = 1 and e = 1 are 1- (trimethoxysilyl) -1- (trimethoxysiloxy) methane, 1- (trimethoxysilyl) -2. Examples include-(trimethoxysiloxy) ethane, 1- (triethoxysilyl) -1- (trimethoxysiloxy) methane, 1- (triethoxysilyl) -2- (trimethoxysiloxy) ethane, and the like.
The above-mentioned compounds can be used alone or in combination of two or more.
The blending ratio of the other silane compound is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and particularly preferably 60% by mass or less in the total amount with the hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1). is there.

[(B)成分]
(B)成分は、光酸発生剤である。ここで、光酸発生剤は、光等のエネルギー線を照射することにより、(A)成分(上記加水分解性シラン化合物、その加水分解物、及びその加水分解縮合物)を光硬化(架橋)可能な酸性活性物質を放出することができる化合物と定義される。なお、光酸発生剤を分解させて、カチオンを発生するために照射する光エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、γ線等を挙げることができる。中でも、一定のエネルギーレベルを有し、硬化速度が大(速く)であり、しかも照射装置が比較的安価で、小型であることから、紫外線を使用することが好ましい。
[Component (B)]
The component (B) is a photoacid generator. Here, the photoacid generator is photocured (crosslinked) by irradiating energy rays such as light to (A) component (the hydrolyzable silane compound, hydrolyzate thereof, and hydrolyzed condensate thereof). Defined as a compound capable of releasing possible acidic active substances. In addition, visible light, ultraviolet rays, infrared rays, X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays and the like can be given as light energy rays irradiated to decompose the photoacid generator and generate cations. Among them, it is preferable to use ultraviolet rays because it has a constant energy level, has a high (fast) curing rate, and the irradiation device is relatively inexpensive and compact.

また、感放射線性組成物に、光酸発生剤とともに後述するラジカル発生剤を併用することも好ましい。中性の活性物質であるラジカルは、シラノール基の縮合反応を促進することはないが、(A)成分中にラジカル重合性の官能基が含まれる場合に、かかる官能基の重合を促進させることができる。したがって、光硬化性組成物をより効率的に硬化させることができる。   Moreover, it is also preferable to use together the radical generator mentioned later with a photoacid generator with a radiation sensitive composition. The radical which is a neutral active substance does not promote the condensation reaction of the silanol group, but when the radically polymerizable functional group is contained in the component (A), it promotes the polymerization of the functional group. Can do. Therefore, the photocurable composition can be cured more efficiently.

光酸発生剤としては、一般式(6)で表される構造を有するオニウム塩(第1群の化合物)や一般式(7)で表される構造を有するスルフォン酸誘導体(第2群の化合物)を挙げることができる。
[R10 11 12 13 W]+m[MZm+n−m (6)
[一般式(6)中、カチオンはオニウムイオンであり、WはS、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、I、Br、Clまたは−N≡Nであり、R10、R11、R12およびR13は同一または異なる有機基であり、a、b、cおよびdはそれぞれ0〜3の整数であって、(a+b+c+d)は、(Wの価数+m)に等しい。また、Mはハロゲン化物錯体[MXm+n]の中心原子を構成する金属またはメタロイドであり、例えばB、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Coである。Zは、例えばF、Cl、Br等のハロゲン原子またはアリール基であり、mはハロゲン化物錯体イオンの正味の電荷であり、nはMの原子価である。]
−〔S(=O)−R14 (7)
[一般式(7)中、Qは1価もしくは2価の有機基、R14は炭素数1〜12の1価の有機基、sは0又は1、tは1又は2である。]
Examples of the photoacid generator include onium salts having a structure represented by the general formula (6) (first group of compounds) and sulfonic acid derivatives having a structure represented by the general formula (7) (second group of compounds). ).
[R 10 a R 11 b R 12 c R 13 d W] + m [MZ m + n] -m (6)
[In General Formula (6), the cation is an onium ion, W is S, Se, Te, P, As, Sb, Bi, O, I, Br, Cl, or —N≡N, and R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are the same or different organic groups, a, b, c and d are each an integer of 0 to 3, and (a + b + c + d) is equal to (valence of W + m). M is a metal or metalloid constituting the central atom of the halide complex [MX m + n ], for example, B, P, As, Sb, Fe, Sn, Bi, Al, Ca, In, Ti, Zn, Sc, V, Cr, Mn, and Co. Z is, for example, a halogen atom or an aryl group such as F, Cl, Br, etc., m is the net charge of the halide complex ion, and n is the valence of M. ]
Q s − [S (═O) 2 —R 14 ] t (7)
[In General Formula (7), Q is a monovalent or divalent organic group, R 14 is a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms, s is 0 or 1, and t is 1 or 2. ]

