JP2011118198A - Photosensitive resin composition, article using the same, and method for forming negative pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition giving high solubility contrast regardless to the kind of a polyimide precursor by addition of a smaller amount of a photo-base generator, and thereby, giving a pattern having preferable features while maintaining a sufficient process margin. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition contains a photo-base generator expressed by general formula (1) or (2) and a polyimide precursor. In formulae, R1 and R2 each represent a hydrogen atom, 1-18C alkyl group, 2-18C alkenyl group, 2-18C alkynyl group or 6-12C aryl group; n is an integer of 2 or 3; m is an integer of 3 to 5; and A represents a group expressed by general formula (3) (not shown) or general formula (4) (not shown). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、解像性に優れ、低コストで、ポリイミド前駆体の構造上適用可能な選択肢の範囲が広い感光性樹脂組成物に関し、特に、電磁波によるパターニング工程を経て形成される製品又は部材の材料(例えば、電子部品、光学製品、光学部品の成形材料、層形成材料又は接着剤など)として好適に利用することができるポリイミド前駆体樹脂組成物、及び、当該樹脂組成物を用いて作製した物品、並びに当該樹脂組成物を用いたネガ型パターン形成方法に関するものである。   The present invention relates to a photosensitive resin composition having excellent resolution, low cost, and a wide range of options applicable to the structure of a polyimide precursor, and in particular, a product or member formed through a patterning process using electromagnetic waves. A polyimide precursor resin composition that can be suitably used as a material (for example, an electronic component, an optical product, a molding material of an optical component, a layer forming material, or an adhesive), and the resin composition was used. The present invention relates to an article and a negative pattern forming method using the resin composition.

従来から、半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜、電子部品の絶縁材料として、耐熱性、電気特性、機械特性に優れたポリイミド樹脂が使用されてきた(非特許文献1)。
半導体集積回路やプリント基板上の回路パターン形成は、素材表面へのレジスト剤の造膜、所定箇所への露光、エッチング等による不要箇所の除去、基板表面の洗浄作業等の煩雑で多岐に亘る工程を経て行われることから、回路パターンの製造工程を簡略化するために、露光、現像によるパターン形成後も必要な部分のレジストを絶縁材料としてそのまま残して用いることができる耐熱感光性材料が望まれている。これらの材料として、ポリイミドをベースポリマーとした耐熱感光性材料が提案されている。
Conventionally, a polyimide resin having excellent heat resistance, electrical characteristics, and mechanical characteristics has been used as a surface protective film for semiconductor elements, an interlayer insulating film, and an insulating material for electronic components (Non-patent Document 1).
Circuit pattern formation on a semiconductor integrated circuit or printed circuit board is a complicated and diverse process such as film formation of a resist agent on the surface of the material, exposure to a predetermined location, removal of unnecessary portions by etching, etc., cleaning operation of the substrate surface, etc. Therefore, in order to simplify the manufacturing process of the circuit pattern, a heat-resistant photosensitive material that can be used by leaving a necessary portion of the resist as an insulating material after pattern formation by exposure and development is desired. ing. As these materials, heat-resistant photosensitive materials using polyimide as a base polymer have been proposed.

このような感光性ポリイミドとしては、例えば、特許文献1において、ポリイミド前駆体と重クロム酸塩からなる系が最初に提案された。しかしながら、この材料は、実用的な光感度を有するとともに膜形成能が高いなどの長所を有する反面、保存安定性に欠け、またポリイミド中にクロムイオンが残存することなどの欠点があり、実用には至らなかった。さらに、特許文献2には、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸に感光性基をエステル結合で導入した化合物が、特許文献3には、ポリイミド前駆体にメタクリロイル基を持つアミン化合物をポリアミック酸に添加し、アミノ基とカルボキシル基をイオン結合させた化合物が紹介されている。しかしながら、エステル結合に代表される共有結合型感光性ポリイミドは、合成プロセスが煩雑であり、コストが嵩む点が問題点として挙げられる。また、イオン結合型感光性ポリイミドは、ポリイミド骨格と感光性基の結合力が小さく、露光部も溶解されることから残膜率が低下し、厚膜化が困難である点が問題点として挙げられる(非特許文献2)。また、これらの化合物の多くは、有機溶剤現像性のものであり、コスト面および環境負荷面を鑑みると、アルカリ水溶液により現像可能な化合物の方が望ましい。   As such photosensitive polyimide, for example, in Patent Document 1, a system composed of a polyimide precursor and dichromate was first proposed. However, this material has practical advantages such as high photosensitivity and high film forming ability, but lacks storage stability and has the disadvantage that chromium ions remain in polyimide. Did not come. Furthermore, in Patent Document 2, a compound in which a photosensitive group is introduced into a polyamic acid which is a polyimide precursor by an ester bond is added, and in Patent Document 3, an amine compound having a methacryloyl group is added to a polyamic acid in a polyimide precursor. A compound in which an amino group and a carboxyl group are ion-bonded has been introduced. However, the covalent bond type photosensitive polyimide represented by the ester bond has a problem in that the synthesis process is complicated and the cost is increased. In addition, the ion-bonded photosensitive polyimide has a problem that the bonding force between the polyimide skeleton and the photosensitive group is small and the exposed part is dissolved, so that the remaining film ratio is lowered and it is difficult to increase the film thickness. (Non-Patent Document 2). Many of these compounds are organic solvent developable, and in view of cost and environmental burden, compounds that can be developed with an alkaline aqueous solution are more desirable.

このようなポリイミド前駆体は、耐熱性、機械特性に優れるように芳香族系モノマーを基本骨格に用いている。一般的に、芳香族環を基本骨格に有するポリイミド前駆体は、紫外−可視領域にかけて透過率が下がっていく傾向があり、特にi線(波長:365nm)未満、特に350nm未満の波長領域に強い吸収を有していることから、紫外−可視光照射時において透光性が低い。そのため、感光性ポリイミドは、露光部において光化学反応が十分に進行せず、低感度であったり、パターンの形状が悪化するという問題があった。耐熱感光性材料の適用範囲が広がるにつれ、材料要求は多種多様のものになってきており、感光性ポリイミドに厚膜形成能が求められている。形成パターンが厚膜の場合においては、光透過性が低い問題はさらに深刻になる。そのため、膜物性および感度の面において共に優れた耐熱性感光性樹脂を実現するためには、g線(波長:436nm)、h線(波長:405nm)、i線(波長:365nm)領域に、光反応活性を有する感光性システムの構築が必要不可欠であり、特にg線(波長:436nm)、h線(波長:405nm)領域に光反応活性を有する感光性システムの構築が望ましい。   Such a polyimide precursor uses an aromatic monomer as a basic skeleton so as to be excellent in heat resistance and mechanical properties. In general, a polyimide precursor having an aromatic ring as a basic skeleton tends to decrease in transmittance in the ultraviolet-visible region, and is particularly strong in a wavelength region of less than i-line (wavelength: 365 nm), particularly of less than 350 nm. Since it has absorption, translucency is low at the time of ultraviolet-visible light irradiation. For this reason, the photosensitive polyimide has a problem that the photochemical reaction does not proceed sufficiently in the exposed portion, and the sensitivity is low or the shape of the pattern is deteriorated. As the application range of heat-resistant photosensitive materials widens, material requirements are becoming increasingly diverse, and a thick film forming ability is required for photosensitive polyimide. When the formation pattern is a thick film, the problem of low light transmission becomes more serious. Therefore, in order to realize a heat-resistant photosensitive resin excellent in both film physical properties and sensitivity, in the g-line (wavelength: 436 nm), h-line (wavelength: 405 nm), i-line (wavelength: 365 nm) region, Construction of a photosensitive system having photoreactive activity is indispensable, and in particular, construction of a photosensitive system having photoreactive activity in the g-line (wavelength: 436 nm) and h-line (wavelength: 405 nm) regions is desirable.

近年、新しいパターン形成材料の1つとして、光塩基発生剤が注目されている(例えば特許文献4)。しかしながら、既存の光塩基発生剤をポリイミド前駆体の系に適用するには吸収波長の点に問題があった。すなわち、既存の光塩基発生剤は350nm未満に吸収波長を持つものが多く、光反応によるイミド化促進剤としてポリイミド前駆体に添加すると、ポリイミド前駆体と光塩基発生剤の吸収波長が重なることから感度面で問題が生じる。そのため、耐熱性、機械特性および、感度の面において、共に優れた耐熱性感光性樹脂を実現するために、350nm以上、望ましくは、400nm以上の波長領域、例えば少なくともi線(波長:365nm)領域に、光反応活性を有する塩基発生剤が求められている。また、従来の光塩基発生剤では、発生するアミンの塩基性が弱く、触媒としての活性がより高いものが望まれていた。従って、350nm以上の波長の光を感光して効率よく触媒活性の高いアミンを発生させることができる光塩基発生剤が求められている。   In recent years, photobase generators have attracted attention as one of new pattern forming materials (for example, Patent Document 4). However, applying an existing photobase generator to a polyimide precursor system has a problem in the absorption wavelength. That is, many existing photobase generators have an absorption wavelength of less than 350 nm, and when added to a polyimide precursor as an imidization accelerator by photoreaction, the absorption wavelength of the polyimide precursor and the photobase generator overlaps. There is a problem with sensitivity. Therefore, in order to realize a heat-resistant photosensitive resin excellent in both heat resistance, mechanical properties and sensitivity, a wavelength region of 350 nm or more, preferably 400 nm or more, for example, at least an i-line (wavelength: 365 nm) region. In addition, a base generator having photoreactive activity is demanded. Moreover, in the conventional photobase generator, what the basicity of the amine to generate | occur | produce was weak and the activity as a catalyst was higher was desired. Accordingly, there is a demand for a photobase generator that can sensitize light having a wavelength of 350 nm or longer to generate amine having high catalytic activity efficiently.

特公昭49−17374号公報Japanese Patent Publication No.49-17374 特公昭55−30207号公報Japanese Patent Publication No.55-30207 特開昭54−145794号公報JP 54-145794 A 特開2006−189591号公報JP 2006-189591 A

「最新ポリイミド〜基礎と応用」,株式会社エヌー・ティー・エス,2002年,p.327〜338“Latest Polyimide: Fundamentals and Applications”, ENTS, 2002, p. 327-338 「電子部品用高分子材料の最新動向III」,株式会社住ベテクノリサーチ, 2004年,p.36〜39“Latest Trends in Polymer Materials for Electronic Components III”, Sumibe Techno Research, 2004, p. 36-39

本発明は上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、その目的は、より少量の光塩基発生剤の添加で、ポリイミド前駆体の種類を問わず大きな溶解性コントラストを得られ、結果的に十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる感光性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and its purpose is to obtain a large solubility contrast regardless of the type of polyimide precursor with the addition of a smaller amount of photobase generator, and as a result, sufficient An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition capable of obtaining a pattern having a good shape while maintaining a sufficient process margin.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、一般式(1)又は一般式(2)で表される光塩基発生剤、及びポリイミド前駆体を含有する。   The photosensitive resin composition which concerns on this invention contains the photobase generator represented by General formula (1) or General formula (2), and a polyimide precursor.

Figure 2011118198
(R及びRは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基又は炭素数6〜12のアリール基であり、nは2〜3の整数、mは3〜5の整数、Aは一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and n is (An integer of 2-3, m is an integer of 3-5, A is group represented by General formula (3) or General formula (4).)

Figure 2011118198
(Rは水素原子、フェニル基、又は炭素数1〜8のアルキル基、或いは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基、及びハロゲン原子からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有するフェニル基を表し、Rは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基又はハロゲン原子を表し、qは1〜4の整数、qが2〜4の場合、Rは同じでも異なってもよい。)
Figure 2011118198
(R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, carbon From the group consisting of an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, and a halogen atom. Represents a phenyl group having at least one selected substituent, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, and 6 to 6 carbon atoms. 12 represents an aryl group, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom, and q is 1 to 4 Integer when q is 2 to 4, R 4 may be the same or different.)

本発明者らは、一般式(1)又は一般式(2)で表される化合物が、350nm以上の波長の光を感光して効率よく触媒活性の高いアミンを発生する光塩基発生剤として機能し、ポリイミド前駆体と組み合わせることにより、より少量の光塩基発生剤の添加で、又は、従来と同量の添加によっては高感度が達成可能な、感光性ポリイミドを達成し得ることを見出し、本発明に至った。
本発明に用いられる上記式(1)、又は式(2)で表される光塩基発生剤は、200〜500nmの波長の光を感光して効率よく第1級アミンを発生させ、そして加熱により触媒活性の高いアミジンを発生させることができるので、塩基の作用によって最終生成物への反応が促進されるポリイミド前駆体に対して、非常に有効な感光性成分として作用する。
The inventors of the present invention function as a photobase generator in which the compound represented by the general formula (1) or the general formula (2) sensitizes light having a wavelength of 350 nm or more to efficiently generate an amine having high catalytic activity. In addition, by combining with a polyimide precursor, it has been found that a photosensitive polyimide that can achieve high sensitivity can be achieved with the addition of a smaller amount of a photobase generator or with the addition of the same amount as in the past. Invented.
The photobase generator represented by the above formula (1) or formula (2) used in the present invention generates primary amines efficiently by exposure to light having a wavelength of 200 to 500 nm, and by heating. Since amidine having high catalytic activity can be generated, it acts as a very effective photosensitive component for the polyimide precursor whose reaction to the final product is promoted by the action of the base.

上記光塩基発生剤は、上記特定の構造を有することにより、350nm以上の波長領域に光反応活性を有し得るため、ポリイミド前駆体と組み合わせても、感度良く、露光部のみ塩基の作用によってイミド化を促進させることが可能である。その結果、十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なポリイミドパターンを得ることができる。   Since the photobase generator has photoreactivity in the wavelength region of 350 nm or more by having the above specific structure, even when combined with a polyimide precursor, the photobase generator is sensitive to the imide by the action of the base only in the exposed part. Can be promoted. As a result, a polyimide pattern having a good shape can be obtained while maintaining a sufficient process margin.

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記光塩基発生剤が、一般式(2−1)又は一般式(2−2)で表される光塩基発生剤であることが、効率よく触媒活性の高いアミンを発生する点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of this invention, it is catalytic activity efficiently that the said photobase generator is a photobase generator represented by General formula (2-1) or General formula (2-2). From the viewpoint of generating a high amine.

Figure 2011118198
(Aは、上記一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(A is a group represented by the general formula (3) or the general formula (4).)

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記光塩基発生剤は、一般式(1)、一般式(2)、一般式(2−1)又は一般式(2−2)におけるAが、式(3−1)〜(3−4)のいずれかで表される基、又は式(4−1)〜(4−3)のいずれかで表される基であることが、効率よく触媒活性の高いアミンを発生する点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the photobase generator is represented by the formula (1), the general formula (2), the general formula (2-1), or A in the general formula (2-2): The catalytic activity is efficiently a group represented by any one of (3-1) to (3-4) or a group represented by any one of formulas (4-1) to (4-3). From the viewpoint of generating a high amine.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

Figure 2011118198
Figure 2011118198

本発明の感光性樹脂組成物に用いられるポリイミド前駆体としては、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進される化合物、中でも、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進され、且つ加熱により溶解性が変化する化合物として、ポリアミック酸のようなポリイミド前駆体を用いることが好ましい。このようなポリイミド前駆体を用いると、耐熱性及び機械特性に優れた感光性ポリイミド樹脂組成物を得ることができる。
本発明によれば、従来、露光部と未露光部の間で溶解性のコントラストを取りにくかったポリイミド前駆体についても、溶解阻害剤、溶解抑制剤の適用なしで良好なパターン形状を得ることができる。
The polyimide precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention is a compound that itself promotes the reaction to the final product by the action of the basic substance, and in particular, the final precursor by the action of the basic substance. It is preferable to use a polyimide precursor such as polyamic acid as the compound that promotes the reaction to the product and changes its solubility upon heating. When such a polyimide precursor is used, a photosensitive polyimide resin composition excellent in heat resistance and mechanical properties can be obtained.
According to the present invention, it is possible to obtain a good pattern shape without applying a dissolution inhibitor or a dissolution inhibitor, even for a polyimide precursor that has conventionally been difficult to obtain a solubility contrast between an exposed portion and an unexposed portion. it can.

本発明の一実施形態においては、感光性樹脂組成物に増感剤を添加することにより、照射感度を向上させることができる。   In one embodiment of the present invention, irradiation sensitivity can be improved by adding a sensitizer to the photosensitive resin composition.

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記光塩基発生剤が350nm以上の波長の電磁波に対して光分解性を有することが、一般的な露光光源である高圧水銀灯の代表的な発光波長は、436nm、405nm、365nmである点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the typical emission wavelength of a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, is that the photobase generator has photodegradability with respect to electromagnetic waves having a wavelength of 350 nm or more. It is preferable from the points of 436 nm, 405 nm, and 365 nm.

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記光塩基発生剤が400nm以上の波長の電磁波に対して光分解性を有することが、高感度を達成できる点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of this invention, it is preferable from the point which can achieve high sensitivity that the said photobase generator has photodegradability with respect to the electromagnetic waves with a wavelength of 400 nm or more.

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記光塩基発生剤の5%重量減少温度が170℃以上であることが、当該感光性樹脂組成物の塗膜に対して露光後現像前に行うイミド化の温度において光塩基発生剤が分解し難くなる点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the 5% weight reduction temperature of the photobase generator is 170 ° C. or more, so that the imide is formed on the coating film of the photosensitive resin composition after exposure and before development. It is preferable because the photobase generator becomes difficult to decompose at the temperature of the conversion.

また、上記本発明の感光性樹脂組成物は、広範な構造のポリイミド前駆体を選択できる為、それによって得られる硬化物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等のポリイミドが特徴的に有する機能を付与することが可能であることから、ポリイミドが適用されている公知の全ての部材用のフィルム、塗膜又は3次元構造物として好適である。
特に、本発明に係る感光性組成物は、主にパターン形成材料(レジスト)として用いられ、それによって形成されたパターンは、永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能し、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材、又は建築材料を形成するのに適している。
Moreover, since the photosensitive resin composition of the said invention can select the polyimide precursor of a wide structure, the hardened | cured material obtained by it has characteristically polyimides, such as heat resistance, dimensional stability, and insulation. Since the function can be imparted, it is suitable as a film, coating film or three-dimensional structure for all known members to which polyimide is applied.
In particular, the photosensitive composition according to the present invention is mainly used as a pattern forming material (resist), and the pattern formed thereby functions as a component imparting heat resistance and insulation as a permanent film, for example, Suitable for forming color filters, flexible display films, semiconductor devices, electronic parts, interlayer insulation films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit parts, antireflection films, other optical members, or building materials .

さらに本発明は、前記本発明に係る感光性樹脂組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料いずれかの物品を提供する。   Furthermore, the present invention provides a printed material, a color filter, a film for flexible display, a semiconductor device, an electronic component, an interlayer insulating film, a wiring coating, which is at least partially formed by the photosensitive resin composition according to the present invention or a cured product thereof. An article of any of a covering film, an optical circuit, an optical circuit component, an antireflection film, a hologram, an optical member, or a building material is provided.

さらに本発明は、上記感光性樹脂組成物を用いるネガ型パターン形成方法を提供するものでもある。本発明に係るネガ型パターン形成方法は、上記感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射し、必要に応じて後処理(通常は、加熱処理)を行って前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の溶解性を選択的に低下させた後、現像することを特徴とする。
上記ネガ型パターン形成方法においては、ポリイミド前駆体と、光塩基発生剤として上記一般式(1)または一般式(2)で表されるような光塩基発生剤を組み合わせて用いることにより、感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面を現像液から保護するためのレジスト膜を用いずに、現像を行うネガ型パターン形成が可能である。
Furthermore, this invention also provides the negative pattern formation method using the said photosensitive resin composition. The negative pattern forming method according to the present invention irradiates the surface of the coating film or molded body made of the photosensitive resin composition with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and performs post-treatment (usually heat treatment) as necessary. ) To selectively reduce the solubility of the electromagnetic wave irradiation site of the coating film or molded product, and then developing.
In the negative pattern forming method, the polyimide precursor and the photobase generator are used in combination with the photobase generator as represented by the general formula (1) or the general formula (2). It is possible to form a negative pattern in which development is performed without using a resist film for protecting the surface of the coating film or molded body made of the resin composition from the developer.

本発明によれば、より少量の光塩基発生剤の添加で、ポリイミド前駆体の種類を問わず大きな溶解性コントラストを得られ、結果的に十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる感光性樹脂組成物、及び当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法、並びに、当該感光性樹脂組成物を用いた物品を提供することができる。   According to the present invention, by adding a smaller amount of photobase generator, a large solubility contrast can be obtained regardless of the type of polyimide precursor, and as a result, a pattern having a good shape can be formed while maintaining a sufficient process margin. The photosensitive resin composition which can be obtained, the pattern formation method using the said photosensitive resin composition, and the articles | goods using the said photosensitive resin composition can be provided.

図1は、フィルター1とフィルター2の透過率曲線を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing transmittance curves of the filter 1 and the filter 2. 図2は、各アミンの添加量とイミド化率との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of each amine added and the imidization rate.

本発明は、光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物、及び当該感光性樹脂組成物を用いた物品、及びネガ型パターン形成方法を含むものである。以下、感光性樹脂組成物から順に説明する。
なお、本発明において、光塩基発生剤の結合を開裂させる光、電磁波とは、光分解反応を引き起こすことが可能なものであればよく、可視及び非可視領域の波長の電磁波だけでなく、電子線のような粒子線、及び、電磁波と粒子線を総称する放射線又は電離放射線が含まれる。
The present invention includes a photosensitive resin composition using a photobase generator, an article using the photosensitive resin composition, and a negative pattern forming method. Hereinafter, it demonstrates in order from the photosensitive resin composition.
In the present invention, the light and electromagnetic waves that cleave the bond of the photobase generator are not limited as long as they can cause a photodegradation reaction, and include not only electromagnetic waves having wavelengths in the visible and invisible regions, but also electrons. It includes particle beams such as rays, and radiation or ionizing radiation that collectively refers to electromagnetic waves and particle beams.

本発明の感光性樹脂組成物は、一般式(1)又は一般式(2)で表される光塩基発生剤、及びポリイミド前駆体を含有する。   The photosensitive resin composition of this invention contains the photobase generator represented by General formula (1) or General formula (2), and a polyimide precursor.

Figure 2011118198
(R及びRは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基又は炭素数6〜12のアリール基であり、nは2〜3の整数、mは3〜5の整数、Aは一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and n is (An integer of 2-3, m is an integer of 3-5, A is group represented by General formula (3) or General formula (4).)

Figure 2011118198
(Rは、水素原子、フェニル基、又は炭素数1〜8のアルキル基、或いは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基、及びハロゲン原子からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有するフェニル基を表し、Rは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基又はハロゲン原子を表し、qは1〜4の整数、qが2〜4の場合、Rは同じでも異なってもよい。)
Figure 2011118198
(R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, A group consisting of an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, and a halogen atom Represents a phenyl group having at least one substituent selected from R 4 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, and 6 carbon atoms. Represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom; 4 adjustments , When q is 2 to 4, R 4 may be the same or different.)

本発明に用いられる上記式(1)、式(2)で表される光塩基発生剤は、200〜500nmの波長の光を感光して、効率よくカルバモイル基含有第1級アミンを発生させ、そして加熱によりカルバモイル基含有第1級アミンを分子内環化させ、触媒活性の高いアミジンを発生させることができる。一方、ポリイミド前駆体は、例えば、塩基性物質の触媒作用によって、イミド化反応が開始される温度を下げることができる。つまり、ポリイミド前駆体を光塩基発生剤と共存させておき、電磁波の照射により塩基を発生させることで、電磁波の照射された部位は、ポリイミド前駆体の最終生成物への反応が促進され、より低温でイミド化を進行させることができる。本発明の感光性樹脂組成物を用いて、パターンを得るには、例えば、パターンを残したい場所に電磁波を照射した後、塩基性物質が存在する場所ではイミド化が進行し、塩基性物質の存在していない場所ではイミド化が進行しない温度で、加熱を行う。その結果、塩基性物質が存在する場所、すなわち、電磁波を照射した場所のみイミド化が進行し溶解性が低下する為、所定の現像液(有機溶媒や、アルカリ水溶液等)で現像することで、パターンを得ることができる。その後、目的に応じて、更に加熱を行って、ポリイミドパターンとすることができる。   The photobase generator represented by the above formula (1) or formula (2) used in the present invention is sensitive to light having a wavelength of 200 to 500 nm, and efficiently generates a carbamoyl group-containing primary amine, By heating, the carbamoyl group-containing primary amine can be intramolecularly cyclized to generate amidine having high catalytic activity. On the other hand, the polyimide precursor can lower the temperature at which the imidization reaction is initiated, for example, by the catalytic action of a basic substance. In other words, by allowing the polyimide precursor to coexist with the photobase generator and generating a base by irradiation with electromagnetic waves, the site irradiated with electromagnetic waves promotes the reaction to the final product of the polyimide precursor, and more Imidization can proceed at a low temperature. In order to obtain a pattern using the photosensitive resin composition of the present invention, for example, after irradiating an electromagnetic wave to a place where the pattern is to be left, imidization proceeds in a place where the basic substance is present, Heating is performed at a temperature where imidization does not proceed in a place where it does not exist. As a result, since the imidization proceeds only in the place where the basic substance exists, that is, the place irradiated with the electromagnetic wave and the solubility is lowered, by developing with a predetermined developer (organic solvent, alkaline aqueous solution, etc.), A pattern can be obtained. Then, according to the objective, it can heat further and can be set as a polyimide pattern.

以上に述べたように、本発明によれば、350nm以上の波長領域に光反応活性を有し、効率よく触媒活性の高いアミンを発生する新規な光塩基発生剤を用いて、ポリイミド前駆体に添加剤を混合するという簡便な手法で、感光性ポリイミド樹脂組成物を調製し用いることができる。上記式(1)、式(2)で表される光塩基発生剤は、電磁波の照射とその後の加熱により触媒活性の高いアミジンを発生させるので、塩基が触媒として作用する反応を有する種々の構造のポリイミド前駆体に適用することができる。したがって、本発明に係る感光性樹脂組成物は、パターン形成プロセスに制限を受けることなく、最終的なポリイミドの構造を広範囲から選択することができ、耐熱性、機械特性に優れる感光性ポリイミド樹脂組成物として利用できる。
特に前記本発明に係る上記式(1)、式(2)で表される光塩基発生剤は、触媒活性の高いアミジンを発生させることができるので、感光性樹脂組成物における塩基発生剤の添加量を少なくすることが可能であり、相対的にポリイミドの量を多くすることができるので、永久膜として用いられるポリイミド膜のアウトガス発生の低減、耐熱性、機械特性等の物性が優れたものとなる。或いは、従来と同量の塩基発生剤を用いると、感光性樹脂組成物の感度を向上させることが可能である。
As described above, according to the present invention, a novel photobase generator having a photoreactive activity in a wavelength region of 350 nm or more and efficiently generating an amine having high catalytic activity can be used to form a polyimide precursor. A photosensitive polyimide resin composition can be prepared and used by a simple method of mixing additives. The photobase generators represented by the above formulas (1) and (2) generate amidine having high catalytic activity by irradiation with electromagnetic waves and subsequent heating, and therefore various structures having reactions in which the base acts as a catalyst. It can be applied to the polyimide precursor. Therefore, the photosensitive resin composition according to the present invention can be selected from a wide range of final polyimide structures without being limited by the pattern formation process, and is excellent in heat resistance and mechanical properties. Available as a thing.
In particular, since the photobase generator represented by the above formulas (1) and (2) according to the present invention can generate amidine having high catalytic activity, the addition of the base generator in the photosensitive resin composition It is possible to reduce the amount, and since the amount of polyimide can be relatively increased, the physical properties such as reduction of outgas generation, heat resistance and mechanical properties of the polyimide film used as a permanent film are excellent. Become. Alternatively, the sensitivity of the photosensitive resin composition can be improved by using the same amount of base generator as in the prior art.

本発明に用いられる光塩基発生剤は、上記特定の構造を有することにより、350nm以上の波長領域に光反応活性を有し得るため、ポリイミド前駆体と組み合わせても、感度良く、露光部のみ塩基の作用によってイミド化を促進させることが可能である。また、上記光塩基発生剤は、導入する置換基によっては400nm以上の波長領域に光反応活性を持たせることも可能であり、この場合には、i線(波長:365nm)領域に広い吸収帯を有している芳香族環を基本骨格に有するポリイミド前駆体と吸収波長が重なることなく、高感度の光塩基発生剤として機能するので、感光性樹脂組成物の塗膜又は成形体上の電磁波照射部位と非照射部位の間での溶解性差を大きくでき、結果的に、十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる。
本発明によれば、従来、露光部と未露光部の間で溶解性のコントラストを取りにくかったポリイミド前駆体について、溶解阻害剤、溶解抑制剤の適用なしで良好なパターン形状を得ることができる。
The photobase generator used in the present invention has photoreactivity in the wavelength region of 350 nm or more by having the above-mentioned specific structure. Therefore, even when combined with a polyimide precursor, the photobase generator has a high sensitivity, and only the exposed part is a base. It is possible to promote imidization by the action of. The photobase generator can have photoreactive activity in a wavelength region of 400 nm or more depending on the substituent to be introduced. In this case, a broad absorption band in the i-line (wavelength: 365 nm) region. Since it functions as a highly sensitive photobase generator without overlapping the absorption wavelength with the polyimide precursor having an aromatic ring having a basic skeleton as an electromagnetic wave on the coating film or molded body of the photosensitive resin composition The solubility difference between the irradiated part and the non-irradiated part can be increased, and as a result, a pattern having a good shape can be obtained while maintaining a sufficient process margin.
According to the present invention, a good pattern shape can be obtained without applying a dissolution inhibitor or a dissolution inhibitor for a polyimide precursor that has conventionally had difficulty in obtaining a solubility contrast between an exposed portion and an unexposed portion. .

また、本発明に用いられる光塩基発生剤は、カウンターアニオンとしてハロゲンイオン等を含まないため、本発明の感光性樹脂組成物は、金属腐食の懸念がない。
また、本発明に用いられる光塩基発生剤は、感光前において、塩基性がないため、反応組成物中に含有させておいても、反応性組成物の貯蔵安定性を低下するということがない。また、本発明に用いられる光塩基発生剤は、熱に対しても安定であり、光を照射しない限り、加熱しても塩基を発生しにくい。従って、本発明の感光性樹脂組成物は、貯蔵安定性が高いというメリットもある。
Moreover, since the photobase generator used in the present invention does not contain a halogen ion or the like as a counter anion, the photosensitive resin composition of the present invention has no fear of metal corrosion.
Further, since the photobase generator used in the present invention is not basic before exposure, even if it is contained in the reaction composition, the storage stability of the reactive composition is not reduced. . In addition, the photobase generator used in the present invention is stable against heat and hardly generates a base even when heated unless irradiated with light. Therefore, the photosensitive resin composition of the present invention also has an advantage of high storage stability.

まず、本発明に用いられる光塩基発生剤について説明する。光塩基発生剤とは、光照射によりその化学構造が分解し、塩基(アミン)を発生するものをいう。
本発明の感光性樹脂組成物には、一般式(1)で表される光塩基発生剤、及び/又は、一般式(2)で表される光塩基発生剤が用いられる。
First, the photobase generator used in the present invention is described. The photobase generator is a compound that decomposes its chemical structure upon irradiation with light and generates a base (amine).
In the photosensitive resin composition of the present invention, a photobase generator represented by general formula (1) and / or a photobase generator represented by general formula (2) is used.

Figure 2011118198
(R及びRは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基又は炭素数6〜12のアリール基であり、nは2〜3の整数、mは3〜5の整数、Aは一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and n is (An integer of 2-3, m is an integer of 3-5, A is group represented by General formula (3) or General formula (4).)

Figure 2011118198
(Rは、水素原子、フェニル基、又は炭素数1〜8のアルキル基、或いは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基、及びハロゲン原子からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有するフェニル基を表し、Rは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基又はハロゲン原子を表し、qは1〜4の整数、qが2〜4の場合、Rは同じでも異なってもよい。)
Figure 2011118198
(R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, A group consisting of an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, and a halogen atom Represents a phenyl group having at least one substituent selected from R 4 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, and 6 carbon atoms. Represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom; 4 adjustments , When q is 2 to 4, R 4 may be the same or different.)

<一般式(1)>
及びRのうち、炭素数1〜18(1〜12が好ましく、さらに好ましくは1〜8である。)のアルキル基としては、直鎖アルキル基(メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル及びn−オクタデシル等)、分岐アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、イソヘキシル、2−エチルヘキシル及び1,1,3,3−テトラメチルブチル等)、シクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等)及び架橋環式アルキル基(ノルボルニル、アダマンチル及びピナニル等)が含まれる。R及びRは同じであっても、異なっていてもよい。アルキル基としては、以上の他に、アルキル基の水素原子の一部を水酸基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数6〜14のアリール基、炭素数1〜18のアルコキシ基、及び/又は、炭素数1〜18のアルキルチオ基等で置換した置換アルキル基も含まれる。置換されたアルキル基には、例えば、アリールアルキル基(ベンジル等)が含まれる。
<General formula (1)>
Among R 1 and R 2 , the alkyl group having 1 to 18 carbon atoms (preferably 1 to 12, more preferably 1 to 8) is a linear alkyl group (methyl, ethyl, n-propyl, n -Butyl, n-pentyl, n-octyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl and n-octadecyl, etc., branched alkyl groups (isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, isopentyl) , Neopentyl, tert-pentyl, isohexyl, 2-ethylhexyl and 1,1,3,3-tetramethylbutyl), cycloalkyl groups (such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl) and bridged cyclic alkyl groups (norbornyl, Adamantyl and pinanyl, etc.). R 1 and R 2 may be the same or different. As the alkyl group, in addition to the above, a part of hydrogen atoms of the alkyl group may be a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a halogen atom, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and / or Or the substituted alkyl group substituted by the C1-C18 alkylthio group etc. is also contained. Substituted alkyl groups include, for example, arylalkyl groups (such as benzyl).

及びRのうち、炭素数2〜18(2〜12が好ましく、さらに好ましくは2〜8である。)のアルケニル基としては、直鎖又は分岐のアルケニル基(ビニル、アリル、1−プロペニル、2−プロペニル、1‐ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−メチル−1−プロペニル、1−メチル−2−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル及び2−メチル−2−プロぺニル等)、シクロアルケニル基(−シクロヘキセニル及び3−シクロヘキセニル等)が含まれる。アルケニル基としては、以上の他に、アルケニル基の水素原子の一部を水酸基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルコキシ基、及び/又は、炭素数1〜18のアルキルチオ基等で置換した置換アルケニル基も含まれる。置換されたアルケニル基には、例えば、アリールアルケニル基(スチリル及びシンナミル等)が含まれる。 Among R 1 and R 2 , the alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms (preferably 2 to 12 and more preferably 2 to 8) is a linear or branched alkenyl group (vinyl, allyl, 1- Propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-1-propenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2-methyl-1-propenyl and 2-methyl-2-propenyl And cycloalkenyl groups (such as -cyclohexenyl and 3-cyclohexenyl). As the alkenyl group, in addition to the above, a part of hydrogen atoms of the alkenyl group may be a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and / or an alkylthio having 1 to 18 carbon atoms. Also included are substituted alkenyl groups substituted with groups and the like. Substituted alkenyl groups include, for example, arylalkenyl groups (such as styryl and cinnamyl).

及びRのうち、炭素数2〜18(2〜12が好ましく、さらに好ましくは2〜8である。)のアルキニル基としては、直鎖又は分岐のアルキニル基(エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−メチル−2−プロピニル、1,1−ジメチル−2−プロピニル、1−ぺンチニル、2−ペンチニル、3−ペンチニル、4−ペンチニル、1−メチル−2−ブチニル、3−メチル−1−ブチニル、1−デシニル、2−デシニル、8−デシニル、1−ドデシニル、2−ドデシニル及び10−ドデシニル等)等が含まれる。アルキニル基としては、以上の他に、アルキニル基の水素原子の一部を水酸基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルコキシ基、及び/又は、炭素数1〜18のアルキルチオ基等で置換した置換アルキニル基も含まれる。置換されたアルキニル基には、例えば、アリールアルキニル基(フェニルエチニル等)等が含まれる。 Among R 1 and R 2 , the alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms (preferably 2 to 12 and more preferably 2 to 8) is a linear or branched alkynyl group (ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 1-butynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, 1-methyl-2-propynyl, 1,1-dimethyl-2-propynyl, 1-pentynyl, 2-pentynyl, 3-pentynyl, 4-pentynyl 1-methyl-2-butynyl, 3-methyl-1-butynyl, 1-decynyl, 2-decynyl, 8-decynyl, 1-dodecynyl, 2-dodecynyl, 10-dodecynyl and the like. As the alkynyl group, in addition to the above, a part of hydrogen atoms of the alkynyl group may be a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and / or an alkylthio having 1 to 18 carbon atoms. Also included are substituted alkynyl groups substituted with groups and the like. Substituted alkynyl groups include, for example, arylalkynyl groups (such as phenylethynyl).

及びRのうち、炭素数6〜14のアリール基としては、単環式アリール基(フェ二ル基等)、縮合多環式アリール基(ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニル、アントラキノニル、フルオレニル及びナフトキノリル等)及び芳香族複素環炭化水素基(エチ二ル(チオフェンから誘導される基)、フリル(フランから誘導される基)、ピラニル(ピランから誘導される基)、ピリジル(ピリジンから誘導される基)、9−オキソキサンテニル(キサントンから誘導される基)及び9−オキソチオキサンテニル(チオキサントンから誘導される基)等)が含まれる。アリール基としては、以上の他に、アリール基の水素原子の一部を水酸基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルコキシ基、及び/又は、炭素数1〜18のアルキルチオ基、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基等で置換した置換アリール基も含まれる。 Among R 1 and R 2 , the aryl group having 6 to 14 carbon atoms includes a monocyclic aryl group (such as a phenyl group), a condensed polycyclic aryl group (naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, anthraquinonyl, fluorenyl, and naphthoquinolyl). Etc.) and aromatic heterocyclic hydrocarbon groups (ethynyl (group derived from thiophene)), furyl (group derived from furan), pyranyl (group derived from pyran), pyridyl (derived from pyridine) Group), 9-oxoxanthenyl (group derived from xanthone), 9-oxothioxanthenyl (group derived from thioxanthone) and the like. As the aryl group, in addition to the above, a part of the hydrogen atoms of the aryl group may be a hydroxyl group, a nitro group, a cyano group, a halogen atom, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, and / or an alkylthio having 1 to 18 carbon atoms. A substituted aryl group substituted with a group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, or the like is also included.

及びRのうち、第1級アミンからアミジンへの環化反応の容易さ(立体障害)及び生成する塩基の塩基性等の観点から、水素原子及び炭素数1〜18のアルキル基が好ましく、さらに好ましくは炭素数1〜8の直鎖アルキル基(メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル及びn−オクチル)、特に好ましくはメチル及びエチルである。 Among R 1 and R 2 , from the viewpoint of ease of cyclization reaction from primary amine to amidine (steric hindrance) and basicity of the generated base, a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms are More preferably, it is a linear alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl and n-octyl), particularly preferably methyl and ethyl.

nは、2〜3の整数であり、第1級アミンからアミジンへの環化反応の容易さ等の観点から、3が好ましい。   n is an integer of 2 to 3, and 3 is preferable from the viewpoint of ease of cyclization reaction from primary amine to amidine.

一般式(1)で表される光塩基発生剤として、式(1−1)〜式(1−4)のいずれかで表されるものが好ましく例示できる。   Preferred examples of the photobase generator represented by the general formula (1) include those represented by any one of the formulas (1-1) to (1-4).

Figure 2011118198
(Aは、上記一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(A is a group represented by the general formula (3) or the general formula (4).)

<一般式(2)>
nは、2〜3の整数であり、第1級アミンからアミジンへの環化反応の容易さ等の観点から、3が好ましい。
<General formula (2)>
n is an integer of 2 to 3, and 3 is preferable from the viewpoint of easiness of cyclization reaction from primary amine to amidine.

mは、3〜5の整数であり、環化で生じる2環式アミジンの塩基性の強さ等の観点から、3又は5好ましい。   m is an integer of 3 to 5, and is preferably 3 or 5 from the viewpoint of the basic strength of the bicyclic amidine produced by cyclization.

一般式(2)で表される光塩基発生剤として、式(2−1)又は式(2−2)で表されるものが好ましく例示できる。   Preferred examples of the photobase generator represented by the general formula (2) include those represented by the formula (2-1) or the formula (2-2).

Figure 2011118198
(Aは、上記一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(A is a group represented by the general formula (3) or the general formula (4).)

<A>
上記一般式(1)、又は一般式(2)において、Aは、光を吸収する置換基であって、光を吸収することにより、A-O-CO-NH−(CH)n−部分が、式(3’)又は式(4’)で表される化合物と、二酸化炭素と、式(5)又は式(6)とに分解する。そして、式(5)又は式(6)の部分が、1級アミンとして発生する。
<A>
In the general formula (1) or the general formula (2), A is a substituent that absorbs light, and by absorbing light, an A—O—CO—NH— (CH 2 ) n- moiety. Is decomposed into a compound represented by formula (3 ′) or formula (4 ′), carbon dioxide, and formula (5) or formula (6). And the part of Formula (5) or Formula (6) is generated as a primary amine.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

Figure 2011118198
(式中、n、m、R及びRは一般式(1)及び(2)と同様である。)
Figure 2011118198
(In the formula, n, m, R 1 and R 2 are the same as those in the general formulas (1) and (2).)

は、水素原子、フェニル基、又は炭素数1〜8のアルキル基、或いは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基、及びハロゲン原子からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有するフェニル基である。上記置換基を有するフェニル基において、置換基を複数有する場合、置換基は同じでも異なってもよい。 R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, carbon From the group consisting of an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, and a halogen atom. It is a phenyl group having at least one selected substituent. In the phenyl group having the above substituent, when there are a plurality of substituents, the substituents may be the same or different.

のうち、炭素数1〜8(1〜4が好ましい。)のアルキル基としては、上記R及びRで述べたアルキル基のうち炭素数1〜8のアルキル基が含まれる。 Among R 3 , the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (preferably 1 to 4) includes an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms among the alkyl groups described for R 1 and R 2 above.

のうち、置換基を有するフェニル基に関して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基としては、上記R及びRで述べたのと同じものが含まれる。
また、アシル基は、有機酸からヒドロキシル基が除去されてつくられる基であり、一般式はRCO−(ここでRは、水素原子、或いは、脂肪族、脂環族、及び/又は芳香族の基)で表される。炭素数1〜18のアシル基としては、例えばホルミル、アセチル、オクタデシロイル等に加え、ベンゾイル、ナフタノイル等の炭素数7〜18のアロイル基も含まれる。
また、炭素数1〜18のアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、デシルオキシ、オクタデシルオキシ、イソオクタデシルオキシが挙げられ、炭素数1〜18のアルキルチオ基としては、メチルチオ、エチルチオ及びオクチルチオ等が挙げられる。
また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子及び臭素原子等が挙げられる。
Among R 3 , regarding a phenyl group having a substituent, as an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, , The same as described above for R 1 and R 2 are included.
An acyl group is a group formed by removing a hydroxyl group from an organic acid, and has a general formula of RCO- (where R is a hydrogen atom, or an aliphatic, alicyclic, and / or aromatic group. Group). Examples of the acyl group having 1 to 18 carbon atoms include an aroyl group having 7 to 18 carbon atoms such as benzoyl and naphthanoyl, in addition to formyl, acetyl, octadecyloyl and the like.
Examples of the alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms include methoxy, ethoxy, decyloxy, octadecyloxy and isooctadecyloxy, and examples of the alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms include methylthio, ethylthio and octylthio.
Moreover, as a halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, etc. are mentioned.

置換基を有するフェニル基としては、具体的には例えば、ニトロフェニル、メトキシフェニル、エトキシフェニル、オクチルフェニル、ジメトキシフェニル、ジエトキシフェニル、メトキシエトキシフェニル、メチルフェニル、エチルフェニル、ビニルフェニル、アリルフェニル、エチニルフェニル、ビフェニル、メチルチオフェニル、アセチルフェニル、ベンゾイルフェニル、ヒドロキシフェニル及びクロロフェニル等が挙げられる。   Specific examples of the phenyl group having a substituent include nitrophenyl, methoxyphenyl, ethoxyphenyl, octylphenyl, dimethoxyphenyl, diethoxyphenyl, methoxyethoxyphenyl, methylphenyl, ethylphenyl, vinylphenyl, allylphenyl, Examples include ethynylphenyl, biphenyl, methylthiophenyl, acetylphenyl, benzoylphenyl, hydroxyphenyl and chlorophenyl.

としては、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、分岐アルキル基、フェ二ル基、置換基を有するフェニル基が好ましく、さらに好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ニトロフェニル基及びジニトロフェニル基、特に好ましくはメチル、イソプロピル、2−ニトロフェ二ル、3−ニトロフェ二ル、4−ニトロフェ二ル及び2,6−ジニトロフェニルである。 R 3 is preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a branched alkyl group, a phenyl group, or a phenyl group having a substituent, and more preferably methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isopropyl. , Isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, nitrophenyl and dinitrophenyl groups, particularly preferably methyl, isopropyl, 2-nitrophenyl, 3-nitrophenyl, 4-nitrophenyl and 2,6-dinitrophenyl It is.