まず、第1群の化合物であるオニウム塩は、光を受けることにより酸性活性物質を放出することができる化合物である。一般式(6)におけるアニオン[MZm+n]の具体例としては、テトラフルオロボレート(BF )、ヘキサフルオロホスフェート(PF )、ヘキサフルオロアンチモネート(SbF )、ヘキサフルオロアルセネート(AsF )、ヘキサクロルアンチモネート(SbCl )、テトラフェニルボレート、テトラキス(トリフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロメチルフェニル)
ボレート等が挙げられる。
また、一般式(6)におけるアニオン[MZm+n]の代わりに、一般式[MZOH]で表されるアニオンを使用することも好ましい。さらに、過塩素酸イオン(ClO )、トリフルオロメタンスルフォン酸イオン(CFSO )、フルオロスルフォン酸イオン(FSO )、トルエンスルフォン酸イオン、トリニトロベンゼンスルフォン酸アニオン、トリニトロトルエンスルフォン酸アニオン等の他のアニオンを有するオニウム塩を使用することもできる。
第1群の化合物のうち、より有効なオニウム塩は芳香族オニウム塩であり、特に好ましくはトリアリールスルホニウム塩、下記一般式(8)で表される化合物、下記一般式(9)で表されるジアリールヨードニウム塩あるいはトリアリールヨードニウム塩である。

Figure 2010039023
[一般式(8)中、R15およびR16は、それぞれ独立して水素原子又はアルキル基、R17は水酸基または−OR17(但し、R17は1価の有機基である。)を示し、aは4〜7の整数、bは1〜7の整数である。ナフタレン環への各置換基の結合位置は特に限定されない。]
[R18−Ar−I−Ar−R19][Y] (9)
[一般式(9)中、R18およびR19は、それぞれ1価の有機基であり、同一でも異なっていてもよく、R18およびR19の少なくとも一方は炭素数が4以上のアルキル基を有しており、ArおよびArはそれぞれ芳香族基であり、同一でも異なっていてもよく、Yは1価の陰イオンであり、周期律表3族、5族のフッ化物陰イオンもしくは、ClO 、CF 、SO から選ばれる陰イオンである。]
一般式(8)で表される化合物としては、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ブトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4,7−ジヒドロキシ)−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(4,7−ジ−t−ブトキシ)−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネートなどが挙げられる。
さらに、ジアリールヨードニウム塩としては、具体的に、(4−n−デシロキシフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムトリフルオロスルホネート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、〔4−(2−ヒドロキシ−n−テトラデシロキシ)フェニル〕フェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメチルスルフォネート等の1種または2種以上の組み合わせを挙げることができる。 First, an onium salt that is a compound of the first group is a compound that can release an acidic active substance by receiving light. Specific examples of the anion [MZ m + n ] in the general formula (6) include tetrafluoroborate (BF 4 ), hexafluorophosphate (PF 6 ), hexafluoroantimonate (SbF 6 ), hexafluoroarsenate ( AsF 6 -), hexa-chloro antimonate (SbCl 6 -), tetraphenylborate, tetrakis (trifluoromethylphenyl) borate, tetrakis (pentafluorophenyl methylphenyl)
Examples include borate.
Further, instead of the anion [MZ m + n] in the general formula (6), the general formula - it is also preferable to use the anion represented by [MZ n OH]. Furthermore, perchlorate ion (ClO 4 ), trifluoromethane sulfonate ion (CF 3 SO 4 ), fluorosulfonate ion (FSO 4 ), toluene sulfonate ion, trinitrobenzene sulfonate anion, trinitrotoluene sulfonate Onium salts having other anions such as anions can also be used.
Among the compounds of the first group, more effective onium salts are aromatic onium salts, particularly preferably triarylsulfonium salts, compounds represented by the following general formula (8), and represented by the following general formula (9). Diaryl iodonium salt or triaryl iodonium salt.
Figure 2010039023
[In General Formula (8), R 15 and R 16 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, R 17 represents a hydroxyl group or —OR 17 (where R 17 is a monovalent organic group). , A is an integer of 4-7, b is an integer of 1-7. The bonding position of each substituent to the naphthalene ring is not particularly limited. ]
[R 18 -Ar 1 -I + -Ar 2 -R 19] [Y -] (9)
[In General Formula (9), R 18 and R 19 are each a monovalent organic group, which may be the same or different, and at least one of R 18 and R 19 represents an alkyl group having 4 or more carbon atoms. Each of Ar 1 and Ar 2 is an aromatic group, which may be the same or different, and Y is a monovalent anion, and is a group 3 or group 5 fluoride anion of the periodic table. Alternatively, it is an anion selected from ClO 4 , CF 3 and SO 3 . ]
Examples of the compound represented by the general formula (8) include 4-hydroxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 4-butoxy-1-naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4,7- And dihydroxy) -naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, 1- (4,7-di-t-butoxy) -naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate, and the like.
Further, as the diaryl iodonium salt, specifically, (4-n-decyloxyphenyl) phenyl iodonium hexafluoroantimonate, [4- (2-hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyl iodonium hexafluoroantimonate [4- (2-hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyliodonium trifluorosulfonate, [4- (2-hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyliodonium hexafluorophosphate, [4- (2 -Hydroxy-n-tetradecyloxy) phenyl] phenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium hexafluorophosphate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluorosulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (dodecylphenyl) Examples thereof include one or a combination of two or more of iodonium tetrafluoroborate, bis (dodecylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (dodecylphenyl) iodonium trifluoromethylsulfonate, and the like.

また、第2群の化合物としての一般式(7)で表されるスルフォン酸誘導体の例を示すと、ジスルホン類、ジスルホニルジアゾメタン類、ジスルホニルメタン類、スルホニルベンゾイルメタン類、イミドスルホネート類、ベンゾインスルホネート類、1−オキシ−2−ヒドロキシ−3−プロピルアルコールのスルホネート類、ピロガロールトリスルホネート類、ベンジルスルホネート類を挙げることができる。これらのうち、イミドスルホネート類が好ましく、さらに好ましくはイミドスルホネートのうち、トリフルオロメチルスルホネート誘導体である。   Examples of the sulfonic acid derivative represented by the general formula (7) as the second group of compounds include disulfones, disulfonyldiazomethanes, disulfonylmethanes, sulfonylbenzoylmethanes, imidosulfonates, benzoin. Examples include sulfonates, sulfonates of 1-oxy-2-hydroxy-3-propyl alcohol, pyrogallol trisulfonates, and benzyl sulfonates. Of these, imide sulfonates are preferable, and among imide sulfonates, trifluoromethyl sulfonate derivatives are more preferable.

本発明の感放射線性組成物中、(A)成分(イミノ基含有加水分解性化合物、その加水分解物、その加水分解縮合物)と(B)成分(光酸発生剤)との配合割合は、特に制限されるものではないが、(A)成分100質量部に対して、(B)成分が0.1〜15質量部の範囲内の値とするのが好ましい。(B)成分の添加量が0.1質量部未満であると、感放射線性組成物の硬化性が低下し、十分な硬化速度が得られないことがある。一方、(B)成分の添加量が15質量部を超えると、得られる硬化物の耐候性や耐熱性が低下することがある。硬化性と得られる硬化物の耐候性等とのバランスがより良好な観点から、(B)成分は、(A)成分100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜5質量部の範囲内の値とすることが最も好ましい。   In the radiation-sensitive composition of the present invention, the blending ratio of component (A) (imino group-containing hydrolyzable compound, hydrolyzate thereof, hydrolysis condensate thereof) and component (B) (photoacid generator) is Although it does not restrict | limit in particular, It is preferable that (B) component shall be the value within the range of 0.1-15 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component. When the amount of component (B) added is less than 0.1 parts by mass, the curability of the radiation-sensitive composition is lowered, and a sufficient curing rate may not be obtained. On the other hand, when the addition amount of (B) component exceeds 15 mass parts, the weather resistance and heat resistance of the obtained hardened | cured material may fall. From the viewpoint of a better balance between curability and the weather resistance of the resulting cured product, the component (B) has a value within the range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). More preferably, the value is most preferably in the range of 0.1 to 5 parts by mass.