のうち、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、又はハロゲン原子としては、上記で述べたのと同様のものを用いることができる。 Among R 4 , an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, As the alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, the alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, or the halogen atom, the same ones as described above can be used.

置換基(R)がベンゼン環に結合していると、ベンゼン環の吸収波長を長波長側にシフトさせることができる。使用する光の波長に応じ、光分解に必要な置換基(R)を適宜選択し吸収を持たせることが光分解性の効率を高めることになる。 When the substituent (R 4 ) is bonded to the benzene ring, the absorption wavelength of the benzene ring can be shifted to the long wavelength side. Depending on the wavelength of light to be used, the substituent (R 4 ) necessary for photolysis is appropriately selected to have absorption, thereby improving the efficiency of photodegradability.

吸収波長のシフトする程度(シフト値)は、置換基(R)の種類によって相違する。このシフト値については、「有機化学のスペクトルによる同定法 第5版(R.M.Silverstein著、281頁、1992年東京化学同人発行)」に記載の表が参考となる(原本「Spectrometric Identification of Organic Compounds 5th ed(R.M.Silverstein著、1991年John Wiley & Sons発行)」)。 The degree to which the absorption wavelength shifts (shift value) varies depending on the type of the substituent (R 4 ). For the shift value, refer to the table described in “Organic Chemistry Spectral Identification Method 5th Edition (RMSilverstein, 281, published by Tokyo Kagaku Dojin)” (Original “Spectrometric Identification of Organic Compounds 5th ed” (RMSilverstein, published by John Wiley & Sons in 1991) ").

以上のシフト値等の観点から、置換基(R)としては、水酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルキルチオ基、炭素数7〜13のアロイル基(特にベンゾイル基が好ましい)、ニトロ基、シアノ基及び炭素数6〜12のアリール基が好ましい。 From the viewpoint of the above shift values and the like, the substituent (R 4 ) includes a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 4 carbon atoms, and an aroyl group having 7 to 13 carbon atoms (particularly a benzoyl group). Nitro group, cyano group, and aryl group having 6 to 12 carbon atoms are preferable.

のうち、アルコキシ基及びニトロ基が好ましく、さらに好ましくはメトキシ及びニトロである。 Of R 4 , an alkoxy group and a nitro group are preferable, and methoxy and nitro are more preferable.

qは、1〜4の整数であり、1〜3の整数が好ましく、さらに好ましくは1又は2である。
qが2以上の場合、すべてのRが同じでも、全て異なってもよく、一部異なってもよい。
q is an integer of 1 to 4, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2.
When q is 2 or more, all R 4 s may be the same, all different, or partly different.

式(3)で表される基として、式(3−1)〜式(3−4)で表されるものが好ましく例示できる。   Preferred examples of the group represented by formula (3) include those represented by formula (3-1) to formula (3-4).

Figure 2011118198
Figure 2011118198

式(4)で表される基として、式(4−1)〜式(4−3)で表されるものが好ましく例示できる。   Preferred examples of the group represented by the formula (4) include those represented by the formulas (4-1) to (4-3).

Figure 2011118198
Figure 2011118198

本発明の光塩基発生剤は、たとえば、A−OH{Aは式(3)又は式(4)で表される基}と第1級アミンとをカーバメート結合でつなぐことにより得ることができる。
カーバメート結合を形成するには、アルコール(A−OH)と、第1級アミンと、カーバメート結合形成剤(ホスゲン、ジホスゲン、トリホスゲン及びN,N’−カルボニルジイミダゾール等)と反応させることにより達成できる(反応条件等は公知のものでよい)。
カーバメート結合形成剤のうち、安全性等の観点から、N,N’−カルボニルジイミダゾールが好ましい。
The photobase generator of the present invention can be obtained, for example, by connecting A—OH {A is a group represented by formula (3) or formula (4)} and a primary amine by a carbamate bond.
Carbamate bonds can be formed by reacting with alcohol (A-OH), primary amine, and carbamate bond forming agents (phosgene, diphosgene, triphosgene, N, N′-carbonyldiimidazole, etc.). (Reaction conditions and the like may be known).
Among the carbamate bond forming agents, N, N′-carbonyldiimidazole is preferable from the viewpoint of safety and the like.

アルコール(A−OH)は、公知の方法により容易に得られ、たとえば、2−ニトロベンズアルデヒドとアルキルグリニャール試薬とを反応させて2−ニトロ−α−アルキルベンジルアルコールを得る方法(1);触媒(ハロゲン化アルミニウム等)の存在下、ベンゼンとハロゲン化アルカノイル(又はハロゲン化アリロイル)とを反応させてフェニルアルキルケトンとし、次いでニトロ化剤(硝酸等)を用いてベンゼン環にニトロ基を導入し、還元剤(テトラヒドロホウ酸ナトリウム等)で還元して2−ニトロ−α−アルキルベンジルアルコールを得る方法(2);2−ニトロベンズアルデヒドを還元剤(テトラヒドロホウ酸ナトリウム等)で還元して2−ニトロベンジルアルコールを得る方法(3);2−ニトロベンズアルデヒドとフェニルアルカリ金属(フェニルリチウム等)とを反応させて2−ニトロ−α−フェニルベンジルアルコールを得る方法(4);触媒(ハロゲン化アルミニウム等)の存在下、ベンゼンとハロゲン化アルキルとを反応させてアルキルベンゼンとし、次いでニトロ化剤(硝酸等)を用いてベンゼン環にニトロ基を導入し、塩基(t−ブトキシカリウム等)存在下でパラホルムアルデヒドと反応させて2−(2−ニトロフェニル)−2-アルキルエチルアルコールを得る方法(5);触媒(ハロゲン化アルミニウム等)の存在下、ベンゼンとベンジルハライドとを反応させてジフェニルメタン(C−CH−C)とし、次いでニトロ化剤(硝酸等)を用いてベンゼン環にニトロ基を導入し、塩基(t−ブトキシカリウム等)存在下でパラホルムアルデヒドと反応させて2,2−ビス(2−ニトロフェニル)エチルアルコールを得る方法(6)等により製造される。これらの方法のうち、簡便性等の観点から、方法(2)及び方法(4)が好ましい。 Alcohol (A-OH) can be easily obtained by a known method. For example, 2-nitro-α-alkylbenzyl alcohol is obtained by reacting 2-nitrobenzaldehyde and an alkyl Grignard reagent (1); Benzene and alkanoyl halide (or allyloyl halide) are reacted with each other in the presence of aluminum halide, etc. to form a phenyl alkyl ketone, and then a nitro group is introduced into the benzene ring using a nitrating agent (such as nitric acid), Reduction with a reducing agent (such as sodium tetrahydroborate) to obtain 2-nitro-α-alkylbenzyl alcohol (2); 2-nitrobenzaldehyde is reduced with a reducing agent (such as sodium tetrahydroborate) to give 2-nitro Method for obtaining benzyl alcohol (3); 2-nitrobenzaldehyde and pheny Method of obtaining 2-nitro-α-phenylbenzyl alcohol by reacting with alkali metal (phenyllithium etc.) (4); reacting benzene with alkyl halide in the presence of catalyst (eg aluminum halide) to obtain alkylbenzene Then, a nitro group is introduced into the benzene ring using a nitrating agent (such as nitric acid) and reacted with paraformaldehyde in the presence of a base (such as t-butoxypotassium) to give 2- (2-nitrophenyl) -2- Method (5) for obtaining alkyl ethyl alcohol: benzene and benzyl halide are reacted in the presence of a catalyst (such as aluminum halide) to form diphenylmethane (C 6 H 5 —CH 2 —C 6 H 5 ), and then nitration Introducing a nitro group into the benzene ring using an agent (such as nitric acid), and in the presence of a base (such as potassium t-butoxy) It is produced by a method (6) for obtaining 2,2-bis (2-nitrophenyl) ethyl alcohol by reacting with laformaldehyde. Among these methods, the method (2) and the method (4) are preferable from the viewpoint of convenience and the like.

方法(1)〜(6)において、2−ニトロベンズアルデヒド、ベンゼンは、式(3)又は式(4)に対応する置換基(R;アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシル基、水酸基又はハロゲン原子)を持っていてもよい。このような置換基(R)を持つニトロベンズアルデヒドやベンゼンは公知の方法により得られる。 In the methods (1) to (6), 2-nitrobenzaldehyde and benzene are substituents corresponding to formula (3) or formula (4) (R 4 ; alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, aryl group, nitro group , A cyano group, an alkoxy group, an alkylthio group, an acyl group, a hydroxyl group, or a halogen atom). Nitrobenzaldehyde and benzene having such a substituent (R 4 ) can be obtained by a known method.

たとえば、Rとしてニトロ基を持つニトロベンズアルデヒドは、ベンズアルデヒドと発煙硝酸とを反応させることにより得られる。また、Rとしてニトロ基を持つベンゼンは、ベンゼンと硝酸とを反応させることにより得られる。 For example, nitrobenzaldehyde having a nitro group as R 4 can be obtained by reacting benzaldehyde with fuming nitric acid. Also, benzene having a nitro group as R 4 can be obtained by reacting benzene and nitric acid.

また、Rとしてアルコキシ基を持つニトロベンゼンは、フェノールを塩基(水酸化ナトリウム等)を用いてフェノラートとし、次いでハロゲン化アルキルと反応させることによりアルコキシベンゼンとし、次いで硝酸と反応させることにより得られる。
他の置換基(R)を持つニトロベンズアルデヒドやベンゼンは、公知の有機化学反応(フリーデルクラフト反応等)により得てもよいし、市場(和光純薬工業株式会社等)から得てもよい。
Further, nitrobenzene having an alkoxy group as R 4 is obtained by converting phenol into a phenolate using a base (such as sodium hydroxide), then reacting with an alkyl halide to form alkoxybenzene, and then reacting with nitric acid.
Nitrobenzaldehyde and benzene having other substituents (R 4 ) may be obtained by a known organic chemical reaction (such as Friedel-Craft reaction) or may be obtained from the market (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). .

第1級アミンは、1分子内に第1級アミノ基(NH−)とカルバモイル基(RNCO−)とを持っており、次式(5)又は(6)で表されるものが含まれる。なお、n、m、R及びRは一般式(1)及び(2)と同様である。 The primary amine has a primary amino group (NH 2 —) and a carbamoyl group (R 2 NCO—) in one molecule, and is represented by the following formula (5) or (6). included. N, m, R 1 and R 2 are the same as those in the general formulas (1) and (2).

Figure 2011118198
Figure 2011118198

一般式(1)で表される光塩基発生剤を合成するのに用いられる第1級アミンは、たとえば、アルキレンジアミン1等量に対し、エステルを0.5等量反応させて一方のアミノ基をアミド化してカルバモイル基含有第1級アミンを得る方法;このカルバモイル基含有第1級アミンのアミノ基を保護(アセトン等)した後、とアリキル化剤(ジアルキル硫酸等)とを反応させてからアミノ基の保護を外して、N−アルキルカルバモイル基含有第1級アミンを得る方法等により得られる。   The primary amine used to synthesize the photobase generator represented by the general formula (1) is, for example, one amino group obtained by reacting 0.5 equivalent of an ester with 1 equivalent of alkylenediamine. A method for obtaining a carbamoyl group-containing primary amine by protecting the amino group of the carbamoyl group-containing primary amine (acetone, etc.) and then reacting with an alkylating agent (dialkyl sulfate, etc.). It can be obtained by, for example, a method in which the amino group is removed and an N-alkylcarbamoyl group-containing primary amine is obtained.

一般式(2)で表される光塩基発生剤を合成するのに用いられる第1級アミンは、ラクタムとアルケンニトリルとを反応させ、次いで水添することにより得られる。
以上の反応条件等は公知の範囲と同様である。
The primary amine used for synthesizing the photobase generator represented by the general formula (2) is obtained by reacting lactam and alkenenitrile, and then hydrogenating.
The above reaction conditions are the same as the known ranges.

上記エステルとしては、RCOORで表されるエステルが含まれる。
は一般式(1)、(2)と同様である。Rは炭素数1〜8のアルキルが含まれる。
エステルのうち、メチル酢酸、メチルプロピオン酸、エチル酢酸及びエチルプロピオン酸が好ましく、さらに好ましくはメチル酢酸及びメチルプロピオン酸である。
Examples of the ester include an ester represented by R 2 COOR 5 .
R 2 is the same as in general formulas (1) and (2). R 5 includes an alkyl having 1 to 8 carbon atoms.
Of the esters, methyl acetic acid, methyl propionic acid, ethyl acetic acid and ethyl propionic acid are preferable, and methyl acetic acid and methyl propionic acid are more preferable.

上記ラクタムとしては、次式で表されるラクタムが含まれる。   The lactam includes a lactam represented by the following formula.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

ラクタムのうち、4−ペンタンラクタム、5−ヘキサンラクタム及び6−ヘプタンラクタムが好ましく、さらに好ましくは4−ペンタンラクタム及び6−ヘプタンラクタムである。   Among the lactams, 4-pentane lactam, 5-hexane lactam and 6-heptane lactam are preferable, and 4-pentane lactam and 6-heptane lactam are more preferable.

上記アルケンニトリルとしては、ビニルニトリル及び2−プロピレンニトリル等が挙げられる。
アルケンニトリルのうち、2−プロピレンニトリルが好ましい。
Examples of the alkene nitrile include vinyl nitrile and 2-propylene nitrile.
Of the alkenenitriles, 2-propylenenitrile is preferred.

上記第1級アミンは、アミジンを加水分解することによっても得ることができる。アミジンとしては、たとえば、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU、サンアプロ株式会社、「DBU」は同社の登録商標である)、1,5−ジアザビシクロ「4.3.0」ノナ−5−エン(DBN、サンアプロ株式会社)が含まれる。   The primary amine can also be obtained by hydrolyzing amidine. Examples of the amidine include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU, Sun Apro Co., Ltd., “DBU” is a registered trademark of the company), 1,5-diazabicyclo “4. 3.0 "Non-5-ene (DBN, Sun Apro).

一般式(2)で表される光塩基発生剤は、合成の簡便性等の観点から、アミジンを加水分解することによって得ることが好ましい。   The photobase generator represented by the general formula (2) is preferably obtained by hydrolyzing amidine, from the viewpoint of ease of synthesis and the like.

本発明の光塩基発生剤は、露光することにより、第1級アミンが生じる。さらにこの第1級アミンを加熱することにより、アミジンを発生させることができる。   When the photobase generator of the present invention is exposed, a primary amine is produced. Furthermore, amidine can be generated by heating the primary amine.

本発明の前記式(1)、又は(2)で表される光塩基発生剤は、350nm以上の波長の電磁波を吸収することが望ましく、400nm以上の波長の電磁波の吸収を有することがさらに好ましい。芳香族環を基本骨格に有するポリイミド前駆体は、365nm未満に広い吸収帯を有している場合が多い為、光塩基発生剤が350nm以上や400nm以上の波長の電磁波の吸収を有する場合には、ポリイミド前駆体と光塩基発生剤の吸収波長が重なることなく、感度を向上することが可能になるからである。一般的な露光光源である高圧水銀灯の代表的な発光波長は、365nm、405nm、436nmであるため、中でも前記光塩基発生剤は、365nm、436nm、及び405nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することが更に好ましい。   The photobase generator represented by the formula (1) or (2) of the present invention desirably absorbs electromagnetic waves having a wavelength of 350 nm or more, and more preferably has absorption of electromagnetic waves having a wavelength of 400 nm or more. . Since polyimide precursors having an aromatic ring as a basic skeleton often have a broad absorption band below 365 nm, when the photobase generator has absorption of electromagnetic waves with wavelengths of 350 nm or more or 400 nm or more. This is because the sensitivity can be improved without the absorption wavelengths of the polyimide precursor and the photobase generator overlapping. Since typical emission wavelengths of a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, are 365 nm, 405 nm, and 436 nm, among them, the photobase generator is at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of 365 nm, 436 nm, and 405 nm. It is more preferable to have absorption.

また、本発明の前記式(1)、(2)で表される光塩基発生剤は、350nm以上、更に350nm〜500nmの波長の電磁波に対して光分解性を有することが好ましい。より好ましくは、400nm以上、更に400nm〜500nmの波長の電磁波に対して光分解性を有することが好ましい。
中でも前記光塩基発生剤は、436nm、及び405nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有するだけでなく、405nmの波長の電磁波に対して光分解性を有することが好ましい。436nm、及び405nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有していてもこのような波長の電磁波に対して光分解性を有しない場合もある。
405nmの波長の電磁波に対して光分解性を有するかどうかは、例えば、i線(波長:365nm)を全く通さないフィルターを介して高圧水銀灯を用いて光塩基発生剤に照射して、光塩基発生剤が分解するか否か、或いは塩基性物質を発生させるか否かを観測することによって判断できる。
Moreover, it is preferable that the photobase generator represented by the formulas (1) and (2) of the present invention has photodegradability with respect to electromagnetic waves having a wavelength of 350 nm or more, and 350 nm to 500 nm. More preferably, it has photodegradability with respect to electromagnetic waves having a wavelength of 400 nm or more, and further 400 nm to 500 nm.
Among these, the photobase generator preferably has not only absorption at at least one of electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm and 405 nm, but also photolysis with respect to electromagnetic waves having a wavelength of 405 nm. In some cases, even if absorption occurs at at least one of the electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm and 405 nm, the light does not have photodegradability with respect to the electromagnetic waves having such a wavelength.
Whether it has photodegradability with respect to electromagnetic waves having a wavelength of 405 nm is determined by irradiating the photobase generator with a high-pressure mercury lamp through a filter that does not pass i-line (wavelength: 365 nm) at all. This can be determined by observing whether the generator decomposes or whether a basic substance is generated.

アミジンを発生させるための加熱は、露光と共に行ってもよいし、露光後に行ってもよく、この両方に行ってもよい。加熱温度は、アミジンを発生させるための環化反応の進行性等の観点から、50〜250℃が好ましく、さらに好ましくは80〜150℃、特に好ましくは90〜140℃である。   Heating for generating amidine may be performed together with exposure, after exposure, or both. The heating temperature is preferably 50 to 250 ° C., more preferably 80 to 150 ° C., particularly preferably 90 to 140 ° C. from the viewpoint of the progress of the cyclization reaction for generating amidine.

加熱時間としては、環化反応の進行性及びエネルギーコスト等の観点から、1〜300分が好ましく、さらに好ましくは3〜120分である。   The heating time is preferably from 1 to 300 minutes, more preferably from 3 to 120 minutes, from the viewpoint of the progress of the cyclization reaction and the energy cost.

露光や加熱を行う際の雰囲気としては、減圧下、加圧下、大気圧下のいずれでもよいが、プロセスの簡便性等の観点から、大気圧が好ましい。また、不活性ガス雰囲気下でもよい。   The atmosphere for exposure and heating may be any of reduced pressure, increased pressure, and atmospheric pressure, but atmospheric pressure is preferable from the viewpoint of process simplicity. Further, an inert gas atmosphere may be used.

また、本発明の前記式(1)、(2)で表される光塩基発生剤、および上記式(1)、式(2)で表される光塩基発生剤の光分解反応により生じる塩基性物質は、本発明の光塩基発生剤を含有する感光性樹脂組成物の塗膜に対して露光後現像前に行う、加熱の温度(パターン形成用の部分的なイミド化の温度)において分解しないことが好ましい。具体的には、上記式(1)、式(2)で表される光塩基発生剤や、光分解反応により生じる塩基性物質を加熱して初期の重量から5%重量が減少したときの温度(5%重量減少温度)は170℃、更に好ましくは200℃以上であることが望ましい。   Further, the basicity generated by the photolysis reaction of the photobase generators represented by the above formulas (1) and (2) and the photobase generators represented by the above formulas (1) and (2) of the present invention. The substance does not decompose at the heating temperature (temperature of partial imidization for pattern formation) performed on the coating film of the photosensitive resin composition containing the photobase generator of the present invention before development after exposure. It is preferable. Specifically, the temperature when the photobase generator represented by the above formulas (1) and (2) or the basic substance generated by the photolysis reaction is heated to reduce the weight by 5% from the initial weight. (5% weight loss temperature) is 170 ° C., more preferably 200 ° C. or more.

更には、本発明の光塩基発生剤を含有する感光性樹脂組成物が、製品として用いられる場合、感光性樹脂組成物中にアミンが残存しないことが好ましいので、現像後に行う加熱のプロセス(完全イミド化のプロセス)で分解、または揮発してしまう塩基性物質であることが好ましい。具体的には、光分解反応により生じる塩基性物質を加熱して初期の重量から50%重量が減少したときの温度(50%重量減少温度)が400℃以下であることが好ましい。   Furthermore, when the photosensitive resin composition containing the photobase generator of the present invention is used as a product, it is preferable that no amine remains in the photosensitive resin composition. A basic substance that decomposes or volatilizes in the imidization process) is preferable. Specifically, it is preferable that the temperature (50% weight reduction temperature) when the basic substance generated by the photolysis reaction is heated to reduce 50% weight from the initial weight is 400 ° C. or less.

次に、ポリイミド前駆体について説明する。
本発明に用いるポリイミド前駆体は、なんらかの溶媒(有機溶剤、又は水溶液)に可溶なものであることが好ましい。溶媒(有機溶剤、又は水溶液)に可溶なものであると、ポリイミド前駆体の当該溶媒に対する溶解性を変化させることにより、その可溶な溶媒を現像液として用いて、適宜、有機溶剤、塩基性水溶液、酸性水溶液、又は中性水溶液による現像をすることが可能になる。
ここで、ある溶媒に可溶とは、具体的には、基板上に形成された塗膜の25℃における当該溶媒に対する溶解速度が、100Å/sec以上を目安とする。当該溶解速度は1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。
例えば、塩基性水溶液に可溶なものは、具体的には、基板上に形成された塗膜の25℃における0.1wt%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する溶解速度が、100Å/sec以上である。当該溶解速度は1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。さらには、より一般的に用いられる現像液である2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する溶解速度が、100Å/sec以上であることが好ましく、1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。上記定義による溶解速度が100Å/secより小さい場合、現像時間が遅くなり作業性、生産性が悪くなると共に、露光部、未露光部間の溶解性コントラストが得にくくなる。
したがって、本発明の感光性樹脂組成物のある溶媒に対しての溶解速度は、25℃における当該溶媒に対する溶解速度が、100Å/sec以上であることが好ましく、1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。
Next, the polyimide precursor will be described.
The polyimide precursor used in the present invention is preferably soluble in any solvent (organic solvent or aqueous solution). If it is soluble in a solvent (an organic solvent or an aqueous solution), the solubility of the polyimide precursor in the solvent is changed, and the soluble solvent is used as a developer. It is possible to perform development with a neutral aqueous solution, an acidic aqueous solution, or a neutral aqueous solution.
Here, the term “soluble in a solvent” specifically means that the dissolution rate of the coating film formed on the substrate at 25 ° C. in the solvent is 100 Å / sec or more. The dissolution rate is more preferably 1000 kg / sec or more.
For example, what is soluble in a basic aqueous solution is specifically that the dissolution rate of a coating film formed on a substrate in a 0.1 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at 25 ° C. It is more than sec. The dissolution rate is more preferably 1000 kg / sec or more. Furthermore, the dissolution rate with respect to a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, which is a more commonly used developer, is preferably 100 kg / sec or more, and more preferably 1000 kg / sec or more. . When the dissolution rate according to the above definition is less than 100 Å / sec, the development time is delayed, workability and productivity are deteriorated, and it is difficult to obtain a solubility contrast between the exposed and unexposed areas.
Accordingly, the dissolution rate of the photosensitive resin composition of the present invention in a solvent is preferably 100 Å / sec or more, more preferably 1000 Å / sec or more, at 25 ° C. preferable.

上記溶解速度を測定する具体的手順としては、無アルカリガラス等の基板上に形成されたポリイミド前駆体の塗膜を、25℃に調温され、撹拌された現像液(0.1重量%TMAH水溶液または、2.38重量%TMAH水溶液等の塩基性水溶液、有機溶剤等)に一定時間、浸漬し、蒸留水でリンス後、乾燥させた後で測定した膜厚と、初期膜厚との差を、膜減り量とし、その膜減り量を、現像液に浸漬した時間で割ったものが、25℃における単位時間当たりの溶解速度ということになる。   As a specific procedure for measuring the dissolution rate, a polyimide precursor coating film formed on a substrate such as an alkali-free glass was adjusted to 25 ° C. and stirred with a developer (0.1 wt% TMAH). Difference between the initial film thickness and the film thickness measured after being immersed in an aqueous solution or a basic aqueous solution such as a 2.38 wt% TMAH aqueous solution, an organic solvent, etc., rinsed with distilled water and dried. Is the amount of film reduction, and the amount of film reduction divided by the time immersed in the developer is the dissolution rate per unit time at 25 ° C.

また、露光部と未露光部の間に十分な溶解性コントラストを得るために、感光性樹脂組成物を実際に所定の感光パターン形成プロセスにおいて用いた時に、パターン状露光、及び、必要に応じて後工程(通常は加熱工程)を行って得られる、現像工程前における未露光部位と露光部位の現像液に対する溶解性の比(未露光部位の現像液に対する単位時間当たりの溶解速度/露光部位の現像液に対する単位時間当たりの溶解速度)が、10以上であることが好ましい。
単位時間当たりの溶解速度は、上記の方法と同様にして求められ、感光性樹脂組成物の塗膜にパターン露光を行い、露光後の加熱を行った後に、露光部、未露光部の溶解速度を、それぞれ求める。
In addition, when a photosensitive resin composition is actually used in a predetermined photosensitive pattern forming process in order to obtain sufficient solubility contrast between the exposed part and the unexposed part, pattern exposure, and if necessary The ratio of the solubility of the unexposed part and the exposed part in the developer before the development process obtained by the post-process (usually the heating process) (dissolution rate per unit time in the developer of the unexposed part / exposure part The dissolution rate per unit time in the developer is preferably 10 or more.
The dissolution rate per unit time is determined in the same manner as in the above method. After the pattern exposure is performed on the coating film of the photosensitive resin composition and the heating after the exposure is performed, the dissolution rate of the exposed area and the unexposed area is determined. For each.

本発明においては、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進されるポリイミド前駆体が用いられる。ここで、ポリイミド前駆体が、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進される態様には、ポリイミド前駆体が塩基性物質の作用のみによって最終生成物に変化する態様のみならず、塩基性物質の作用によってポリイミド前駆体の最終生成物への反応温度が、塩基性物質の作用がない場合に比べて低下するような態様が含まれる。
このような塩基性物質の存在の有無により反応温度差が出来る場合には、反応温度差を利用して、塩基性物質と共存するポリイミド前駆体のみが最終生成物へと反応する適切な温度で加熱することにより、塩基性物質と共存するポリイミド前駆体のみが最終生成物へと反応しある溶媒への溶解性が変化する。従って、塩基性物質の存在の有無によって、ポリイミド前駆体のある溶媒への溶解性を変化させることが可能となり、ひいては当該溶媒を現像液として用いて現像によるパターニングが可能になる。よって、本発明に用いられるポリイミド前駆体としては、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進され、且つ、加熱により溶解性が、加熱前に比べて低く変化するポリイミド前駆体が好適に用いられる。
In the present invention, a polyimide precursor whose reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance is used. Here, the mode in which the reaction to the final product is promoted by the action of the basic substance is not only the mode in which the polyimide precursor is changed to the final product only by the action of the basic substance, An embodiment is included in which the reaction temperature of the polyimide precursor to the final product is lowered by the action of the basic substance as compared to the case where the action of the basic substance is not caused.
If there is a reaction temperature difference due to the presence or absence of such a basic substance, the reaction temperature difference can be used to obtain an appropriate temperature at which only the polyimide precursor coexisting with the basic substance reacts with the final product. By heating, only the polyimide precursor coexisting with the basic substance reacts with the final product, and the solubility in a solvent changes. Therefore, the solubility of the polyimide precursor in a certain solvent can be changed depending on the presence or absence of the basic substance, and consequently, patterning by development using the solvent as a developer becomes possible. Therefore, as the polyimide precursor used in the present invention, a polyimide precursor whose reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance and whose solubility is lowered by heating compared to before heating is suitable. Used for.

ここで、ポリイミド前駆体としては、下記式(I)で表されるポリイミド前駆体が挙げられる。   Here, as a polyimide precursor, the polyimide precursor represented by following formula (I) is mentioned.

Figure 2011118198
(式(I)中、R11は4価の有機基である。R12は2価の有機基である。R13及びR14は、水素原子、又は1価の有機基である。nは1以上の自然数である。)
Figure 2011118198
(In formula (I), R 11 is a tetravalent organic group. R 12 is a divalent organic group. R 13 and R 14 are a hydrogen atom or a monovalent organic group. N is (It is a natural number of 1 or more.)

13及びR14が1価の有機基である場合としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、及び、これらにエーテル結合を含有したC2nOC2m+1などで表される構造等を挙げることができる。 Examples of the case where R 13 and R 14 are monovalent organic groups include alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aryl groups, and C n H 2n OC m H 2m + 1 containing an ether bond therein. The structure represented can be mentioned.

ポリイミド前駆体としては、下記式(II)で表されるようなポリアミック酸が、アルカリ現像性の点から好適に用いられる。   As the polyimide precursor, a polyamic acid represented by the following formula (II) is preferably used from the viewpoint of alkali developability.

Figure 2011118198
(式(II)中、R11は4価の有機基である。R12は2価の有機基である。nは1以上の自然数である。)
Figure 2011118198
(In Formula (II), R 11 is a tetravalent organic group. R 12 is a divalent organic group. N is a natural number of 1 or more.)

なお、式(I)及び式(II)において、R11の4価は、酸二無水物等から誘導されるテトラカルボン酸残基を示し、R12の2価はジアミン残基を示す。なお、R11の4価は酸と結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。同様に、R12の2価はアミンと結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。
ポリアミック酸は、酸2無水物とジアミンを溶液中で混合するのみで得られるので、1段階の反応で合成することができ、合成が容易で低コストで入手できるので好ましい。
In formulas (I) and (II), tetravalent R 11 represents a tetracarboxylic acid residue derived from an acid dianhydride or the like, and divalent R 12 represents a diamine residue. Incidentally, tetravalent R 11 represents only valence for bonding with the acid, but may have further substituents other. Similarly, the divalent value of R 12 indicates only the valence for bonding with the amine, but may have other substituents.
Polyamic acid is preferable because it can be obtained by simply mixing acid dianhydride and diamine in a solution, so that it can be synthesized by a one-step reaction, and can be synthesized easily and at low cost.

ポリアミック酸のように、塩基の触媒作用によって熱硬化温度が低下するポリイミド前駆体を用いる場合には、先ず、そのようなポリアミック酸と、前記光塩基発生剤を組み合わせた感光性樹脂組成物の塗膜又は成形体上のパターンを残したい部分に電磁波を照射する。すると、照射部には、塩基性物質が発生し、その部分のイミド化温度が選択的に低下する。次に、照射部はイミド化反応が起こるが、非照射部はイミド化反応が起こらない処理温度で加熱し、照射部のみ少なくとも現像液に溶解しない程度に部分的にイミド化させる。次に、所定の現像液(有機溶媒や塩基性水溶液等)で非照射部を溶解して熱硬化物からなるパターンを形成する。このパターンを、更に必要に応じ更に加熱してイミド化を完結させる。以上の工程によって、所望の2次元樹脂パターン(一般的な平面パターン)又は3次元樹脂パターン(立体的に成形された形状)が得られる。   When using a polyimide precursor whose thermosetting temperature is lowered by the catalytic action of a base, such as a polyamic acid, first, a photosensitive resin composition in which such a polyamic acid is combined with the photobase generator is applied. Irradiate an electromagnetic wave to the portion of the film or molded body where the pattern is to be left. Then, a basic substance is generated in the irradiated portion, and the imidization temperature of that portion is selectively lowered. Next, the irradiated part undergoes an imidization reaction, while the non-irradiated part is heated at a processing temperature at which the imidization reaction does not occur, and only the irradiated part is partially imidized to the extent that it does not dissolve in the developer. Next, a non-irradiated portion is dissolved with a predetermined developer (such as an organic solvent or a basic aqueous solution) to form a pattern made of a thermoset. This pattern is further heated as necessary to complete imidization. Through the above steps, a desired two-dimensional resin pattern (general plane pattern) or three-dimensional resin pattern (three-dimensionally shaped shape) is obtained.

本発明においては、上記式(1)、式(2)で表される塩基発生剤が、触媒活性が強く、又は高感度の光塩基発生剤として機能し、感光性樹脂組成物の塗膜又は成形体上の電磁波照射部位と非照射部位の間での溶解性差を大きくできるので、有機溶媒ではなく、塩基性水溶液を用いる場合でも優れた現像性が得られる。
副次的な効果として、用いるポリイミド前駆体がポリアミック酸である場合、塩基性物質の触媒効果によりイミド化に要する温度が低くても充分な為、最終キュア温度を300℃未満、更に好ましくは250℃以下まで下げることが可能である。従来のポリアミック酸はイミド化するために最終キュア温度を300℃以上とする必要があった為、用途が制限されていたが、最終キュア温度を下げることが可能になったことによって、より広範囲の用途に適用が可能である。
In the present invention, the base generator represented by the above formulas (1) and (2) has a high catalytic activity or functions as a highly sensitive photobase generator, and the coating film of the photosensitive resin composition or Since the difference in solubility between the electromagnetic wave irradiation site and the non-irradiation site on the molded body can be increased, excellent developability can be obtained even when a basic aqueous solution is used instead of an organic solvent.
As a secondary effect, when the polyimide precursor to be used is a polyamic acid, it is sufficient that the temperature required for imidization is low due to the catalytic effect of the basic substance. It can be lowered to below ℃. In order to imidize the conventional polyamic acid, the final cure temperature was required to be 300 ° C. or higher, so the use was limited. Applicable to usage.

また、ポリイミド前駆体に関して、最終的に得られるポリイミドの耐熱性及び寸法安定性の要求が厳しい用途に対しては、酸二無水物由来の部分が芳香族構造を有し、さらにジアミン由来の部分も芳香族構造を含む全芳香族ポリイミド前駆体であることが好ましい。それゆえジアミン成分由来の構造も芳香族ジアミンから誘導される構造であることが好ましい。
ここで、全芳香族ポリイミド前駆体とは、芳香族酸成分と芳香族アミン成分の共重合、又は、芳香族酸/アミノ成分の重合により得られるポリイミド前駆体及びその誘導体である。また、芳香族酸成分とは、ポリイミド骨格を形成する4つの酸基が全て芳香族環上に置換している化合物であり、芳香族アミン成分とは、ポリイミド骨格を形成する2つのアミノ基が両方とも芳香族環上に置換している化合物であり、芳香族酸/アミノ成分とはポリイミド骨格を形成する酸基とアミノ基がいずれも芳香族環上に置換している化合物である。ただし、後述する原料の具体例から明らかなように、全ての酸基又はアミノ基が同じ芳香環上に存在する必要はない。
In addition, regarding the polyimide precursor, for applications where the heat resistance and dimensional stability of the finally obtained polyimide are severe, the part derived from acid dianhydride has an aromatic structure, and the part derived from diamine Is preferably a wholly aromatic polyimide precursor containing an aromatic structure. Therefore, the structure derived from the diamine component is also preferably a structure derived from an aromatic diamine.
Here, the wholly aromatic polyimide precursor is a polyimide precursor obtained by copolymerization of an aromatic acid component and an aromatic amine component, or polymerization of an aromatic acid / amino component, and a derivative thereof. The aromatic acid component is a compound in which all four acid groups forming the polyimide skeleton are substituted on the aromatic ring, and the aromatic amine component is the two amino groups forming the polyimide skeleton. Both are compounds substituted on the aromatic ring, and the aromatic acid / amino component is a compound in which both the acid group and amino group forming the polyimide skeleton are substituted on the aromatic ring. However, as is clear from the specific examples of raw materials described later, it is not necessary that all acid groups or amino groups exist on the same aromatic ring.

本発明のポリイミド前駆体を製造する方法としては、従来公知の手法を適用することができる。例えば、(1)酸二無水物とジアミンから前駆体であるポリアミック酸を合成する手法。(2)酸二無水物に1価のアルコールやアミノ化合物、エポキシ化合物等を反応させ合成した、エステル酸やアミド酸モノマーのカルボン酸に、ジアミノ化合物やその誘導体を反応させてポリイミド前駆体を合成する手法などが挙げられるがこれに限定されない。   As a method for producing the polyimide precursor of the present invention, a conventionally known method can be applied. For example, (1) A technique of synthesizing a polyamic acid as a precursor from an acid dianhydride and a diamine. (2) A polyimide precursor is synthesized by reacting a carboxylic acid such as an ester acid or an amic acid monomer with a monohydric alcohol, an amino compound, or an epoxy compound synthesized with an acid dianhydride. However, the method is not limited to this.

本発明のポリイミド前駆体に適用可能な酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族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、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−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、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、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、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、1,3−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、   Examples of the acid dianhydride applicable to the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and methylcyclobutane tetracarboxylic dianhydride. , Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as cyclopentanetetracarboxylic dianhydride; pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′ , 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 , 6,6'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride , Bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride Bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1, 1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, , 3-bis [( , 4-Dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2- Dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride,

2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−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−(1,2−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、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ぺリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、ピリジンテトラカルボン酸二無水物、スルホニルジフタル酸無水物、m−ターフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。そして、特に好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物として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’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、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が挙げられる。 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride Bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, 4,4′-bis [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,4′-bis [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis { 4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarbo Cis) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) Phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,3,6 , 7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (2,3- or 3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetraca Boronic acid dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic Acid dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, pyridinetetracarboxylic dianhydride, sulfonyldiphthalic anhydride , Aromatic tetra such as m-terphenyl-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride, p-terphenyl-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride Examples thereof include carboxylic dianhydrides. These may be used alone or in combination of two or more. And as a particularly preferred tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra Carboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride.

併用する酸二無水物としてフッ素が導入された酸二無水物や、脂環骨格を有する酸二無水物を用いると、透明性をそれほど損なわずに溶解性や熱膨張率等の物性を調整することが可能である。また、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’−ビフェニル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などの剛直な酸二無水物を用いると、最終的に得られるポリイミドの線熱膨張係数が小さくなるが、透明性の向上を阻害する傾向があるので、共重合割合に注意しながら併用してもよい。   When acid dianhydride into which fluorine is introduced or acid dianhydride having an alicyclic skeleton is used as the acid dianhydride to be used in combination, the physical properties such as solubility and thermal expansion coefficient are adjusted without significantly impairing transparency. It is possible. Also, rigid acid dianhydrides such as pyromellitic acid anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, etc. If used, the linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide becomes small, but it tends to inhibit the improvement of transparency, so it may be used in combination while paying attention to the copolymerization ratio.

一方、アミン成分も、1種類のジアミン単独で、または2種類以上のジアミンを併用して用いることができる。用いられるジアミン成分は限定されるわけではないが、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、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、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(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−ジ(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−(3−アミノフェニル)−2−(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、1,1−ジ(3−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ジ(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1−(3−アミノフェニル)−1−(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゾニトリル、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ピリジン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、   On the other hand, the amine component can also be used alone or in combination of two or more diamines. The diamine component used is not limited, but p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4 '-Diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4' -Diaminodiph Nylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2,2 -Di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-aminophenyl) -1 -Phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1- (3-aminophenyl) -1- (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis ( 3-Aminophenoxy) benzene, 1,3 Bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1, 3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α -Dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis ( 4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-dito Trifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2 , 6-bis (3-aminophenoxy) benzonitrile, 2,6-bis (3-aminophenoxy) pyridine, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-amino) Phenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide,

ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(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、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、6,6’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダンのような芳香族アミン; Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-Aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3 3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] ben 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-amino Phenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 4,4'-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl ] Diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzen) ) Phenoxy] diphenylsulfone, 4,4′-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] diphenylsulfone, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4 , 4′-Dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 6,6′-bis (3-aminophenoxy) -3,3 Like 3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 6,6′-bis (4-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane Aromatic amines;

1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス(2−アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロトキシ)エチル]エーテル、1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカンのような脂肪族アミン;   1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω -Bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, bis (2-aminomethoxy) ethyl] ether, bis [ 2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminoprotoxy) ethyl] ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane 1,2-bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2-aminoethoxy) ethoxy] ethane Ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1 , 5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12 An aliphatic amine such as diaminododecane;

1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,3−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロへキシル)メタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタンのような脂環式ジアミンなどが挙げられる。グアナミン類としては、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンなどを挙げることができ、また、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミンも使用することができる。
さらに目的に応じ、架橋点となるエチニル基、ベンゾシクロブテン−4’−イル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、イソシアネート基、及びイソプロペニル基のいずれか1種又は2種以上を、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てに置換基として導入しても使用することができる。
1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4 -Di (2-aminoethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] Alicyclic diamines such as heptane. Examples of guanamines include acetoguanamine, benzoguanamine, and the like, and some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the diamine are fluoro group, methyl group, methoxy group, trifluoromethyl group, or trifluoromethoxy group. Diamines substituted with substituents selected from the group can also be used.
Furthermore, depending on the purpose, any one or two or more of ethynyl group, benzocyclobuten-4′-yl group, vinyl group, allyl group, cyano group, isocyanate group, and isopropenyl group serving as a crosslinking point, Even if it introduce | transduces into some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of diamine as a substituent, it can be used.

ジアミンは、目的の物性によって選択することができ、p−フェニレンジアミンなどの剛直なジアミンを用いれば、最終的に得られるポリイミドは低膨張率となる。剛直なジアミンとしては、同一の芳香環に2つアミノ基が結合しているジアミンとして、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、2、6−ジアミノナフタレン、2,7−ジアミノナフタレン、1,4−ジアミノアントラセンなどが挙げられる。
さらに、2つ以上の芳香族環が単結合により結合し、2つ以上のアミノ基がそれぞれ別々の芳香族環上に直接又は置換基の一部として結合しているジアミンが挙げられ、例えば、下記式(III)により表されるものがある。具体例としては、ベンジジン等が挙げられる。
The diamine can be selected depending on the desired physical properties. If a rigid diamine such as p-phenylenediamine is used, the finally obtained polyimide has a low expansion coefficient. Examples of rigid diamines include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,4-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 2, 6 as diamines in which two amino groups are bonded to the same aromatic ring. -Diaminonaphthalene, 2,7-diaminonaphthalene, 1,4-diaminoanthracene and the like can be mentioned.
In addition, diamines in which two or more aromatic rings are bonded by a single bond, and two or more amino groups are each bonded directly or as part of a substituent on a separate aromatic ring, for example, Some are represented by the following formula (III). Specific examples include benzidine and the like.

Figure 2011118198
(aは1以上の自然数、アミノ基はベンゼン環同士の結合に対して、メタ位または、パラ位に結合する。)
Figure 2011118198
(A is a natural number of 1 or more, and the amino group is bonded to the meta position or the para position with respect to the bond between the benzene rings.)

さらに、上記式(III)において、他のベンゼン環との結合に関与せず、ベンゼン環上のアミノ基が置換していない位置に置換基を有するジアミンも用いることができる。これら置換基は、1価の有機基であるがそれらは互いに結合していてもよい。
具体例としては、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。
また、最終的に得られるポリイミドを光導波路、光回路部品として用いる場合には、芳香環の置換基としてフッ素を導入すると1μm以下の波長の電磁波に対しての透過率を向上させることができる。
Furthermore, in the above formula (III), a diamine having a substituent at a position where the amino group on the benzene ring is not substituted and which does not participate in the bond with other benzene rings can also be used. These substituents are monovalent organic groups, but they may be bonded to each other.
Specific examples include 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dichloro-4,4′-diamino. Biphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl and the like can be mentioned.
When the finally obtained polyimide is used as an optical waveguide or an optical circuit component, the transmittance for electromagnetic waves having a wavelength of 1 μm or less can be improved by introducing fluorine as a substituent of the aromatic ring.

一方、ジアミンとして、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどのシロキサン骨格を有するジアミンを用いると、最終的に得られるポリイミドの弾性率が低下し、ガラス転移温度を低下させることができる。
ここで、選択されるジアミンは耐熱性の観点より芳香族ジアミンが好ましいが、目的の物性に応じてジアミンの全体の60モル%、好ましくは40モル%を超えない範囲で、脂肪族ジアミンやシロキサン系ジアミン等の芳香族以外のジアミンを用いても良い。
On the other hand, when a diamine having a siloxane skeleton such as 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane is used as the diamine, the elastic modulus of the finally obtained polyimide is lowered and the glass transition temperature is lowered. be able to.
Here, the selected diamine is preferably an aromatic diamine from the viewpoint of heat resistance. However, depending on the desired physical properties, the diamine may be an aliphatic diamine or siloxane within a range not exceeding 60 mol%, preferably not exceeding 40 mol%. Non-aromatic diamines such as diamines may be used.