また、本発明の感放射線性組成物には、上述の(A)成分、(B)成分以外にも、上述した成分以外に、ラジカル性光重合開始剤、光増感剤、有機溶剤、重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、無機充填剤、顔料、染料等の添加剤をさらに含有させることができる。
本発明の感放射線硬化性組成物は、常法により上記(A)成分、(B)成分、及びその他任意成分を混合することにより調製することができる。
In addition to the above-described components (A) and (B), the radiation-sensitive composition of the present invention includes a radical photopolymerization initiator, a photosensitizer, an organic solvent, and a polymerization agent in addition to the components described above. Addition of inhibitors, polymerization initiation aids, leveling agents, wettability improvers, surfactants, plasticizers, UV absorbers, antioxidants, antistatic agents, silane coupling agents, inorganic fillers, pigments, dyes, etc. An agent can be further contained.
The radiation sensitive curable composition of this invention can be prepared by mixing the said (A) component, (B) component, and another arbitrary component by a conventional method.

[パターン形成方法]
本発明の感放射線性組成物を用いてパターンを形成する方法は、まず基板に本発明のポジ型感放射線性組成物を塗布し、加熱により半硬化させ、パターン露光させた後に中和反応を促す露光後ベークを行い、現像液で露光部分を除去するものである。
以下、具体例を挙げながら説明する。
(1)基板の準備
まず、平坦な表面を有する基板を用意する。この基板の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。
(2)塗膜の形成
次に、感放射線性組成物を基板に塗布し、乾燥または加熱して塗膜を形成する。ここで、感放射線性組成物の塗布方法としては、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、カーテンコート法、グラビア印刷法、シルクスクリーン法、またはインクジェット法等の方法を用いることができる。このうち、特に均一な厚さの塗膜が得られることから、スピンコート法を採用することがより好ましい。
また、感放射線性組成物からなる塗膜は、塗布後、50〜200℃で、例えば0.1分〜1時間、プリベークすることが好ましい。ここで塗膜は現像液に対して溶解し、かつタックが出ない半硬化した状態が望ましく、よって50〜150℃の範囲がより好ましい。
(3)放射線照射
塗膜の上面に対して、所定のパターンに従って、例えば所定のラインパターンを有するフォトマスクを介して放射線の照射を行う。ここに、照射される放射線の種類としては、特に制限されるものではなく、可視光、紫外線、赤外線、X線、などを用いることができるが、通常、200〜450nmの紫外〜可視領域の光、好ましくは波長365nmの紫外線を含む光が用いられる。波長200〜450nmでの照射は、照度が1〜1,000mW/cm2、照射量が0.01〜5,000mJ/cm2、好ましくは0.1〜1,000mJ/cm2となるように行なわれて露光される。そして、放射線(紫外線)の照射装置としては、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ等を用いることが好ましい。
(4)加熱処理
次に、露光後、加熱処理を行うことが好ましい。その加熱条件は、感放射線性組成物の配合組成、添加剤の種類等により変わるが、通常、30〜200℃、好ましくは50〜150℃である。
(5)現像
このようにして所定のパターンに従ってパターン露光し、選択的に硬化させた薄膜に対しては、硬化部分と未硬化部分との溶解性の差異を利用して、現像処理することができる。したがって、パターン露光後、未硬化部分を除去するとともに、硬化部分を残存させることにより、結果として、パターンを形成することができる。
ここで、現像液としては、有機溶媒、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、N−メチルピロリドン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノナンなどのアルカリ類からなるアルカリ水溶液等を用いることができる。
また、アルカリ水溶性を使用する場合、その濃度を、通常0.05〜25質量%、好ましくは0.1〜3.0質量%の範囲内の値とすることが好ましい。
なお、このようなアルカリ水溶液に、メタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒や界面活性剤などを適当量添加して、現像液として使用することも好ましい。
また、現像時間は、通常30〜600秒間であり、また現像方法は液盛り法、ディッピング法、シャワー現像法などの公知の方法を採用することができる。
現像液として有機溶媒を用いた場合はそのまま風乾することにより、また、アルカリ水溶液を用いた場合には流水洗浄を、例えば30〜90秒間行い、圧縮空気や圧縮窒素等で風乾させることによって表面上の水分を除去することにより、パターン状被膜が形成される。
(6)現像後の加熱処理
次いで、パターニング部をさらに硬化させるために、ホットプレートやオーブンなどの加熱装置により、例えば30〜350℃の温度で5〜600分間加熱処理すると、硬化した塗膜が形成される。加熱温度としては、100℃〜340℃であることが好ましく、150℃〜330℃であることがさらに好ましく、200℃〜320℃であることが特に好ましい。なお、硬化した塗膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.1μm〜100μmであり、より好ましくは1μm〜50μmであり、さらに好ましくは3μm〜30μmであり、特に好ましくは5μm〜20μmである。なお、本発明によると、クラックの発生を伴うことなく、10μm以上の厚さの硬化した塗膜を得ることができる。
[Pattern formation method]
In the method of forming a pattern using the radiation-sensitive composition of the present invention, the positive radiation-sensitive composition of the present invention is first applied to a substrate, semi-cured by heating, and subjected to pattern exposure, followed by a neutralization reaction. A post-exposure bake is performed to remove the exposed portion with a developer.
Hereinafter, a specific example will be described.
(1) Preparation of substrate First, a substrate having a flat surface is prepared. The type of the substrate is not particularly limited, and for example, a silicon substrate or a glass substrate can be used.
(2) Formation of coating film Next, the radiation-sensitive composition is applied to a substrate and dried or heated to form a coating film. Here, as a coating method of the radiation sensitive composition, a spin coating method, a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a curtain coating method, a gravure printing method, a silk screen method, an ink jet method or the like is used. Can be used. Among these, it is more preferable to employ the spin coat method because a coating film having a uniform thickness can be obtained.
Moreover, it is preferable to pre-bake the coating film which consists of a radiation sensitive composition at 50-200 degreeC after application | coating, for example for 0.1 minute-1 hour. Here, the coating film is desirably in a semi-cured state in which the coating film dissolves in the developing solution and does not cause tackiness, and thus a range of 50 to 150 ° C. is more preferable.
(3) Radiation irradiation The upper surface of the coating film is irradiated with radiation according to a predetermined pattern, for example, through a photomask having a predetermined line pattern. Here, the type of radiation to be irradiated is not particularly limited, and visible light, ultraviolet light, infrared light, X-rays, and the like can be used. Usually, light in the ultraviolet to visible region of 200 to 450 nm is used. Preferably, light including ultraviolet light having a wavelength of 365 nm is used. Irradiation at a wavelength of 200 to 450 nm is such that the illuminance is 1 to 1,000 mW / cm 2 and the irradiation amount is 0.01 to 5,000 mJ / cm 2 , preferably 0.1 to 1,000 mJ / cm 2. Done and exposed. For example, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or an excimer lamp is preferably used as a radiation (ultraviolet) irradiation device.
(4) Heat treatment Next, it is preferable to perform heat treatment after exposure. The heating conditions vary depending on the composition of the radiation-sensitive composition, the type of additive, and the like, but are usually 30 to 200 ° C, preferably 50 to 150 ° C.
(5) Development The thin film that has been subjected to pattern exposure according to a predetermined pattern and selectively cured in this manner can be developed using the difference in solubility between the cured portion and the uncured portion. it can. Therefore, after pattern exposure, while removing an uncured portion and leaving a cured portion, a pattern can be formed as a result.
Here, the developer is an organic solvent, or sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine. , Methyldiethylamine, N-methylpyrrolidone, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene An aqueous alkali solution composed of alkalis such as 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -5-nonane can be used.
Moreover, when using alkali water solubility, it is preferable to make the density | concentration into the value within the range of 0.05-25 mass% normally, Preferably it is 0.1-3.0 mass%.
In addition, it is also preferable to add an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant or the like to such an alkaline aqueous solution and use it as a developer.