一方、ポリイミド前駆体を合成するには、例えば、アミン成分として4,4’−ジアミノジフェニルエーテルをN−メチルピロリドンなどの有機極性溶媒に溶解させた溶液を冷却しながら、そこへ等モルの3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を徐々に加え撹拌し、ポリイミド前駆体溶液を得ることができる。
このようにして合成されるポリイミド前駆体は、最終的に得られるポリイミドに耐熱性及び寸法安定性を求める場合には、芳香族酸成分及び/又は芳香族アミン成分の共重合割合ができるだけ大きいことが好ましい。具体的には、イミド構造の繰り返し単位を構成する酸成分に占める芳香族酸成分の割合が50モル%以上、特に70モル%以上であることが好ましく、イミド構造の繰り返し単位を構成するアミン成分に占める芳香族アミン成分の割合が40モル%以上、特に60モル%以上であることが好ましく、全芳香族ポリイミドであることが特に好ましい。
On the other hand, in order to synthesize a polyimide precursor, for example, while cooling a solution prepared by dissolving 4,4′-diaminodiphenyl ether as an amine component in an organic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, an equimolar amount of 3,4 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is gradually added and stirred to obtain a polyimide precursor solution.
The polyimide precursor thus synthesized should have a copolymerization ratio of the aromatic acid component and / or aromatic amine component as large as possible when the final polyimide obtained is required to have heat resistance and dimensional stability. Is preferred. Specifically, the proportion of the aromatic acid component in the acid component constituting the repeating unit of the imide structure is preferably 50 mol% or more, particularly preferably 70 mol% or more, and the amine component constituting the repeating unit of the imide structure The proportion of the aromatic amine component in the total is preferably 40 mol% or more, particularly preferably 60 mol% or more, and particularly preferably wholly aromatic polyimide.

ポリイミド前駆体は、感光性樹脂組成物とした際の感度を高め、マスクパターンを正確に再現するパターン形状を得るために、5μmの膜厚のときに、露光波長に対して少なくとも5%以上の透過率を示すことが好ましく、15%以上の透過率を示すことが更に好ましい。
露光波長に対してポリイミド前駆体の透過率が高いということは、それだけ、光のロスが少ないということであり、高感度の感光性樹脂組成物を得ることができる。
In order to increase the sensitivity when the polyimide precursor is used as a photosensitive resin composition and obtain a pattern shape that accurately reproduces the mask pattern, at least 5% or more of the exposure wavelength when the film thickness is 5 μm. It preferably exhibits a transmittance, and more preferably exhibits a transmittance of 15% or more.
That the transmittance | permeability of a polyimide precursor is high with respect to exposure wavelength means that there is little loss of light, and a highly sensitive photosensitive resin composition can be obtained.

また、一般的な露光光源である高圧水銀灯を用いて露光を行う場合には、少なくとも365nm、405nm、436nmの波長の電磁波のうち1つの波長の電磁波に対する透過率が、厚み5μmのフィルムに成膜した時で好ましくは5%以上、更に好ましくは15%、より更に好ましくは50%以上である。   In addition, when exposure is performed using a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, a transmittance with respect to an electromagnetic wave having a wavelength of at least 365 nm, 405 nm, and 436 nm is formed on a film having a thickness of 5 μm. Is preferably 5% or more, more preferably 15%, and still more preferably 50% or more.

ポリイミド前駆体の重量平均分子量は、その用途にもよるが、3,000〜1,000,000の範囲であることが好ましく、5,000〜500,000の範囲であることがさらに好ましく、10,000〜500,000の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量が3,000未満であると、塗膜又はフィルムとした場合に十分な強度が得られにくい。また、加熱処理等を施しポリイミドなどの高分子とした際の膜の強度も低くなる。一方、重量平均分子量が1,000,000を超えると粘度が上昇し、溶解性も落ちてくるため、表面が平滑で膜厚が均一な塗膜又はフィルムが得られにくい。
ここで用いている分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値のことをいい、ポリイミド前駆体そのものの分子量でも良いし、無水酢酸等で化学的イミド化処理を行った後のものでも良い。
The weight average molecular weight of the polyimide precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, more preferably in the range of 5,000 to 500,000, although it depends on the application. More preferably, it is in the range of 1,000,000 to 500,000. When the weight average molecular weight is less than 3,000, it is difficult to obtain sufficient strength when a coating film or film is used. In addition, the strength of the film is reduced when heat treatment or the like is performed to obtain a polymer such as polyimide. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 1,000,000, the viscosity increases and the solubility decreases, so that it is difficult to obtain a coating film or film having a smooth surface and a uniform film thickness.
The molecular weight used here refers to a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), may be the molecular weight of the polyimide precursor itself, or after chemical imidization treatment with acetic anhydride or the like. Things can be used.

なお、ポリイミド前駆体合成時における溶媒は、極性溶媒が望ましく、代表的なものとして、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン等があり、これらの溶媒は単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。この他にも溶媒として組合せて用いられるものとしてベンゼン、ベンゾニトリル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ブチロラクトン、キシレン、トルエン、シクロヘキサノン等の非極性溶媒が挙げられ、これらの溶媒は、原料の分散媒、反応調節剤、あるいは生成物からの溶媒の揮散調節剤、皮膜平滑剤などとして使用される。   The solvent for the synthesis of the polyimide precursor is preferably a polar solvent, and representative examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethyl. Acetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoamide, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone, diethylene glycol dimethyl ether, There are cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone and the like, and these solvents are used alone or in combination of two or more. In addition to these, non-polar solvents such as benzene, benzonitrile, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, butyrolactone, xylene, toluene, cyclohexanone, and the like can be used as a solvent. It is used as a reaction regulator, a volatilization regulator of a solvent from the product, a film smoothing agent, and the like.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、前記光塩基発生剤と、前記ポリイミド前駆体と、溶媒だけの単純な混合物であってもよいが、さらに、増感剤、光又は熱硬化性成分、ポリイミド前駆体以外の非重合性バインダー樹脂、その他の成分を配合して、感光性樹脂組成物を調製してもよい。
感光性樹脂組成物を溶解、分散又は希釈する溶剤としては各種の汎用溶剤を用いることが出来る。また、ポリイミド前駆体としてポリアミック酸を用いる場合には、ポリアミック酸の合成反応により得られた溶液をそのまま用い、そこに必要に応じて他の成分を混合しても良い。
The photosensitive resin composition according to the present invention may be a simple mixture of only the photobase generator, the polyimide precursor, and a solvent, and further, a sensitizer, a light or thermosetting component, A photosensitive resin composition may be prepared by blending a non-polymerizable binder resin other than the polyimide precursor and other components.
Various general-purpose solvents can be used as a solvent for dissolving, dispersing or diluting the photosensitive resin composition. Moreover, when using polyamic acid as a polyimide precursor, you may use the solution obtained by the synthesis reaction of polyamic acid as it is, and may mix other components there as needed.

前記光塩基発生剤の吸収波長がポリイミド前駆体の吸収波長と重なる部分があり、十分な感度が得られない場合において、感度向上の手段として、増感剤の添加が効果を発揮する場合がある。また、ポリイミド前駆体を透過する電磁波の波長帯に前記光塩基発生剤が吸収波長を有する場合においても、感度向上の手段として、増感剤を添加することができる。ただし、増感剤の添加によるポリイミド前駆体の含有率の減少に伴う、得られるパターンの膜物性、特に膜強度や耐熱性の低下に関して考慮に入れる必要がある。
増感剤と呼ばれる化合物の具体例としては、チオキサントン及び、ジエチルチオキサントンなどのその誘導体、シアニン及び、その誘導体、メロシアニン及び、その誘導体、クマリン系及び、その誘導体、ケトクマリン及び、その誘導体、ケトビスクマリン、及びその誘導体、シクロペンタノン及び、その誘導体、シクロヘキサノン及び、その誘導体、チオピリリウム塩及び、その誘導体、キノリン系及び、その誘導体、スチリルキノリン系及び、その誘導体、チオキサンテン系、キサンテン系及び、その誘導体、オキソノール系及び、その誘導体、ローダミン系及び、その誘導体、ピリリウム塩及び、その誘導体等が挙げられる。
When there is a portion where the absorption wavelength of the photobase generator overlaps with the absorption wavelength of the polyimide precursor, and sufficient sensitivity cannot be obtained, addition of a sensitizer may be effective as a means for improving sensitivity. . Even when the photobase generator has an absorption wavelength in the wavelength band of electromagnetic waves that pass through the polyimide precursor, a sensitizer can be added as a means for improving sensitivity. However, it is necessary to take into consideration the film physical properties of the resulting pattern, particularly the decrease in film strength and heat resistance, accompanying the decrease in the content of the polyimide precursor due to the addition of a sensitizer.
Specific examples of compounds called sensitizers include thioxanthone and derivatives thereof such as diethylthioxanthone, cyanine and derivatives thereof, merocyanine and derivatives thereof, coumarins and derivatives thereof, ketocoumarins and derivatives thereof, and ketobiscoumarins. And derivatives thereof, cyclopentanone and derivatives thereof, cyclohexanone and derivatives thereof, thiopyrylium salts and derivatives thereof, quinoline derivatives and derivatives thereof, styrylquinoline derivatives and derivatives thereof, thioxanthene derivatives, xanthene derivatives and Derivatives, oxonol-based and derivatives thereof, rhodamine-based and derivatives thereof, pyrylium salts and derivatives thereof.

シアニン、メロシアニン及び、その誘導体の具体例としては、3,3’−ジカルボキシエチル−2,2’チオシアニンブロミド、1−カルボキシメチル−1’−カルボキシエチル−2,2’−キノシアニンブロミド、1,3’−ジエチル−2,2’−キノチアシアニンヨ−ジド、3−エチル−5−[(3−エチル−2(3H)−ベンゾチアゾリデン)エチリデン]−2−チオキソ−4−オキサゾリジン等が挙げられる。
クマリン、ケトクマリン及び、その誘導体の具体例としては、3−(2’−ベンゾイミダゾール)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3,3’−カルボニルビスクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジメトキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−アセトキシクマリン)等が挙げられる。
チオキサントン及び、その誘導体の具体例としては、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。
Specific examples of cyanine, merocyanine and derivatives thereof include 3,3′-dicarboxyethyl-2,2′thiocyanine bromide, 1-carboxymethyl-1′-carboxyethyl-2,2′-quinocyanine bromide, 1,3′-diethyl-2,2′-quinothiocyanine iodide, 3-ethyl-5-[(3-ethyl-2 (3H) -benzothiazolidene) ethylidene] -2-thioxo-4- And oxazolidine.
Specific examples of coumarin, ketocoumarin and derivatives thereof include 3- (2′-benzimidazole) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), and 3,3′-carbonylbiscoumarin. 3,3′-carbonylbis (5,7-dimethoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-acetoxycoumarin) and the like.
Specific examples of thioxanthone and derivatives thereof include diethyl thioxanthone and isopropyl thioxanthone.

さらに他にはベンゾフェノン、アセトフェノン、アントロン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、フェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ピクラミド、1,2−ベンズアンスラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−1,9−ベンズアンスロン、p,p’−テトラエチルジアミノベンゾフェノン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、ジベンザルアセトン、1,2−ナフトキノン、2,5−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−シクロペンタン、2,6−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−シクロヘキサノン、2,6−ビス−(4’−ジメチルアミノベンザル)−4−メチル−シクロヘキサノン、2,6−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−4−メチル−シクロヘキサノン、4,4’−ビス−(ジメチルアミノ)−カルコン、4,4’−ビス−(ジエチルアミノ)−カルコン、p−ジメチルアミノベンジリデンインダノン、1,3−ビス−(4’−ジメチルアミノベンザル)−アセトン、1,3−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−アセトン、N−フェニル−ジエタノールアミン、N−p−トリル−ジエチルアミン、などが挙げられる。
本発明ではこれらの増感剤を1種または2種以上使用することができる。
Other examples include benzophenone, acetophenone, anthrone, p, p'-tetramethyldiaminobenzophenone (Michler ketone), phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, N-acetyl-p-nitroaniline, p-nitro. Aniline, 2-ethylanthraquinone, 2-tertiarybutylanthraquinone, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, picramide, 1,2-benzanthraquinone, 3-methyl-1,3-diaza-1,9- Benzanthrone, p, p′-tetraethyldiaminobenzophenone, 2-chloro-4-nitroaniline, dibenzalacetone, 1,2-naphthoquinone, 2,5-bis- (4′-diethylaminobenzal) -cyclopentane, 2,6-bis- (4′-diethyla Minobenzal) -cyclohexanone, 2,6-bis- (4′-dimethylaminobenzal) -4-methyl-cyclohexanone, 2,6-bis- (4′-diethylaminobenzal) -4-methyl-cyclohexanone, 4, 4'-bis- (dimethylamino) -chalcone, 4,4'-bis- (diethylamino) -chalcone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 1,3-bis- (4'-dimethylaminobenzal) -acetone 1,3-bis- (4′-diethylaminobenzal) -acetone, N-phenyl-diethanolamine, Np-tolyl-diethylamine, and the like.
In the present invention, one or more of these sensitizers can be used.

また、組成物に使用される溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、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ジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;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、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、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等のグリコールモノエーテル類(いわゆるセロソルブ類);メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、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、前記グリコールモノエーテル類の酢酸エステル(例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート)、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、蓚酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類;塩化メチレン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、1−クロロプロパン、1−クロロブタン、1−クロロペンタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等のアミド類;N−メチルピロリドンなどのピロリドン類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、その他の有機極性溶媒類等が挙げられ、更には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、及び、その他の有機非極性溶媒類等も挙げられる。これらの溶媒は単独若しくは組み合わせて用いられる。
中でも、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、N−アセチル−2−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン等の極性溶媒が好適なものとして挙げられる。
Examples of the solvent used in the composition include ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol Glycol monoethers such as monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether (so-called cellosolves); methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, etc. Ketones; ethyl acetate, acetic acid Chill, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, acetate esters of the above glycol monoethers (for example, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate), methoxypropyl acetate, ethoxypropyl acetate, Esters such as dimethyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate; alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin; methylene chloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, Halogenated hydrocarbons such as 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene; N, N- Amides such as methylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide; Pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone; Lactones such as γ-butyrolactone; Sulfoxides such as dimethylsulfoxide And other organic polar solvents, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, and other organic nonpolar solvents. These solvents are used alone or in combination.
Among them, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethyl sulfoxide, hexa Polar solvents such as methylphosphoamide, N-acetyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone It is mentioned as a suitable thing.

光硬化性成分としては、エチレン性不飽和結合を1つ又は2つ以上有する化合物を用いることができ、例えば、アミド系モノマー、(メタ)アクリレートモノマー、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、及びヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート、スチレン等の芳香族ビニル化合物を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体が、ポリアミック酸等のカルボン酸成分を構造内に有する場合には、3級アミノ基を有するエチレン性不飽和結合含有化合物を用いると、ポリイミド前駆体のカルボン酸とイオン結合を形成し、感光性樹脂組成物としたときの露光部、未露光部の溶解速度のコントラストが大きくなる。   As the photocurable component, a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds can be used. For example, an amide monomer, a (meth) acrylate monomer, a urethane (meth) acrylate oligomer, a polyester (meth) Aromatic vinyl compounds such as acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylates, hydroxyl group-containing (meth) acrylates, and styrene can be exemplified. In addition, when the polyimide precursor has a carboxylic acid component such as polyamic acid in the structure, the use of an ethylenically unsaturated bond-containing compound having a tertiary amino group causes the carboxylic acid of the polyimide precursor to have an ionic bond. When the photosensitive resin composition is formed, the contrast of the dissolution rate of the exposed area and the unexposed area is increased.

このようなエチレン性不飽和結合を有する光硬化性化合物を用いる場合には、さらに光ラジカル発生剤を添加してもよい。光ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとそのアルキルエーテル;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン等のアセトフェノン;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリ-ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン及び2−アミルアントラキノン等のアントラキノン;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン及び2,4−ジイソピルチオキサントン等のチオキサントン;アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール等のケタール;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等のモノアシルホスフィンオキシドあるいはビスアシルホスフィンオキシド類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;並びにキサントン類等が挙げられる。   When using a photocurable compound having such an ethylenically unsaturated bond, a photoradical generator may be further added. Examples of the photo radical generator include benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether and alkyl ethers thereof; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2 Acetophenones such as phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one Anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tertiary-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone and 2-amylanthraquinone; 2,4-dimethyl Thioxanthone such as luthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone and 2,4-diisopropylpyroxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide, etc. Monoacylphosphine oxides or bisacylphosphine oxides; benzophenones such as benzophenone; and xanthones.

本発明に係る樹脂組成物に加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。また、その機能又は形態としては顔料、フィラー、繊維等がある。   In order to impart processing characteristics and various functionalities to the resin composition according to the present invention, various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be blended. For example, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate, and these may have a porous or hollow structure. The function or form includes pigments, fillers, fibers, and the like.

本発明に係る感光性樹脂組成物において、前記ポリイミド前駆体(固形分)は、得られるパターンの膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、30重量%以上、50重量%以上含有することが好ましい。また、前記式(1)、(2)で表される光塩基発生剤は、感光性樹脂組成物に含まれるポリイミド前駆体の固形分100重量部に対し、通常、0.01〜50重量部、好ましくは0.1〜30重量部の範囲内で含有させることが好ましい。0.01重量部未満であるとポリイミド前駆体の環化反応促進効果が不十分となる傾向があり、50重量部を超えると最終的に得られる樹脂硬化物に求められる諸物性を満たしにくくなる。
また、上記増感剤の配合量はポリイミド前駆体の固形分100重量部に対して50重量部未満とすることが好ましく、30重量部未満とすることがより好ましい。また、最終的に得られる樹脂硬化物に求められる諸物性の低下を防ぐため、前記本発明に係る式(1)、(2)で表される光塩基発生剤と増感剤の合計がポリイミド前駆体100重量部に対して50重量部以下であることが望ましい。
また、その他の任意成分の配合割合は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、0.1重量%〜20重量%の範囲が好ましい。0.1重量%未満だと、添加物を添加した効果が発揮されにくく、20重量%を超えると、最終的に得られる樹脂硬化物の特性が最終生成物に反映されにくい。なお、感光性樹脂組成物の固形分とは溶剤以外の全成分であり、液状のモノマー成分も固形分に含まれる。
In the photosensitive resin composition according to the present invention, the polyimide precursor (solid content) is obtained with respect to the entire solid content of the photosensitive resin composition from the viewpoint of film physical properties of the pattern obtained, particularly film strength and heat resistance. It is preferable to contain 30% by weight or more and 50% by weight or more. Moreover, the photobase generator represented by the formulas (1) and (2) is usually 0.01 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the polyimide precursor contained in the photosensitive resin composition. The content is preferably within the range of 0.1 to 30 parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, the effect of promoting the cyclization reaction of the polyimide precursor tends to be insufficient, and if it exceeds 50 parts by weight, it is difficult to satisfy various physical properties required for the finally obtained resin cured product. .
Moreover, it is preferable to set it as less than 50 weight part with respect to 100 weight part of solid content of a polyimide precursor, and, as for the compounding quantity of the said sensitizer, it is more preferable to set it as less than 30 weight part. Further, in order to prevent deterioration of various physical properties required for the finally obtained cured resin, the total of the photobase generator and the sensitizer represented by the formulas (1) and (2) according to the present invention is polyimide. The amount is desirably 50 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the precursor.
The mixing ratio of other optional components is preferably in the range of 0.1% by weight to 20% by weight with respect to the entire solid content of the photosensitive resin composition. When the content is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is hardly exhibited, and when the content exceeds 20% by weight, the properties of the finally obtained resin cured product are hardly reflected in the final product. In addition, solid content of the photosensitive resin composition is all components other than a solvent, and a liquid monomer component is also contained in solid content.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、さまざまなコーティングプロセスや成形プロセスに用いられて、フィルムや3次元的形状の成形物を作製することができる。   The photosensitive resin composition according to the present invention can be used in various coating processes and molding processes to produce films and molded articles having a three-dimensional shape.

本発明の感光性樹脂組成物より得られるポリイミドは、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の本来の特性も損なわれておらず、良好である。
例えば、本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミドの窒素中で測定した5%重量減少温度は、250℃以上が好ましく、300℃以上がさらに好ましい。特に、はんだリフローの工程を通るような電子部品等の用途に用いる場合は、5%重量減少温度が300℃以下であると、はんだリフローの工程で発生した分解ガスにより気泡等の不具合が発生する恐れがある。
ここで、5%重量減少温度とは、熱重量分析装置を用いて重量減少を測定した時に、サンプルの重量が初期重量から5%減少した時点(換言すればサンプル重量が初期の95%となった時点)の温度である。同様に10%重量減少温度とはサンプル重量が初期重量から10%減少した時点の温度である。
The polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is good because the original properties such as heat resistance, dimensional stability and insulation are not impaired.
For example, the 5% weight loss temperature measured in nitrogen of polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher. In particular, when used in applications such as electronic parts that pass through the solder reflow process, if the 5% weight loss temperature is 300 ° C. or less, defects such as bubbles occur due to the decomposition gas generated in the solder reflow process. There is a fear.
Here, the 5% weight reduction temperature is the time when the weight of the sample is reduced by 5% from the initial weight when the weight reduction is measured using a thermogravimetric analyzer (in other words, the sample weight becomes 95% of the initial weight). Temperature). Similarly, the 10% weight reduction temperature is a temperature at which the sample weight is reduced by 10% from the initial weight.

本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミドのガラス転移温度は、耐熱性の観点からは高ければ高いほど良いが、光導波路のように熱成形プロセスが考えられる用途においては、120℃〜450℃程度のガラス転移温度を示すことが好ましく、200℃〜400℃程度のガラス転移温度を示すことがさらに好ましい。ここで本発明におけるガラス転移温度は、感光性樹脂組成物から得られるポリイミドをフィルム形状にすることが出来る場合には、動的粘弾性測定によって、tanδ(tanδ=損失弾性率(E’’)/貯蔵弾性率(E’))のピーク温度から求められる。動的粘弾性測定としては、例えば、粘弾性測定装置Solid Analyzer RSA II(Rheometric Scientific社製)によって、周波数3Hz、昇温速度5℃/minにより行うことができる。感光性樹脂組成物から得られるポリイミドをフィルム形状にできない場合には、示差熱分析装置(DSC)のベースラインの変曲点の温度で判断する。   The glass transition temperature of the polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is preferably as high as possible from the viewpoint of heat resistance. However, in applications where a thermoforming process is considered, such as an optical waveguide, 120 ° C. to 450 ° C. It is preferable to show a glass transition temperature of about ° C, and more preferable to show a glass transition temperature of about 200 ° C to 400 ° C. Here, the glass transition temperature in the present invention is tan δ (tan δ = loss elastic modulus (E ″)) by dynamic viscoelasticity measurement when the polyimide obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape. / Storage elastic modulus (E ′)) is determined from the peak temperature. The dynamic viscoelasticity measurement can be performed, for example, with a viscoelasticity measuring apparatus Solid Analyzer RSA II (manufactured by Rheometric Scientific) at a frequency of 3 Hz and a temperature rising rate of 5 ° C./min. When the polyimide obtained from the photosensitive resin composition cannot be formed into a film shape, the determination is made based on the temperature at the inflection point of the baseline of the differential thermal analyzer (DSC).