The developing time is usually 30 to 600 seconds, and a known method such as a liquid piling method, a dipping method, or a shower developing method can be adopted as the developing method.
When an organic solvent is used as the developer, it is air-dried as it is, and when an alkaline aqueous solution is used, it is washed with running water, for example, for 30 to 90 seconds, and then air-dried with compressed air, compressed nitrogen, etc. By removing the moisture, a patterned film is formed.
(6) Heat treatment after development Then, in order to further cure the patterning portion, when the heat treatment is performed at a temperature of, for example, 30 to 350 ° C. for 5 to 600 minutes using a heating device such as a hot plate or an oven, the cured coating film is formed. It is formed. The heating temperature is preferably 100 ° C to 340 ° C, more preferably 150 ° C to 330 ° C, and particularly preferably 200 ° C to 320 ° C. The thickness of the cured coating film is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 1 μm to 50 μm, still more preferably 3 μm to 30 μm, and particularly preferably 5 μm to 20 μm. It is. According to the present invention, a cured coating film having a thickness of 10 μm or more can be obtained without generating cracks.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[(A)成分の調製]
(原料アルコキシシランの合成)
窒素気流下、フラスコに3−アミノプロピルトリエトキシシラン(22.14g)、ジメチルアセトアミド(61.37g)を入れ、攪拌した。次に、窒素気流下、水浴でフラスコを冷やしながらピロメリット酸二無水物(10.91g)を添加し、室温で6時間攪拌後、18時間室温で放置した。次いで、無水酢酸(15.31g)、ピリジン(19.78g)を添加し、110℃で6時間攪拌した。反応後、エバポレーターで触媒及び溶剤を除去した。これを「化合物−1」とする。
以下、同様にして表1に示すように「化合物−2」〜「化合物−4」を合成した。
(シロキサンオリゴマー溶液の合成)
撹拌機、還流管付のフラスコに、化合物−1(19.77g)、フェニルトリメトキシシラン(25.10)、1−メトキシ−2−プロパノール(21.82g)を添加、攪拌した後、溶液の温度を60℃に加熱した。次いで、蒸留水(12.3g)を滴下し、滴下終了後、溶液を120℃にて3時間攪拌した。そして、最終的に固形分を50質量%に調整した(A)成分の1−メトキシ−2−プロパノール溶液を得た。これを「シロキサンオリゴマー溶液A−1」とする。
以下、同様にして表2に示すように「A−2」〜「A−7」、「A’−1」、「A’−2」を合成した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Preparation of component (A)]
(Synthesis of raw material alkoxysilane)
Under a nitrogen stream, 3-aminopropyltriethoxysilane (22.14 g) and dimethylacetamide (61.37 g) were placed in a flask and stirred. Next, pyromellitic dianhydride (10.91 g) was added while cooling the flask in a water bath under a nitrogen stream, stirred at room temperature for 6 hours, and then allowed to stand at room temperature for 18 hours. Next, acetic anhydride (15.31 g) and pyridine (19.78 g) were added, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 6 hours. After the reaction, the catalyst and the solvent were removed with an evaporator. This is designated as “Compound-1”.
In the same manner, “Compound-2” to “Compound-4” were synthesized as shown in Table 1.
(Synthesis of siloxane oligomer solution)
To a flask equipped with a stirrer and a reflux tube, compound-1 (19.77 g), phenyltrimethoxysilane (25.10), and 1-methoxy-2-propanol (21.82 g) were added and stirred. The temperature was heated to 60 ° C. Then, distilled water (12.3 g) was added dropwise, and after completion of the addition, the solution was stirred at 120 ° C. for 3 hours. And the 1-methoxy-2-propanol solution of (A) component which finally adjusted solid content to 50 mass% was obtained. This is designated as “siloxane oligomer solution A-1.”
In the same manner, as shown in Table 2, “A-2” to “A-7”, “A′-1”, and “A′-2” were synthesized.

Figure 2010039023
Figure 2010039023

Figure 2010039023
Figure 2010039023

[感放射線性組成物の調製]
シロキサンオリゴマー溶液A−1((A)成分)30.00g(固形分および有機溶媒)に対し、1−(4,7−ジ−t−ブトキシ)−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート((B)成分)0.15g、ジグリセリンEO付加物パーフルオロノニネルエーテル0.03gを添加し、均一に混合することにより、「組成物1」を得た。
以下、同様にして表3に示すように、「組成物2」〜「組成物9」を調製した。
[Preparation of radiation-sensitive composition]
1- (4,7-di-t-butoxy) -naphthyltetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate ((B) with respect to 30.00 g (solid content and organic solvent) of the siloxane oligomer solution A-1 (component (A)) ) Component) 0.15 g and diglycerin EO adduct perfluorononinel ether 0.03 g were added and mixed uniformly to obtain “Composition 1”.
In the same manner, as shown in Table 3, “Composition 2” to “Composition 9” were prepared.

Figure 2010039023
Figure 2010039023

[実施例1〜実施例7、比較例1〜2]
得られた組成物を用いて、下記の方法により耐クラック性、パターニング性、耐熱性を評価した。
[クラック耐性]
組成物をシリコン基板上に厚さ10μmになるようにスピンコータで塗布し、この塗膜を120℃で1分間乾燥させた後、波長365nm、照度20mW/cmの紫外線を露光機にて1分間照射し、その後、300℃にて1時間加熱、自然冷却し、組成物の硬化膜を作製した。得られた硬化膜を、光学顕微鏡にてクラック発生の有無を観察し、クラックが確認されなかった場合を「○」、確認された場合を「×」とした。
[パターニング性]
組成物をシリコン基板上に厚さ10μmになるようにスピンコータで塗布し、この塗膜を100℃で3分間乾燥させた後、幅50μmのパターンを刻んだフォトマスクを用いて、波長365nm、照度20mW/cmの紫外線を露光機にて1分間照射することにより、露光を行った。その後、この基板を80〜120℃にて1分間加熱した後、5%テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド(TMAH)水溶液からなる現像液中に浸漬して未露光部を溶解し、次いで、水洗浄した。その後、300℃にて1時間加熱、自然冷却し、組成物の硬化物からなるパターンを形成した。基板をへき開して、パターンの端面出しを行い、光学顕微鏡にてパターン形状を観察した。形状が矩形であった場合を「○」とし、台形であったり、パターントップが丸いもの、パターニングできなかった場合を「×」とした。
[耐熱性]
組成物をシリコン基板上に厚さ10μmになるようにスピンコータで塗布し、この塗膜を120℃で1分間乾燥させた後、波長365nm、照度20mW/cmの紫外線を露光機にて1分間照射し、その後、300℃にて1時間加熱、自然冷却し、組成物の硬化膜を作製した。カッターナイフ等で基板より硬化物を削り、TG−DTAにて熱重量減少を調べた。3%重量減少温度が300℃以上である場合を「○」、それ以外の場合を「×」とした。
[Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 and 2]
Using the obtained composition, crack resistance, patterning property, and heat resistance were evaluated by the following methods.
[Crack resistance]
The composition was applied by a spin coater to a thickness of 10μm on a silicon substrate, and thereafter the coated film was dried for 1 minute at 120 ° C., 1 minute wavelength 365 nm, the ultraviolet intensity 20 mW / cm 2 at an exposure machine Irradiated, then heated at 300 ° C. for 1 hour and naturally cooled to prepare a cured film of the composition. The obtained cured film was observed for occurrence of cracks with an optical microscope, and the case where no crack was confirmed was designated as “◯”, and the case where the crack was confirmed was designated as “X”.
[Patternability]
The composition was applied on a silicon substrate with a spin coater to a thickness of 10 μm, and after drying this coating film at 100 ° C. for 3 minutes, using a photomask engraved with a pattern of width 50 μm, wavelength 365 nm, illuminance Exposure was performed by irradiating with 20 mW / cm 2 of ultraviolet rays with an exposure machine for 1 minute. Thereafter, the substrate was heated at 80 to 120 ° C. for 1 minute, and then immersed in a developer composed of a 5% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution to dissolve unexposed portions, and then washed with water. . Then, it heated at 300 degreeC for 1 hour, naturally cooled, and formed the pattern which consists of hardened | cured material of a composition. The substrate was cleaved to expose the end face of the pattern, and the pattern shape was observed with an optical microscope. The case where the shape was a rectangle was “◯”, and the shape was trapezoidal, the pattern top was round, or the case where patterning was not possible was “x”.
[Heat-resistant]
The composition was applied by a spin coater to a thickness of 10μm on a silicon substrate, and thereafter the coated film was dried for 1 minute at 120 ° C., 1 minute wavelength 365 nm, the ultraviolet intensity 20 mW / cm 2 at an exposure machine Irradiated, then heated at 300 ° C. for 1 hour and naturally cooled to prepare a cured film of the composition. The cured product was shaved from the substrate with a cutter knife or the like, and the thermal weight reduction was examined with TG-DTA. The case where the 3% weight loss temperature was 300 ° C. or higher was “◯”, and the case other than that was “X”.

Figure 2010039023
Figure 2010039023

表4から、本発明の組成物によると、耐クラック性、パターニング性および耐熱性に優れた硬化膜が得られることがわかる(実施例1〜7)。一方、本発明の(A)成分に該当しないシラン系化合物を用いた比較例1〜2では、耐クラック性(比較例1、2)およびパターニング性(比較例2)が劣ることがわかる。   From Table 4, it can be seen that according to the composition of the present invention, a cured film excellent in crack resistance, patterning property and heat resistance can be obtained (Examples 1 to 7). On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 using a silane compound that does not correspond to the component (A) of the present invention, it is understood that crack resistance (Comparative Examples 1 and 2) and patterning property (Comparative Example 2) are inferior.