本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミドの寸法安定性の観点から、線熱膨張係数は60ppm以下が好ましく、40ppm以下がさらに好ましい。半導体素子等の製造プロセスにおいてシリコンウェハ上に膜を形成する場合には、密着性、基板のそりの観点から20ppm以下がさらに好ましい。ここで、本発明における線熱膨張係数とは、本発明で得られる感光性樹脂組成物から得られるポリイミドのフィルムの熱機械的分析装置(TMA)によって求めることができる。熱機械的分析装置(例えばThermo Plus TMA8310(リガク社製))によって、昇温速度を10℃/min、評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2として得られる。 From the viewpoint of dimensional stability of the polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention, the linear thermal expansion coefficient is preferably 60 ppm or less, and more preferably 40 ppm or less. In the case of forming a film on a silicon wafer in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, 20 ppm or less is more preferable from the viewpoint of adhesion and warpage of the substrate. Here, the linear thermal expansion coefficient in this invention can be calculated | required with the thermomechanical analyzer (TMA) of the film of the polyimide obtained from the photosensitive resin composition obtained by this invention. Using a thermomechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA8310 (manufactured by Rigaku Corporation)), the heating rate is 10 ° C./min, and the tensile load is 1 g / 25000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same. It is done.

以上に述べたように、本発明に係る感光性ポリイミド樹脂組成物は、上記式(1)、式(2)で表される光塩基発生剤が、触媒活性が高い又は高感度の光塩基発生剤として機能することで、多種多様なポリイミド前駆体を適用することができ、最終的に得られるポリイミドの構造を広範囲から選択することができる。
また、本発明によれば、ポリイミド前駆体に前記本発明に係る式(1)、(2)で表される光塩基発生剤を混合するだけという簡便な手法で感光性ポリイミド樹脂組成物を得ることができることから、コストパフォーマンスにも優れる。
さらには、電磁波の照射により発生したアミン、アミジンの触媒効果により、イミド化等の最終生成物への反応に要する処理温度を低減できる為、プロセスへの不可や製品への熱によるダメージを低減することが可能である。
As described above, in the photosensitive polyimide resin composition according to the present invention, the photobase generator represented by the above formulas (1) and (2) has high catalytic activity or high sensitivity photobase generation. By functioning as an agent, a wide variety of polyimide precursors can be applied, and the final polyimide structure can be selected from a wide range.
Moreover, according to this invention, the photosensitive polyimide resin composition is obtained by the simple method of mixing only the photobase generator represented by Formula (1), (2) concerning the said invention to the polyimide precursor. Because it is possible, it is excellent in cost performance.
Furthermore, due to the catalytic effect of amine and amidine generated by irradiation of electromagnetic waves, the processing temperature required for the reaction to the final product such as imidization can be reduced, thereby reducing the inability to process and damage to the product due to heat. It is possible.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、印刷インキ、接着剤、充填剤、電子材料、光回路部品、成形材料、レジスト材料、建築材料、3次元造形、光学部材等、樹脂材料が用いられる公知の全ての分野・製品に利用できる。   The photosensitive resin composition according to the present invention is a known resin material such as printing ink, adhesive, filler, electronic material, optical circuit component, molding material, resist material, building material, three-dimensional modeling, and optical member. Can be used in all fields and products.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野・製品、例えば、塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として好適に用いられる。例えば具体的には、半導体装置用バッファーコート膜、多層配線板の層間絶縁膜等が挙げられる。   The photosensitive resin composition according to the present invention is used in a wide range of fields and products in which properties such as heat resistance, dimensional stability, and insulation are effective, such as paints or printing inks, color filters, and films for flexible displays. It is preferably used as a material for forming semiconductor devices, electronic parts, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit parts, antireflection films, holograms, optical members, or building materials. Specific examples include buffer coating films for semiconductor devices, interlayer insulating films of multilayer wiring boards, and the like.

特に、本発明の感光性樹脂組成物は、主にパターン形成材料(レジスト)として用いられ、それによって形成されたパターンはポリイミドからなる永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能するため、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、電子部品、半導体装置、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材又は電子部材を形成するのに適している。   In particular, the photosensitive resin composition of the present invention is mainly used as a pattern forming material (resist), and the pattern formed thereby functions as a component imparting heat resistance and insulation as a permanent film made of polyimide. Suitable for forming color filters, flexible display films, electronic components, semiconductor devices, interlayer insulation films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, other optical members or electronic members, for example ing.

また、本発明においては、本発明に係る感光性樹脂組成物又はその熱硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料いずれかの物品が提供される。   Further, in the present invention, a printed material, a color filter, a film for flexible display, a semiconductor device, an electronic component, an interlayer insulating film, which is at least partly formed by the photosensitive resin composition according to the present invention or a thermoset thereof, An article of any one of a wiring coating film, an optical circuit, an optical circuit component, an antireflection film, a hologram, an optical member, and a building material is provided.

次に、本発明に係るネガ型パターン形成方法を説明する。
本発明に係るネガ型パターン形成方法は、前記本発明に係る感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射し、必要に応じて熱処理等の後処理を行って、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の溶解性を選択的に低下させた後、現像することを特徴とする。
本発明に係る感光性樹脂組成物を何らかの支持体上に塗布し、所定のパターン状に電磁波を照射すると、露光部においてのみ、前記光塩基性物質が分解して塩基性物質を生成する。塩基性物質は、露光部のポリイミド前駆体の最終生成物への反応を促進する触媒として作用する。
Next, the negative pattern forming method according to the present invention will be described.
In the negative pattern forming method according to the present invention, the surface of the coating film or molded body made of the photosensitive resin composition according to the present invention is irradiated with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and after heat treatment or the like as necessary. It develops, after processing, selectively reducing the solubility of the electromagnetic wave irradiation site | part of the said coating film or a molded object, It is characterized by the above-mentioned.
When the photosensitive resin composition according to the present invention is applied on a support and is irradiated with electromagnetic waves in a predetermined pattern, the photobasic substance is decomposed and a basic substance is generated only in the exposed portion. The basic substance acts as a catalyst that promotes the reaction of the polyimide precursor in the exposed area to the final product.

塩基性物質により、露光部のポリイミド前駆体が直接的に最終生成物へ反応して、露光部のポリイミド前駆体のみ、ある溶媒に対する溶解性が選択的に低下される場合には、露光後に特に後処理なく、当該露光部の溶解性が低下した溶媒を現像液として用いて、溶解性が低下していない未露光部のみを溶解することにより、現像することが可能になる。   When the basic substance reacts directly with the polyimide precursor of the exposed part to the final product and only the polyimide precursor of the exposed part is selectively reduced in solubility in a certain solvent, It is possible to perform development by dissolving only the unexposed part where the solubility is not lowered without using post-processing and using the solvent having the lowered solubility of the exposed part as a developer.

本発明の感光性樹脂組成物は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、N−アセチル−2−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン等の極性溶媒に溶解後、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、スピンコート法などによって、シリコンウエハ、金属基板、セラミック基板などの基材表面に塗布し、加熱して溶剤の大部分を除くことにより、基材表面に粘着性のない塗膜を与えることができる。塗膜の厚みには特に制限はないが、0.5〜50μmであることが好ましく、感度および現像速度面から1.0〜20μmであることがより望ましい。塗布した塗膜の乾燥条件としては、例えば、80〜100℃、1分〜20分が挙げられる。   The photosensitive resin composition of the present invention includes N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N- Dimethyl methoxyacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoamide, N-acetyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl- After being dissolved in a polar solvent such as γ-butyrolactone, it is applied to the surface of a substrate such as a silicon wafer, a metal substrate, or a ceramic substrate by dipping, spraying, screen printing, spin coating, etc. Removing part More, it is possible to provide a tack-free coating on the substrate surface. Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of a coating film, it is preferable that it is 0.5-50 micrometers, and it is more desirable that it is 1.0-20 micrometers from a sensitivity and a development speed surface. As drying conditions of the apply | coated coating film, 80-100 degreeC and 1 minute-20 minutes are mentioned, for example.

この塗膜に、所定のパターンを有するマスクを通して、電磁波を照射しパターン状に露光後を行い、加熱後、膜の未露光部分を、適切な現像液で現像して除去することにより、所望のパターン化された膜を得ることができる。   This coating film is irradiated with electromagnetic waves through a mask having a predetermined pattern, and is exposed to a pattern. After heating, the unexposed portion of the film is developed and removed with an appropriate developer to obtain a desired pattern. A patterned film can be obtained.

露光工程に用いられる露光方法や露光装置は特に限定されることなく、密着露光でも間接露光でも良くg線ステッパ、i線ステッパ、超高圧水銀灯を用いるコンタクト/プロキシミティ露光機、ミラープロジェクション露光機、又はその他の紫外線、可視光線、X線、電子線などを照射可能な投影機や線源を使用することができる。   The exposure method and exposure apparatus used in the exposure process are not particularly limited, and may be contact exposure or indirect exposure, and may be a g-line stepper, an i-line stepper, a contact / proximity exposure machine using an ultra-high pressure mercury lamp, a mirror projection exposure machine, Alternatively, a projector or a radiation source that can irradiate other ultraviolet rays, visible rays, X-rays, electron beams, or the like can be used.

本発明に係るネガ型パターン形成方法においては、露光工程時、及び/又は、露光工程と現像工程の間に、熱処理などの後処理を行うことが好ましい。ここでの後処理は、露光により光塩基発生剤から発生したカルバモイル基含有第1級アミンを更にアミジンに分子内環化するための処理、及び、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の、ある溶媒に対する溶解性を選択的に低下させるための処理である。
熱処理等の後処理は、例えば、塩基性物質と共存する露光部のポリイミド前駆体に対してのみ、最終生成物へ反応させる処理とする。従って、熱処理をする場合には、例えば、塩基性物質が存在する露光部と、塩基性物質が存在しない未露光部とで、ポリイミド前駆体の環化率が異なるようになる温度で行うことが好ましい。
In the negative pattern forming method according to the present invention, it is preferable to perform post-treatment such as heat treatment during the exposure step and / or between the exposure step and the development step. The post-treatment here is a treatment for intramolecular cyclization of the carbamoyl group-containing primary amine generated from the photobase generator by exposure to amidine, and the electromagnetic wave irradiation site of the coating film or molded product, This is a process for selectively reducing the solubility in a certain solvent.
The post-treatment such as heat treatment is, for example, a treatment in which only the polyimide precursor in the exposed portion coexisting with the basic substance is reacted with the final product. Accordingly, when heat treatment is performed, for example, it may be performed at a temperature at which the cyclization rate of the polyimide precursor becomes different between the exposed portion where the basic substance is present and the unexposed portion where the basic substance is not present. preferable.

たとえばポリアミック酸をイミド化する場合、この段階での熱処理の好ましい温度範囲は、通常60℃〜200℃程度である。熱処理温度が60℃より低いと、イミド化の効率が悪く、現実的なプロセス条件で露光部、未露光部のイミド化率の差を創出することが難しくなる。一方、熱処理温度が200℃以上であると、電磁波の吸収に伴う分子内解裂反応により、塩基性物質を生成する中性の化合物が熱分解したり、アミンが存在していない未露光部でもイミド化が進行したりして、露光部と未露光部の溶解性の差が出にくい。
具体的には、例えば、120〜200℃で、1分〜20分加熱を行う。
この熱処理は、公知の方法であればどの方法でもよく、具体的に例示すると、空気、又は窒素雰囲気下の循環オーブン、ホットプレートによる加熱などが挙げられるが、特に限定されない。
For example, when polyamic acid is imidized, the preferable temperature range of the heat treatment at this stage is usually about 60 ° C to 200 ° C. If the heat treatment temperature is lower than 60 ° C., the imidization efficiency is poor, and it becomes difficult to create a difference in the imidization ratio between the exposed and unexposed areas under realistic process conditions. On the other hand, if the heat treatment temperature is 200 ° C. or higher, a neutral compound that generates a basic substance is thermally decomposed by an intramolecular cleavage reaction accompanying absorption of electromagnetic waves, or even in an unexposed area where no amine is present. Due to the progress of imidization, a difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion is difficult to occur.
Specifically, for example, heating is performed at 120 to 200 ° C. for 1 minute to 20 minutes.
This heat treatment may be any method as long as it is a known method, and specific examples thereof include, but are not particularly limited to, heating with a circulating oven under a nitrogen atmosphere or a hot plate.

現像工程に用いられる現像液としては、特に限定されず、塩基性水溶液、有機溶剤など、用いられるポリイミド前駆体に合わせて適宜選択することが可能である。
塩基性水溶液としては、特に限定されないが、例えば、濃度が、0.01重量%〜10重量%、好ましくは、0.05重量%〜5重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液の他、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチルアンモニウムなどの水溶液等が挙げられる。
溶質は、1種類でも2種類以上でも良く、全体の重量の50%以上、さらに好ましくは70%以上、水が含まれていれば有機溶媒等を含んでいても良い。
また、有機溶剤としては、特に限定されないが、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクロン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などを、単独であるいは2種類以上を組み合わせて添加してもよい。現像後は水にて洗浄を行う。この場合においてもエタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などを水に加えても良い。
The developer used in the development step is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the polyimide precursor to be used, such as a basic aqueous solution or an organic solvent.
The basic aqueous solution is not particularly limited. For example, in addition to an aqueous tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution having a concentration of 0.01% by weight to 10% by weight, preferably 0.05% by weight to 5% by weight, diethanolamine is used. , Diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, triethylamine, diethylamine, methylamine, dimethylamine, dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethyl methacrylate, Examples include aqueous solutions of cyclohexylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, tetramethylammonium, and the like.
The solute may be one type or two or more types, and may contain 50% or more of the total weight, more preferably 70% or more, and an organic solvent or the like as long as water is contained.
The organic solvent is not particularly limited, but polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolaclone, dimethylacrylamide, methanol, Add alcohols such as ethanol and isopropanol, esters such as ethyl acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone, and methyl isobutyl ketone alone or in combination of two or more. May be. After development, wash with water. Also in this case, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate may be added to water.

現像後は必要に応じて水または貧溶媒でリンスを行い、80〜100℃で乾燥しパターンを安定なものとする。このレリーフパターンを、耐熱性のあるものとするために180〜500℃、好ましくは200〜350℃の温度で数十分から数時間加熱することにより、完全にイミド化を進行させ、パターン化された高耐熱性樹脂層が形成される。   After development, if necessary, rinse with water or a poor solvent and dry at 80 to 100 ° C. to stabilize the pattern. In order to make this relief pattern heat resistant, the imidization proceeds completely by heating at a temperature of 180 to 500 ° C., preferably 200 to 350 ° C. for several hours to complete patterning. A high heat resistant resin layer is formed.

<合成例1>
4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコールの合成
500mlマイヤーフラスコに、4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンズアルデヒド(和光純薬工業株式会社)9.0g、テトラヒドロホウ酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社)1.7g及びメタノール400mlを入れ、室温(約25℃)にて3時間撹拌した後、得られた反応液を、400mlの水が入った3Lビーカーに撹拌下にて滴下すると黄色懸濁液となった。この黄色懸濁液にクロロホルム200mlを加え抽出操作を行い、有機層を分取しロータリーエバポレーターで溶媒を減圧下にて留去し、淡黄色固体を得た。この固体を酢酸エチル30mlに溶解して再結晶を行い、淡黄色結晶8.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この淡黄色結晶が4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコールであることを確認した。
<Synthesis Example 1>
Synthesis of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol In a 500 ml Meyer flask, 9.0 g of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzaldehyde (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and sodium tetrahydroborate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Company) 1.7 g and 400 ml of methanol were added and stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 3 hours. It became liquid. To this yellow suspension, 200 ml of chloroform was added for extraction, the organic layer was separated, and the solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a pale yellow solid. This solid was dissolved in 30 ml of ethyl acetate and recrystallized to obtain 8.0 g of pale yellow crystals.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that the pale yellow crystals were 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol.

<合成例2>
1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エタノールの合成
(1)4,5−ジメトキシ−2−ニトロアセトフェノン(中間体1)の合成
200mlマイヤーフラスコに濃硝酸90ml入れ、冷水浴にて系内の温度を18〜22℃に保ちながら、4,5−ジメトキシアセトフェノン(和光純薬工業株式会社)15.0gを1時間かけて投入した後、同温度にて1時間撹拌し、反応液を1200mlの水の入った3Lビーカーに撹拌下にて30分かけて滴下すると淡黄色の固体が析出した。この固体を吸引ろ過し淡黄色固体を得た。この淡黄色固体をエタノール250mlに溶解し再結晶を行い淡黄色針状結晶(中間体1)8.4gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この淡黄色針状結晶が4,5−ジメトキシ−2−ニトロアセトフェノン(中間体1)であることを確認した。
<Synthesis Example 2>
Synthesis of 1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethanol (1) Synthesis of 4,5-dimethoxy-2-nitroacetophenone (Intermediate 1) 90 ml of concentrated nitric acid was placed in a 200 ml Meyer flask and cooled in a cold water bath. While maintaining the temperature in the system at 18 to 22 ° C., 15.0 g of 4,5-dimethoxyacetophenone (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added over 1 hour, followed by stirring at the same temperature for 1 hour, and the reaction solution Was added dropwise to a 3 L beaker containing 1200 ml of water over 30 minutes with stirring to deposit a pale yellow solid. This solid was subjected to suction filtration to obtain a pale yellow solid. This pale yellow solid was dissolved in 250 ml of ethanol and recrystallized to obtain 8.4 g of pale yellow needle crystals (intermediate 1).
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this pale yellow needle-like crystal was 4,5-dimethoxy-2-nitroacetophenone (intermediate 1).

(2)1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エタノールの合成
500mlマイヤーフラスコに、(中間体1)10.0g、テトラヒドロホウ酸ナトリウム1.7g及びメタノール400mlを入れ、室温(約25℃)にて3時間撹拌した後、得られた反応液を400mlの水が入った3Lビーカーに撹拌下にて滴下すると黄色懸濁液となった。この黄色懸濁液にクロロホルム200mlを加え抽出操作を行い、有機層を分取しロータリーエバポレーターで溶媒を減圧下にて留去し、淡黄色固体を得た。この淡黄色固体を酢酸エチル30mlに溶解し再結晶操作を行い、淡黄色結晶8.6gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この淡黄色結晶が1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エタノールであることを確認した。
(2) Synthesis of 1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethanol In a 500 ml Meyer flask, 10.0 g of (Intermediate 1), 1.7 g of sodium tetrahydroborate and 400 ml of methanol were placed at room temperature (approximately After stirring at 25 ° C. for 3 hours, the obtained reaction solution was dropped into a 3 L beaker containing 400 ml of water with stirring to obtain a yellow suspension. To this yellow suspension, 200 ml of chloroform was added for extraction, the organic layer was separated, and the solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator to obtain a pale yellow solid. This pale yellow solid was dissolved in 30 ml of ethyl acetate and recrystallized to obtain 8.6 g of pale yellow crystals.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that the pale yellow crystals were 1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethanol.

<合成例3>
1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロパノールの合成
(1)1−(3,4−ジメトキシフェニル)−2−メチル−プロパノン(中間体2)の合成
滴下ロート、温度計及びマグネチックスターラーを備えた500mlの三口ガラスフラスコを窒素置換し、塩化アルミニウム(和光純薬工業株式会社)6.68g、1,2−ジメトキシベンゼン(和光純薬工業株式会社)5.52g及びジクロロメタン30mlを仕込み、マグネチックスターラーで撹拌しながら氷浴で冷却し、0〜5℃の混合液を得た。
一方、イソブチリルクロリド(東京化学工業株式会社)4.50gをジクロロメタン10mlに溶解させて、イソブチリルクロリドのジクロロメタン溶液を得た。
<Synthesis Example 3>
Synthesis of 1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2-methyl-propanol (1) Synthesis of 1- (3,4-dimethoxyphenyl) -2-methyl-propanone (Intermediate 2) Dropping funnel 4. A 500 ml three-necked glass flask equipped with a thermometer and a magnetic stirrer was purged with nitrogen, and 6.68 g of aluminum chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1,2-dimethoxybenzene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 5. 52 g and 30 ml of dichloromethane were charged and cooled in an ice bath while stirring with a magnetic stirrer to obtain a mixed solution of 0 to 5 ° C.
On the other hand, 4.50 g of isobutyryl chloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 10 ml of dichloromethane to obtain a dichloromethane solution of isobutyryl chloride.

氷浴で先の混合液の温度を0〜5℃に維持しながら、混合液にこのジクロロメタン溶液を、滴下ロートから30分かけて滴下して加えた後、氷浴をはずし室温(約25℃)にて2時間撹拌した。その後、反応液に2N−塩酸40ml、水100ml及びジクロロメタン100gを加えて30分撹拌し、有機層を分取した。有機層を水200mlにて3回洗浄し、ロータリーエバポレーターで溶媒を減圧下にて留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、黄色オイル状物(中間体2)7.56gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この黄色オイル状物が1−(3,4−ジメトキシフェニル)−2−メチル−プロパノン(中間体2)であることを確認した。
While maintaining the temperature of the previous mixture at 0 to 5 ° C. in an ice bath, the dichloromethane solution was added dropwise to the mixture over 30 minutes from the dropping funnel, and then the ice bath was removed and room temperature (about 25 ° C. ) For 2 hours. Thereafter, 40 ml of 2N hydrochloric acid, 100 ml of water and 100 g of dichloromethane were added to the reaction solution and stirred for 30 minutes, and the organic layer was separated. The organic layer was washed 3 times with 200 ml of water, the solvent was distilled off under reduced pressure with a rotary evaporator, and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 7.56 g of a yellow oil (intermediate 2). It was.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this yellow oily substance was 1- (3,4-dimethoxyphenyl) -2-methyl-propanone (intermediate 2).

(2)1−(3,4−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロパノン(中間体3)の合成
合成例2(1)において「4,5−ジメトキシアセトフェノン15.0g」を「(中間体2)17.0g」に変更したこと以外、合成例2(1)と同様にして、淡黄色結晶(中間体3)16.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この淡黄色結晶が1−(3,4−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロパノン(中間体3)であることを確認した。
(2) Synthesis of 1- (3,4-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2-methyl-propanone (Intermediate 3) In Synthesis Example 2 (1), “4,5-dimethoxyacetophenone 15.0 g” was changed to “ 16.0 g of pale yellow crystals (Intermediate 3) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 (1) except that the change was made to (Intermediate 2) 17.0 g.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that the pale yellow crystals were 1- (3,4-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2-methyl-propanone (intermediate 3).