Claims (7)

下記成分(A)及び(B)を含有することを特徴とする感放射線性組成物。
(A)下記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物、該加水分解性シラン化合物の加水分解物、及び該加水分解物の縮合物からなる群より選ばれる少なくとも1種
Figure 2010039023
[一般式(1)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Xは加水分解性基であり、複数存在するXは同一または異なっていても良い。Aは4価の有機基を示す。pは各々独立に0〜2の整数であり、qは各々独立に1〜3の整数であり、かつp+q=3である。]
(B)光酸発生剤
A radiation-sensitive composition comprising the following components (A) and (B):
(A) At least one selected from the group consisting of a hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (1), a hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound, and a condensate of the hydrolyzate
Figure 2010039023
[In General Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same or It may be different. R 2 is a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Or an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, and a plurality of R 2 may be the same or different. X is a hydrolyzable group, and a plurality of Xs may be the same or different. A represents a tetravalent organic group. p is each independently an integer of 0 to 2, q is each independently an integer of 1 to 3, and p + q = 3. ]
(B) Photoacid generator
前記加水分解性シラン化合物が、(a1)下記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、(a2)下記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて得られたものである請求項1に記載の感放射線性組成物。
Figure 2010039023
[一般式(2)中、Aは4価の有機基を示す。]
Figure 2010039023
[一般式(3)中、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、または炭素数6〜12のアリール基であり、複数存在するRは同一または異なっていても良い。Rは、単結合、置換基を有してもよい−CH−、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルケニレン基、置換基を有してもよい炭素数2〜30のアルキニレン基、または、置換基を有してもよい炭素数2〜30の二価の芳香族基である。Xは加水分解性基であり、複数存在するXは同一または異なっていても良い。pは0〜2の整数であり、qは1〜3の整数であり、かつp+q=3である。]
The hydrolyzable silane compound is (a1) at least one acyl compound selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydrides represented by the following general formula (2) and reactive derivatives thereof: (a2) The radiation-sensitive composition according to claim 1, which is obtained by reacting with an amino group-containing hydrolyzable silane compound represented by the following general formula (3).
Figure 2010039023
[In General Formula (2), A represents a tetravalent organic group. ]
Figure 2010039023
[In General Formula (3), R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same or It may be different. R 2 is a single bond, —CH 2 — which may have a substituent, an alkylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. Or an alkenylene group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent, or a divalent aromatic group having 2 to 30 carbon atoms which may have a substituent. X is a hydrolyzable group, and a plurality of Xs may be the same or different. p is an integer of 0 to 2, q is an integer of 1 to 3, and p + q = 3. ]
前記成分(A)が、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物の加水分解物の縮合物を含む請求項1または2に記載の感放射線性組成物。   The radiation sensitive composition of Claim 1 or 2 in which the said component (A) contains the condensate of the hydrolyzate of the hydrolysable silane compound represented by the said General formula (1). 請求項2に記載の感放射線性組成物の製造方法であって、
前記一般式(2)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びこれらの反応性誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種のアシル化合物と、前記一般式(3)で表されるアミノ基含有加水分解性シラン化合物とを反応させて、前記一般式(1)で表される加水分解性シラン化合物を得る工程と、
該加水分解性シラン化合物と光酸発生剤を混合する工程と、
を含む感放射線性組成物の製造方法。
It is a manufacturing method of the radiation sensitive composition of Claim 2, Comprising:
At least one acyl compound selected from the group consisting of a tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) and a reactive derivative thereof, and an amino group-containing water represented by the general formula (3). A step of reacting a decomposable silane compound to obtain a hydrolyzable silane compound represented by the general formula (1);
Mixing the hydrolyzable silane compound and a photoacid generator;
The manufacturing method of the radiation sensitive composition containing this.
得られた加水分解性シラン化合物を加水分解および/または加水分解縮合する工程を含む請求項4に記載の感放射線性組成物の製造方法。   The manufacturing method of the radiation sensitive composition of Claim 4 including the process of hydrolyzing and / or hydrolytically condensing the obtained hydrolysable silane compound. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の感放射線性組成物を基板に塗布して塗膜を形成した後、該塗膜の所望の領域に放射線を照射して硬化させ、次いで、現像処理によって前記塗膜の放射線照射領域以外の未硬化領域を除去することを特徴とするパターン形成方法。   A radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 3 is applied to a substrate to form a coating film, and then a desired region of the coating film is irradiated with radiation to be cured, and then developed. An uncured region other than the radiation-irradiated region of the coating film is removed by treatment. 前記塗膜の放射線照射領域以外の未硬化領域を除去した後に、前記塗膜に加熱処理を施す工程を含む請求項6に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method of Claim 6 including the process of heat-processing the said coating film, after removing uncured area | regions other than the radiation irradiation area | region of the said coating film.
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