(3)1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロパノールの合成
合成例2(2)において「(中間体1)10.0g」を「(中間体3)12.0g」に変更したこと以外、合成例2(2)と同様にして、淡黄色結晶10.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この淡黄色結晶が1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロパノールであることを確認した。
(3) Synthesis of 1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2-methyl-propanol In Synthesis Example 2 (2), “(Intermediate 1) 10.0 g” was replaced with “(Intermediate 3) 12 0.0 g "was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 (2) except that 10.0 g of pale yellow crystals were obtained.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that the pale yellow crystals were 1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2-methyl-propanol.

<合成例4>
1−(2−ニトロ−4.5−ジメトキシフェニル)−1−(2−ニトロフェニル)−メタノールの合成
滴下ロート、温度計及びマグネチックスターラーを備えた300mlの三口ガラスフラスコを窒素置換し、4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンズアルデヒド3.0g及びテトラヒドロフラン200mlを入れ溶解させ、氷浴にて0℃まで冷やした後、2−ニトロ−フェニルリチウム(和光純薬工業株式会社)5、0gを液温が5℃を超えないように滴下ロートより滴下し、液温が5℃以下で3時間撹拌した。その後、反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液を300ml及びジエチルエーテル300mlを投入し、1時間撹拌後、有機層を分取した。有機層を水200mlにて3回洗浄し、有機層を分取、ロータリーエバポレーターで溶媒を減圧下にて留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、黄色固体2.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この黄色固体が1−(2−ニトロ−4.5−ジメトキシフェニル)−1−(2−ニトロフェニル)−メタノールであることを確認した。
<Synthesis Example 4>
Synthesis of 1- (2-nitro-4.5-dimethoxyphenyl) -1- (2-nitrophenyl) -methanol A 300 ml three-necked glass flask equipped with a dropping funnel, a thermometer and a magnetic stirrer was purged with nitrogen. , 5-Dimethoxy-2-nitrobenzaldehyde (3.0 g) and tetrahydrofuran (200 ml) were added and dissolved. The solution was added dropwise from a dropping funnel so that the temperature did not exceed 5 ° C., and the solution was stirred at 5 ° C. or lower for 3 hours. Thereafter, 300 ml of a saturated aqueous ammonium chloride solution and 300 ml of diethyl ether were added to the reaction solution, and after stirring for 1 hour, the organic layer was separated. The organic layer was washed with 200 ml of water three times, the organic layer was separated, the solvent was distilled off under reduced pressure with a rotary evaporator, and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 2.0 g of a yellow solid. .
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this yellow solid was 1- (2-nitro-4.5-dimethoxyphenyl) -1- (2-nitrophenyl) -methanol.

<合成例5>
2−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)プロパノールの合成
(1)4,5−ジメトキシエチルベンゼン(中間体4)の合成
滴下ロート、温度計及びマグネチックスターラーを備えた500mlの三口ガラスフラスコを窒素置換し、塩化アルミニウム(和光純薬工業株式会社)6.68g、1,2−ジメトキシベンゼン(和光純薬工業株式会社)5.52g及びジクロロメタン30mlを仕込み、マグネチックスターラーで撹拌しながら氷浴で冷却し、0〜5℃の混合液を得た。
一方、エチルクロリド(東京化学工業株式会社)3.0gをジクロロメタン10mlに溶解させて、エチルクロリドのジクロロメタン溶液を得た。
<Synthesis Example 5>
Synthesis of 2- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) propanol (1) Synthesis of 4,5-dimethoxyethylbenzene (intermediate 4) 500 ml three-neck glass flask equipped with dropping funnel, thermometer and magnetic stirrer Was replaced with nitrogen, charged with 6.68 g of aluminum chloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 5.52 g of 1,2-dimethoxybenzene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 30 ml of dichloromethane, and stirred with a magnetic stirrer. The mixture was cooled in a bath to obtain a mixed solution of 0 to 5 ° C.
On the other hand, 3.0 g of ethyl chloride (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 10 ml of dichloromethane to obtain a dichloromethane solution of ethyl chloride.

氷浴で先の混合液の温度を0〜5℃に維持しながら、混合液にこのジクロロメタン溶液を、滴下ロートから30分かけて滴下して加えた後、氷浴をはずし室温(約25℃)にて2時間撹拌した。その後、反応液に2N−塩酸40ml、水100ml及びジクロロメタン100gを加えて30分撹拌し、有機層を分取した。有機層を水200mlにて3回洗浄し、有機層を分取、ロータリーエバポレーターで溶媒を減圧下にて留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、黄色オイル状物(中間体4)2.00gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この黄色オイル状物が4,5−ジメトキシエチルベンゼン(中間体4)であることを確認した。
While maintaining the temperature of the previous mixture at 0 to 5 ° C. in an ice bath, the dichloromethane solution was added dropwise to the mixture over 30 minutes from the dropping funnel, and then the ice bath was removed and room temperature (about 25 ° C. ) For 2 hours. Thereafter, 40 ml of 2N hydrochloric acid, 100 ml of water and 100 g of dichloromethane were added to the reaction solution and stirred for 30 minutes, and the organic layer was separated. The organic layer was washed with 200 ml of water three times, the organic layer was separated, the solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain a yellow oil (intermediate 4). 2.00 g was obtained.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this yellow oil was 4,5-dimethoxyethylbenzene (intermediate 4).

(2)2−エチル−4,5−ジメトキシ−ニトロベンゼン(中間体5)の合成
合成例2(1)において「4,5−ジメトキシアセトフェノン15.0g」を「(中間体4)10.0g」に変更したこと以外、合成例2(1)と同様にして、淡黄色結晶(中間体5)8.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この黄色結晶が2−エチル−4,5−ジメトキシ−ニトロベンゼン(中間体5)であることを確認した。
(2) Synthesis of 2-ethyl-4,5-dimethoxy-nitrobenzene (intermediate 5) In Synthesis Example 2 (1), “4,5-dimethoxyacetophenone 15.0 g” was changed to “(intermediate 4) 10.0 g”. In the same manner as in Synthesis Example 2 (1) except for the change to 8.0, pale yellow crystals (Intermediate 5) 8.0 g were obtained.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that the yellow crystals were 2-ethyl-4,5-dimethoxy-nitrobenzene (intermediate 5).

(3)2−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)プロパノールの合成
100ml二口ナスフラスコを窒素置換し、これに、(中間体5)3.0g及びジメチルスルホキシド30mlを入れ、室温(約25℃)にて溶解させた後、パラホルムアルデヒド(和光純薬工業株式会社)1.0g及びt−ブトキシカリウム(和光純薬工業株式会社)1.0gを入れ室温(約25)にて3時間撹拌した。反応液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液にて中和し、ジクロロメタン及び水を加えて30分撹拌した後、有機層を分取し、有機層を水200mlにて3回洗浄し、有機層を分取、ロータリーエバポレーターで溶媒を減圧下にて留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、黄色固体2.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この黄色固体が2−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)プロパノールであることを確認した。
(3) Synthesis of 2- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) propanol A 100 ml two-necked eggplant flask was purged with nitrogen. To this, 3.0 g of (Intermediate 5) and 30 ml of dimethyl sulfoxide were added. After dissolving at about 25 ° C., 1.0 g of paraformaldehyde (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1.0 g of t-butoxypotassium (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added, and the mixture was added at room temperature (about 25). Stir for hours. The reaction solution was neutralized with a saturated aqueous solution of sodium bicarbonate, dichloromethane and water were added and stirred for 30 minutes, and then the organic layer was separated. The organic layer was washed with 200 ml of water three times, and the organic layer was separated. The solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 2.0 g of a yellow solid.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this yellow solid was 2- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) propanol.

<合成例6>
N−(3−アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムの合成
100mlマイヤーフラスコに、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU、サンアプロ株式会社、「DBU」は同社の登録商品である)15g及び水10gを加え、80℃で2時間加熱撹拌した後、減圧乾燥機にて水を留去し、透明油状物16.5gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この透明油状物がN−(3−アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムであることを確認した。
<Synthesis Example 6>
Synthesis of N- (3-aminopropyl) -6-heptane lactam In a 100 ml Meyer flask, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU, San Apro, Inc., “DBU” (Registered product) 15 g and 10 g of water were added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 2 hours, and then the water was distilled off with a vacuum dryer to obtain 16.5 g of a transparent oily substance.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this transparent oily substance was N- (3-aminopropyl) -6-heptane lactam.

<合成例7>
N−(3−アミノプロピル)−4−ペンタンラクタムの合成
100mlマイヤーフラスコに、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン(DBN、サンアプロ株式会社)15g及び水10gを加え、80℃で2時間加熱撹拌した後、減圧乾燥機にて水を留去し、透明油状物16.5gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この透明油状物がN−(3−アミノプロピル)−4−ペンタンラクタムであることを確認した。
<Synthesis Example 7>
Synthesis of N- (3-aminopropyl) -4-pentanelactam To a 100 ml Meyer flask, 15 g of 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN, San Apro Co., Ltd.) and 10 g of water were added. The mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 2 hours, and then water was distilled off with a vacuum dryer to obtain 16.5 g of a transparent oily substance.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this transparent oil was N- (3-aminopropyl) -4-pentanelactam.

<合成例8>
N−(3−アミノプロピル)−N−メチルアセトアミドの合成
(1)N−(3−アミノプロピル)−アセトアミド(中間体6)の合成
100mlマイヤーフラスコに、プロピレンジアミン(和光純薬工業株式会社)3.0g及びメチル酢酸(和光純薬工業株式会社)1.0gを入れ、室温(約25℃)にて3時間撹拌して、透明油状物4.0gを得た。
この透明油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、透明油状物(中間体6)を得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この透明油状物がN−(3−アミノプロピル)−アセトアミドであることを確認した。
<Synthesis Example 8>
Synthesis of N- (3-aminopropyl) -N-methylacetamide (1) Synthesis of N- (3-aminopropyl) -acetamide (intermediate 6) In a 100 ml Meyer flask, propylenediamine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 3.0 g and 1.0 g of methyl acetic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added and stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 3 hours to obtain 4.0 g of a transparent oil.
This transparent oil was purified by silica gel column chromatography to obtain a transparent oil (intermediate 6).
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this transparent oil was N- (3-aminopropyl) -acetamide.

(2)N−(3−アミノプロピル)−N−メチルアセトアミドの合成
100mlマイヤーフラスコに、(中間体6)4.0g及びビス(1,1−ジメチルエチル)ジカルボナート2.0g(和光純薬工業株式会社)を入れ、室温(約25℃)にて3時間攪拌して、アミノ基をBoc基で保護した。その後、ジメチル硫酸(和光純薬工業株式会社)1.0gを加え、室温(約25℃)にて3時間撹拌した後、2N塩酸5.0gを加え、室温(約25℃)にて1時間攪拌し、フラスコの底に沈んだ透明油状物を分離して、透明油状物4.0gを得た。
なお、H−NMRによる分析の結果、この透明油状物がN−(3−アミノプロピル)−N−メチルアセトアミドであることを確認した。
(2) Synthesis of N- (3-aminopropyl) -N-methylacetamide In a 100 ml Meyer flask, 4.0 g of (Intermediate 6) and 2.0 g of bis (1,1-dimethylethyl) dicarbonate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) And stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 3 hours to protect the amino group with the Boc group. Thereafter, 1.0 g of dimethyl sulfate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for 3 hours at room temperature (about 25 ° C.), then 5.0 g of 2N hydrochloric acid was added, and 1 hour at room temperature (about 25 ° C.). The transparent oily substance which agitated and settled at the bottom of the flask was separated to obtain 4.0 g of a transparent oily substance.
As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed that this transparent oil was N- (3-aminopropyl) -N-methylacetamide.

<製造例1>光塩基発生剤(1)の製造
N−(N’−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルオキシカルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムの合成
滴下ロート、温度計及びマグネチックスターラーを備えた100mlの三口ガラスフラスコを窒素置換し、N,N’−カルボニルジイミダゾール(東京化学工業株式会社)1.78g及びN,N−ジメチルホルムアミド5mlを加えて懸濁させ、懸濁液をマグネチックスターラーで撹拌しながら氷浴で冷却し、0〜5℃の懸濁液を得た。
一方、合成例1で得た「4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール」2.13gをN,N−ジメチルホルムアミド5mlに溶解させて、4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコールのDMF溶液を得た。
<Production Example 1> Production of photobase generator (1) Synthesis of N- (N '-(4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyloxycarbonyl) aminopropyl) -6-heptanelactam Dropping funnel, thermometer and A 100 ml three-necked glass flask equipped with a magnetic stirrer was purged with nitrogen, and 1.78 g of N, N′-carbonyldiimidazole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 5 ml of N, N-dimethylformamide were added and suspended. The suspension was cooled with an ice bath while stirring with a magnetic stirrer to obtain a suspension at 0 to 5 ° C.
On the other hand, 2.13 g of “4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol” obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 5 ml of N, N-dimethylformamide to obtain DMF of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol. A solution was obtained.

氷浴で懸濁液の温度を0〜5℃に維持しながら、懸濁液にこのDMF溶液を、滴下ロートから30分かけて滴下して加え、0〜5℃で30分熟成した後、反応液をこの温度に維持しながら、これに、合成例6で得た「N−(アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタム」2.40gのDMF5ml溶液を滴下ロートから10分かけて滴下して加えた。次いで、氷浴をはずして反応液を室温(約25℃)で4時間熟成した後、反応液をロータリーエバポレーターで濃縮しDMFを除き、残さをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、本発明に用いられる光塩基発生剤(1)(淡黄色固体3.29g)を得た。   While maintaining the temperature of the suspension at 0 to 5 ° C. in an ice bath, this DMF solution was added dropwise to the suspension over 30 minutes from the dropping funnel, and after aging at 0 to 5 ° C. for 30 minutes, While maintaining the reaction solution at this temperature, a solution of 2.40 g of “N- (aminopropyl) -6-heptanelactam” obtained in Synthesis Example 6 in 5 ml of DMF was added dropwise from a dropping funnel over 10 minutes. It was. Then, after removing the ice bath and aging the reaction solution at room temperature (about 25 ° C.) for 4 hours, the reaction solution is concentrated with a rotary evaporator to remove DMF, and the residue is purified by silica gel column chromatography and used in the present invention. The obtained photobase generator (1) (light yellow solid 3.29 g) was obtained.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):7.7(s、1H)、7.35(t、1H)、7.15(s、1H)、5.30(s、2H)、3.85(d、6H)、3.4−3.2(m、4H)、3.0(m、2H)、2.4(m、2H)、1.8−1.3(m、8H)}、この淡黄色固体がN−(N’−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルオキシカルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 7.7 (s, 1H), 7.35 (t, 1H), 7.15 (s, 1H), 5 .30 (s, 2H), 3.85 (d, 6H), 3.4-3.2 (m, 4H), 3.0 (m, 2H), 2.4 (m, 2H), 1. 8-1.3 (m, 8H)}, confirming that this pale yellow solid is N- (N ′-(4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyloxycarbonyl) aminopropyl) -6-heptane lactam. did.

<製造例2>光塩基発生剤(2)の製造
N−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムの合成
製造例1において「合成例1で得た4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール2.13g」を「合成例2で得た1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エタノール2.3g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、本発明に用いられる光塩基発生剤(2)(淡黄色固体3.3g)を得た。
<Production Example 2> Production of photobase generator (2) Synthesis of N- (N '-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethoxy) carbonyl) aminopropyl) -6-heptane lactam In Production Example 1, “2.13 g of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol obtained in Synthesis Example 1” was changed to “1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethanol 2 obtained in Synthesis Example 2”. .3 g ”, the photobase generator (2) (light yellow solid 3.3 g) used in the present invention was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that it was changed to“ 3 g ”.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):7.60(s、1H)、7.28(t、1H)、7.10(s、1H)、6.10(q、1H)、3.90(d、6H)、3.40−3.20(m、4H)、2.90(m、2H)、2.40(m、2H)、1.70−1.40(m、11H)}、この淡黄色固体がN−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 7.60 (s, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.10 (s, 1H), 6 .10 (q, 1H), 3.90 (d, 6H), 3.40-3.20 (m, 4H), 2.90 (m, 2H), 2.40 (m, 2H), 1. 70-1.40 (m, 11H)}, this pale yellow solid is N- (N ′-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethoxy) carbonyl) aminopropyl) -6-heptane Confirmed to be lactam.

<製造例3>光塩基発生剤(3)の製造
N−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロポキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムの合成
製造例1において「合成例1で得た4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール2.13g」を「合成例3で得た1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロパノール2.6g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、本発明に用いられる光塩基発生剤(3)(淡黄色固体3.5g)を得た。
<Production Example 3> Production of photobase generator (3) N- (N '-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2-methyl-propoxy) carbonyl) aminopropyl) -6 -Synthesis of heptane lactam In Production Example 1, "2.13 g of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol obtained in Synthesis Example 1" was converted to "1- (4,5-dimethoxy-2- A photobase generator (3) used in the present invention (3.5 g of a pale yellow solid) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that it was changed to 2.6 g of “nitrophenyl) -2-methyl-propanol”. .

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、クロロホルム−d、δ(ppm):7.60(s、1H)、7.00(s、1H)、6.25(d、1H)、6.10(t、1H)、3.90(d、6H)、3.40−3.25(m、4H)、3.00(m、2H)、2.50(m、2H)、1.77−1.50(m、8H)、0.90(t、6H)}、この淡黄色固体はN−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−2−メチル−プロポキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, chloroform-d, δ (ppm): 7.60 (s, 1H), 7.00 (s, 1H), 6.25 (d, 1H), 6 .10 (t, 1H), 3.90 (d, 6H), 3.40-3.25 (m, 4H), 3.00 (m, 2H), 2.50 (m, 2H), 77-1.50 (m, 8H), 0.90 (t, 6H)}, this pale yellow solid was N- (N ′-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -2 -Methyl-propoxy) carbonyl) aminopropyl) -6-heptane lactam.

<製造例4>光塩基発生剤(4)の製造
N−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−1−(2−ニトロフェニル)メトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムの合成
製造例1において「合成例1で得た4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール2.13g」を「合成例4で得た1−(2−ニトロ−4.5−ジメトキシフェニル)−1−(2−ニトロフェニル)−メタノール3.0g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、本発明に用いられる光塩基発生剤(4)(淡黄色固体4.0g)を得た。
<Production Example 4> Production of photobase generator (4) N- (N '-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -1- (2-nitrophenyl) methoxy) carbonyl) amino Synthesis of Propyl) -6-heptane lactam In Production Example 1, “2.13 g of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol obtained in Synthesis Example 1” was obtained as “1- (2-nitro-) obtained in Synthesis Example 4”. Photobase generator (4) (pale) used in the present invention in the same manner as in Production Example 1 except that it was changed to "3.0 g of 4.5-dimethoxyphenyl) -1- (2-nitrophenyl) -methanol". A yellow solid (4.0 g) was obtained.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):8.02(d、1H)、7.75(s、1H)、7.65(m、2H)、7.60(s、1H)、7.48(t、1H)、7.22(d、1H)、7.00(s、1H)、3.85(d、6H)、3.40−3.20(m、4H)、2.90(m、2H)、2.40(m、2H)、1.70−1.40(m、8H)}、この淡黄色固体がN−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)−1−(2−ニトロフェニル)メトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 8.02 (d, 1H), 7.75 (s, 1H), 7.65 (m, 2H), 7 .60 (s, 1H), 7.48 (t, 1H), 7.22 (d, 1H), 7.00 (s, 1H), 3.85 (d, 6H), 3.40-3. 20 (m, 4H), 2.90 (m, 2H), 2.40 (m, 2H), 1.70-1.40 (m, 8H)}, and this pale yellow solid is N- (N'- ((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) -1- (2-nitrophenyl) methoxy) carbonyl) aminopropyl) -6-heptane lactam was confirmed.

<製造例5>光塩基発生剤(5)の製造
N−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−4−ペンタンラクタムの合成
製造例1において「合成例1で得た4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール2.13g」を「合成例2で得た1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エタノール2.3g」に変更したこと、「合成例6で得たN−(アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタム2.40g」を「合成例7で得たN−(3−アミノプロピル)−4−ペンタンラクタム2.30g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、本発明に用いられる光塩基発生剤(5)(淡黄色固体4.0g)を得た。
<Production Example 5> Production of photobase generator (5) Synthesis of N- (N '-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethoxy) carbonyl) aminopropyl) -4-pentanelactam In Production Example 1, “2.13 g of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol obtained in Synthesis Example 1” was changed to “1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethanol 2 obtained in Synthesis Example 2”. .3 g ”,“ N- (aminopropyl) -6-heptane lactam 2.40 g obtained in Synthesis Example 6 ”was replaced with“ N- (3-aminopropyl) -4-pentane obtained in Synthesis Example 7 ”. A photobase generator (5) (light yellow solid 4.0 g) used in the present invention was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount was changed to “lactam 2.30 g”.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):7.60(s、1H)、7.28(t、1H)、7.10(s、1H)、6.10(q、1H)、3.90(d、6H)、3.40−3.20(m、4H)、2.90(m、2H)、2.40(m、2H)、1.70−1.40(m、7H)}、この淡黄色固体はN−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−4−ペンタンラクタムであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 7.60 (s, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.10 (s, 1H), 6 .10 (q, 1H), 3.90 (d, 6H), 3.40-3.20 (m, 4H), 2.90 (m, 2H), 2.40 (m, 2H), 1. 70-1.40 (m, 7H)}, this pale yellow solid is N- (N ′-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethoxy) carbonyl) aminopropyl) -4-pentane. Confirmed to be lactam.

<製造例6>光塩基発生剤(6)の製造
N−(N’−((2−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)プロポキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムの合成
製造例1において「合成例1で得た4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール2.13g」を「合成例5で得た2−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)プロパノール3.2g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、本発明に用いられる光塩基発生剤(6)(淡黄色固体4.0g)を得た。
<Production Example 6> Production of photobase generator (6) Synthesis of N- (N '-((2- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) propoxy) carbonyl) aminopropyl) -6-heptanelactam In Production Example 1, “2,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol 2.13 g obtained in Synthesis Example 1” was replaced with “2- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) propanol 3 obtained in Synthesis Example 5. .2 g ", except that the photobase generator (6) (light yellow solid 4.0 g) used in the present invention was obtained in the same manner as in Production Example 1.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):7.60(s、1H)、7.28(t、1H)、7.10(s、1H)、6.10(q、1H)、4.10(d、2H)、3.90(d、6H)、3.40−3.20(m、4H)、2.90(m、2H)、2.40(m、2H)、1.70−1.40(m、11H)}、この淡黄色固体は、N−(N’−((2−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)プロポキシ)カルボニル)アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 7.60 (s, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.10 (s, 1H), 6 .10 (q, 1H), 4.10 (d, 2H), 3.90 (d, 6H), 3.40-3.20 (m, 4H), 2.90 (m, 2H), 2. 40 (m, 2H), 1.70-1.40 (m, 11H)}, this pale yellow solid is N- (N ′-((2- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) propoxy). )) Carbonyl) aminopropyl) -6-heptane lactam.

<製造例7>光塩基発生剤(7)の製造
N−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−N−メチルアセトアミドの合成
製造例1において「合成例1で得た4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルアルコール2.13g」を「合成例2で得た1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エタノール2.3g」に変更したこと、「合成例6で得たN−(アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタム2.40g」を「合成例8で得たN−(3−アミノプロピル)−N−メチルアセトアミド2.00g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、本発明に用いられる光塩基発生剤(7)(淡黄色固体3.0g)を得た。
<Production Example 7> Production of photobase generator (7) Synthesis of N- (N '-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethoxy) carbonyl) aminopropyl) -N-methylacetamide In Production Example 1, “2.13 g of 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl alcohol obtained in Synthesis Example 1” was changed to “1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethanol 2 obtained in Synthesis Example 2”. .3 g ”,“ N- (aminopropyl) -6-heptane lactam obtained in Synthesis Example 6 2.40 g ”was replaced with“ N- (3-aminopropyl) -N-methyl obtained in Synthesis Example 8 ”. A photobase generator (7) (pale yellow solid 3.0 g) used in the present invention was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that it was changed to “acetamide 2.00 g”.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):7.60(s、1H)、7.28(t、1H)、7.10(s、1H)、6.10(q、1H)、3.90(d、6H)、3.40−3.20(m、4H)、2.90(m、2H)、2.70(s、3H)、2.00(s、3H)、1,60(d、3H)}、この淡黄色固体は、N−(N’−((1−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロフェニル)エトキシ)カルボニル)アミノプロピル)−N−メチルアセトアミドであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 7.60 (s, 1H), 7.28 (t, 1H), 7.10 (s, 1H), 6 .10 (q, 1H), 3.90 (d, 6H), 3.40-3.20 (m, 4H), 2.90 (m, 2H), 2.70 (s, 3H), 2. 00 (s, 3H), 1,60 (d, 3H)}, this pale yellow solid is N- (N ′-((1- (4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl) ethoxy) carbonyl) amino Propyl) -N-methylacetamide was confirmed.

<製造例8>ポリイミド前駆体の合成
窒素置換した500mL4つ口セパラブルフラスコに、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル20.0g(100mmol)および脱水N,N−ジメチルアセトアミド200mLを入れ、氷浴下で撹拌して溶解させた。この溶液に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物29.4g(100mmol)を加え、氷浴下で2時間攪拌した。反応溶液をアセトンにより再沈殿し、濾取して得られた沈殿物を室温で8時間減圧乾燥することにより、ポリアミド酸(ポリイミド前駆体1)を白色固体として定量的に得た。
<Production Example 8> Synthesis of Polyimide Precursor A nitrogen-substituted 500 mL four-neck separable flask was charged with 20.0 g (100 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 200 mL of dehydrated N, N-dimethylacetamide in an ice bath. Stir to dissolve. To this solution, 29.4 g (100 mmol) of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride was added and stirred for 2 hours in an ice bath. The reaction solution was reprecipitated with acetone, and the precipitate obtained by filtration was dried under reduced pressure at room temperature for 8 hours to quantitatively obtain polyamic acid (polyimide precursor 1) as a white solid.

(比較製造例1)比較光塩基発生剤(H1)の合成
N−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルオキシカルボニル)−2,6−ジメチルピペリジンの合成
製造例1において「合成例6で得たN−(アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタム2.40g」を「2,6−ジメチルピペリジン1.50g」に変更したこと以外、製造例1と同様にして、比較光塩基発生剤(H1)(淡黄色固体2.0g)を得た。
(Comparative Production Example 1) Synthesis of Comparative Photobase Generator (H1) Synthesis of N- (4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyloxycarbonyl) -2,6-dimethylpiperidine In Production Example 1, “Synthesis Example 6” Comparative photobase generator (H1 ) (2.0 g of a pale yellow solid) was obtained.

なお、H−NMRによる分析の結果{300MHz、DMSO−d6、δ(ppm):7.60(s、1H)、7.10(s、1H)、5.35(s、2H)、4.23(m、2H)、3.90(d、6H)、1.80−1.60(m、1H)、1.50(m、4H)、1.40(m、1H)、1.15(d、6H)}、この淡黄色固体はN−(4,5−ジメトキシ−2−ニトロベンジルオキシカルボニル)−2,6−ジメチルピペリジンであることを確認した。 As a result of analysis by 1 H-NMR {300 MHz, DMSO-d6, δ (ppm): 7.60 (s, 1H), 7.10 (s, 1H), 5.35 (s, 2H), 4 .23 (m, 2H), 3.90 (d, 6H), 1.80-1.60 (m, 1H), 1.50 (m, 4H), 1.40 (m, 1H), 1. 15 (d, 6H)}, and this pale yellow solid was confirmed to be N- (4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyloxycarbonyl) -2,6-dimethylpiperidine.

<試験>
(1)モル吸光係数の測定
光塩基発生剤(1)〜(3)、及び比較光塩基発生剤(H1)をそれぞれ、電子天秤を用いて秤量し、メスフラスコを用いることにより、濃度10−4mol/Lのアセトニトリル溶液を調製した。この溶液を石英セル(光路長1cm)に入れ、分光光度計(島津製作所社製UV−2550)により190〜800nmの波長範囲での紫外−可視吸収スペクトルを測定した。スペクトルで得られた吸光度から、下式によりモル吸光係数を算出した。結果を表1に示す。本発明に用いられる光塩基発生剤(2)、(3)は波長365および405nmの光を効率よく吸収することが分かった。
<Test>
(1) the molar extinction coefficient of the measuring photobase generator (1) to (3), and compared photobase generator with (H1), respectively, were weighed using an electronic balance, by using a measuring flask, concentration 10 - A 4 mol / L acetonitrile solution was prepared. This solution was put in a quartz cell (optical path length: 1 cm), and an ultraviolet-visible absorption spectrum in a wavelength range of 190 to 800 nm was measured with a spectrophotometer (UV-2550 manufactured by Shimadzu Corporation). From the absorbance obtained from the spectrum, the molar extinction coefficient was calculated by the following equation. The results are shown in Table 1. It was found that the photobase generators (2) and (3) used in the present invention efficiently absorb light with wavelengths of 365 and 405 nm.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

(2)光分解能の測定
(2−1)
本発明の光塩基発生剤が、露光することにより第1級アミンを生じ、さらにこの第1級アミンを加熱することにより、アミジンを発生することを以下のように確認した。
(2) Measurement of optical resolution (2-1)
It was confirmed as follows that the photobase generator of the present invention generates a primary amine when exposed to light, and further generates amidine by heating the primary amine.

本発明に用いられる光塩基発生剤(1)2.17mgと重DMSO(DMSO−d6)0.75gとを均一溶解させ(濃度7.02×10−6mol/L)、NMRチューブに充填し、ベルトコンベア式UV照射装置(アイグラフィックス株式会社、ECS−151U)で露光(365nmの積算光量で50J/cm)した。なお、露光波長を制御するために300〜450nmの波長の光を透過するフィルター(アイグラフィックス株式会社、365フィルター)を使用した。
その後、H−NMR(300MHz)分析を行い、本発明に用いられる光塩基発生剤(1)が分解し、第1級アミン{N−(アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタム}が生成したことを確認した{ベンジル位のプロトンのシグナル5.30ppm(s、2H)が消失し、N−(アミノプロピル)−6−ヘプタンラクタムのシグナルを確認した。}。
2.17 mg of the photobase generator (1) used in the present invention and 0.75 g of heavy DMSO (DMSO-d6) were uniformly dissolved (concentration 7.02 × 10 −6 mol / L) and filled in an NMR tube. Then, exposure (50 J / cm 2 with an integrated light amount of 365 nm) was performed with a belt conveyor type UV irradiation apparatus (Eye Graphics Co., ECS-151U). In addition, in order to control an exposure wavelength, the filter (Eye Graphics Co., Ltd. 365 filter) which permeate | transmits the light of a wavelength of 300-450 nm was used.
Thereafter, 1 H-NMR (300 MHz) analysis was performed, and the photobase generator (1) used in the present invention was decomposed to produce a primary amine {N- (aminopropyl) -6-heptanelactam}. {The signal of proton at the benzyl position disappeared 5.30 ppm (s, 2H), and the signal of N- (aminopropyl) -6-heptane lactam was confirmed. }.

本発明に用いられる光塩基発生剤(2)〜(7)についても、上記と同様にして、光塩基発生剤(2)〜(7)が分解し、第1級アミンが生成したことを確認した{光塩基発生剤(2)〜(5)及び(7);ベンジル位のプロトンのシグナルが消失し、第1級アミンのシグナルを確認した。光塩基発生剤(6);ベンジル位のプロトンのシグナル6.10ppm(q、1H)が高磁場6.50ppm(m、1H)へシフトしたことを確認した。}   As for the photobase generators (2) to (7) used in the present invention, it was confirmed in the same manner as above that the photobase generators (2) to (7) were decomposed to produce primary amines. {Photobase generators (2) to (5) and (7); The signal of the proton at the benzyl position disappeared, and the signal of the primary amine was confirmed. It was confirmed that the photobase generator (6): 6.10 ppm (q, 1 H) of the proton at the benzyl position was shifted to a high magnetic field of 6.50 ppm (m, 1 H). }

本発明の光塩基発生剤(1)〜(7)を露光分解して得た第1級アミン(NMRチューブ)をオイルバスにて120℃1時間加熱した後、再度、H−NMR(300MHz)分析を行い、第1級アミンのシグナルが消失し、アミジンのシグナルを確認した。得られたアミジンのNMRデータを下記に示す。 A primary amine (NMR tube) obtained by subjecting the photobase generators (1) to (7) of the present invention to exposure decomposition was heated in an oil bath at 120 ° C. for 1 hour, and then again 1 H-NMR (300 MHz). ) Analysis, the primary amine signal disappeared and the amidine signal was confirmed. The NMR data of the obtained amidine are shown below.

[塩基発生剤(1)、(2)、(3)、(4)、(6)]
NMRデータ:3.30(m、4H)、3.20(t、2H)、2.40(t、2H)、1.50−1.80(m、8H)
アミジン:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン
[塩基発生剤(5)]
NMRデータ:3.50(m、4H)、3.40(t、2H)、2.60(t、2H)、1.50−1.80(m、4H)
アミジン:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン
[塩基発生剤(7)]
NMRデータ:3.30(t、2H)、2.70(s、3H)、1.90(s、3H)、1.60(m、2H)、1.00(t、2H)
アミジン:N−メチル−2−メチル−1,3−ジアザシクロ−2−エン
[Base generators (1), (2), (3), (4), (6)]
NMR data: 3.30 (m, 4H), 3.20 (t, 2H), 2.40 (t, 2H), 1.50-1.80 (m, 8H)
Amidine: 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene [base generator (5)]
NMR data: 3.50 (m, 4H), 3.40 (t, 2H), 2.60 (t, 2H), 1.50-1.80 (m, 4H)
Amidine: 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene [base generator (7)]
NMR data: 3.30 (t, 2H), 2.70 (s, 3H), 1.90 (s, 3H), 1.60 (m, 2H), 1.00 (t, 2H)
Amidine: N-methyl-2-methyl-1,3-diazacyclo-2-ene

更に、本発明の光塩基発生剤(1)〜(7)を露光分解して得た第1級アミン(NMRチューブ)をオイルバスにて、80、115、150℃のいずれかで1時間加熱した後、再度、H−NMR(300MHz)分析を行い、第1級アミンのアミジンへの転換率(モル%)を求め、表2に示した。
なお、第1級アミンのアミジンへの転換率(モル%)は、第1級アミンとアミジンとのプロトン積分値から算出した。
Furthermore, the primary amine (NMR tube) obtained by exposing and decomposing the photobase generators (1) to (7) of the present invention is heated in an oil bath at 80, 115, or 150 ° C. for 1 hour. Then, 1 H-NMR (300 MHz) analysis was performed again, and the conversion rate (mol%) of primary amine to amidine was determined and shown in Table 2.
The conversion rate (mol%) of primary amine to amidine was calculated from the integral value of protons of primary amine and amidine.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

(2−2)
光塩基発生剤(1)〜(3)、及び比較光塩基発生剤(H1)について、石英製NMRチューブ中に電子天秤を用いて1.0mg秤量し、重アセトニトリル0.5mLを加え溶解させた。このサンプルに、350nm以下の波長を透過しないフィルター1を介して高圧水銀灯(ウシオ電機社製SPOT CURE SP―III 250UA、ランプ型番:USH−255BY)の全波長をフィルター通過前100J/cm(i線換算:紫外線照度計:ウシオ電機社製UIT−150、受光器:UVD−S365)、フィルター通過後18.2J/cm(i線換算:紫外線照度計:ウシオ電機社製UIT−150、受光器:UVD−S365)光を照射し、照射前後のNMRスペクトルの比較を行うことにより、i(365nm)線以上の波長領域における光分解性の評価を行った。同様に、380nm以下の波長を透過しないフィルター2を介して高圧水銀灯の全波長をフィルター通過前100J/cm(i線換算:紫外線照度計:ウシオ電機社製UIT−150、受光器:UVD−S365)、470J/cm(h線換算:紫外線照度計:ウシオ電機社製UIT−101、受光器:UVD−405PD)、フィルター通過後0J/cm(i線換算:紫外線照度計:ウシオ電機社製UIT−150、受光器:UVD−S365)、160J/cm(h線換算:紫外線照度計:ウシオ電機社製UIT−101、受光器:UVD−405PD)光を照射し、照射前後のNMRスペクトルを比較することにより、h線(405nm)以上の波長領域における光分解性の評価を行った。図1にフィルター1とフィルター2の透過率曲線を示す。光分解性の評価結果を表3に示す。
(2-2)
About the photobase generators (1) to (3) and the comparative photobase generator (H1), 1.0 mg was weighed into a quartz NMR tube using an electronic balance, and 0.5 mL of heavy acetonitrile was added and dissolved. . Through this filter, all the wavelengths of a high-pressure mercury lamp (SPOT CURE SP-III 250UA manufactured by USHIO INC., Lamp model number: USH-255BY) are passed through the filter 1 that does not transmit a wavelength of 350 nm or less before the filter passes through 100 J / cm 2 (i Line conversion: UV illuminance meter: UIT-150 manufactured by Ushio Electric Co., Ltd., light receiver: UVD-S365), 18.2 J / cm 2 after passing through the filter (i-line conversion: UV illuminance meter: UIT-150 manufactured by Ushio Electric Co., Ltd., light reception) Apparatus: UVD-S365) The photodegradability was evaluated in a wavelength region of i (365 nm) or longer by irradiating light and comparing NMR spectra before and after irradiation. Similarly, the total wavelength of the high-pressure mercury lamp is 100 J / cm 2 before passing through the filter 2 through the filter 2 that does not transmit the wavelength of 380 nm or less (i-line conversion: ultraviolet illuminance meter: UIT-150 manufactured by Ushio Electric Co., photoreceiver: UVD- S365), 470 J / cm 2 (h line conversion: UV illuminance meter: UIT-101 manufactured by Ushio Electric Co., Ltd., light receiver: UVD-405PD), 0 J / cm 2 after passing through the filter (i line conversion: UV illuminance meter: Ushio Electric) Company UIT-150, light receiver: UVD-S365), 160 J / cm 2 (h-line conversion: UV illuminance meter: Ushio Electric Corporation UIT-101, light receiver: UVD-405PD) before and after irradiation By comparing the NMR spectra, the photodegradability in the wavelength region of h line (405 nm) or more was evaluated. FIG. 1 shows transmittance curves of the filter 1 and the filter 2. Table 3 shows the evaluation results of the photodegradability.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

光塩基発生剤(2)、(3)は、i線、及びh線の波長領域において光分解性があることが明らかとなった。光塩基発生剤(1)は、h線には光分解性がないが、比較光塩基発生剤(H1)と同程度のi線感度を有することが明らかとなった。   It has been clarified that the photobase generators (2) and (3) are photodegradable in the wavelength region of i-line and h-line. The photobase generator (1) was found to have i-line sensitivity comparable to that of the comparative photobase generator (H1), although h-line is not photodegradable.

(3)熱安定性の測定
光塩基発生剤(1)〜(3)、及び比較光塩基発生剤(H1)について、DTG−60(島津製作所製)を用いて30℃から600℃まで昇温速度10℃/minでTG−DTA測定を行った。5%重量減少温度を算出し、耐熱性の評価を行った。耐熱性の評価結果を表4に示す。
(3) Measurement of thermal stability The photobase generators (1) to (3) and the comparative photobase generator (H1) were heated from 30 ° C. to 600 ° C. using DTG-60 (manufactured by Shimadzu Corporation). TG-DTA measurement was performed at a rate of 10 ° C./min. The 5% weight loss temperature was calculated and the heat resistance was evaluated. Table 4 shows the evaluation results of heat resistance.

Figure 2011118198
Figure 2011118198

(実施例1)
光塩基発生剤(1)を0.12g、上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物1)を得た。
Example 1
0.12 g of the photobase generator (1), 1 g of the polyimide precursor 1 and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide were dissolved, and the photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 1) of the present invention was dissolved. Obtained.

(実施例2)
光塩基発生剤(2)を0.12g、上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物2)を得た。
(Example 2)
0.12 g of the photobase generator (2), 1 g of the polyimide precursor 1 and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide were dissolved, and the photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 2) of the present invention was dissolved. Obtained.

(実施例3)
光塩基発生剤(3)を0.12g、上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物3)を得た。
(Example 3)
0.12 g of the photobase generator (3), 1 g of the polyimide precursor 1 and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide were dissolved, and the photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 3) of the present invention was dissolved. Obtained.

(実施例4)
光塩基発生剤(4)を0.12g、上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物4)を得た。
Example 4
0.12 g of the photobase generator (4), 1 g of the polyimide precursor 1 and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide were dissolved, and the photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 4) of the present invention was dissolved. Obtained.

(比較例1)
比較光塩基発生剤(H1)を0.12g、上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解させ、感光性樹脂組成物(比較感光性樹脂組成物1)を得た。
(比較例2)
比較光塩基発生剤(H1)を0.15g、上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解させ、感光性樹脂組成物(比較感光性樹脂組成物1)を得た。
(Comparative Example 1)
0.12 g of the comparative photobase generator (H1), 1 g of the polyimide precursor 1 and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide were dissolved to obtain a photosensitive resin composition (Comparative photosensitive resin composition 1). It was.
(Comparative Example 2)
0.15 g of the comparative photobase generator (H1), 1 g of the polyimide precursor 1 and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide were dissolved to obtain a photosensitive resin composition (Comparative photosensitive resin composition 1). It was.

[評価]
(1)アミンのイミド化促進効果
上記ポリイミド前駆体1を1g、N,N−ジメチルアセトアミド8.2gに溶解することによりポリイミド前駆体ワニスを調製した。調製したワニスに、ジアザビシクロウンデセンをポリイミド前駆体1の固形分に対して、1、3、5、又は7wt%加えた樹脂組成物を4つ調製した。各樹脂組成物を各々クロムめっきされたガラス板上に乾燥後膜厚4μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で10分間乾燥させた後、180℃で10分間加熱した。各塗膜のIRスペクトルを測定することにより、各サンプルのイミド化率を測定した。また、シクロヘキシルアミンをポリイミド前駆体1の固形分に対して、1、3、5,7wt%加えた樹脂組成物についても、同様にサンプルを作製し、IRスペクトルを測定し、比較を行った。
[Evaluation]
(1) Imidization promoting effect of amine A polyimide precursor varnish was prepared by dissolving the polyimide precursor 1 in 1 g and 8.2 g of N, N-dimethylacetamide. Four resin compositions were prepared by adding 1, 3, 5, or 7 wt% of diazabicycloundecene to the solid content of the polyimide precursor 1 in the prepared varnish. Each resin composition was spin-coated on a chrome-plated glass plate to a film thickness of 4 μm, dried on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes, and then heated at 180 ° C. for 10 minutes. The imidation ratio of each sample was measured by measuring the IR spectrum of each coating film. Moreover, the sample was similarly produced about the resin composition which added 1, 3, 5, 7 wt% of cyclohexylamine with respect to solid content of the polyimide precursor 1, IR spectrum was measured, and the comparison was performed.

その結果は図2に示した通りである。ジアザビシクロウンデセンはシクロヘキシルアミンと比較して、少ない添加量でも高いイミド化反応の促進効果を有することが明らかとなった。   The result is as shown in FIG. It was revealed that diazabicycloundecene has a high effect of promoting imidization reaction even with a small addition amount as compared with cyclohexylamine.

(2)パターン形成
感光性樹脂組成物1を、ガラス板上に最終膜厚4μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で10分間乾燥させた。そこへ、手動露光装置(大日本科研製、MA−1100)でi線換算で、2J/cmの紫外−可視光線照射を行い、その後、170℃のホットプレート上で5分加熱したのち、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド 2.38%溶液にイソプロパノールを10wt%添加した溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それらのサンプルを300℃で1時間加熱しイミド化を行った。
感光性樹脂組成物2を、ガラス板上に最終膜厚2μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で10分間乾燥させた。そこへ、手動露光装置(大日本科研製、MA−1100)でi線換算で、1J/cmの紫外−可視光線照射を行い、その後、170℃のホットプレート上で5分加熱したのち、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド 2.38%溶液にイソプロパノールを10wt%添加した溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それらのサンプルを300℃で1時間加熱しイミド化を行った。
感光性樹脂組成物3を、ガラス板上に最終膜厚2μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で10分間乾燥させた。そこへ、手動露光装置(大日本科研製、MA−1100)でi線換算で、1J/cmの紫外−可視光線照射を行い、その後、170℃のホットプレート上で5分加熱したのち、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド 2.38%溶液にイソプロパノールを10wt%添加した溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それらのサンプルを300℃で1時間加熱しイミド化を行った。
感光性樹脂組成物4を、ガラス板上に最終膜厚5μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で10分間乾燥させた。そこへ、手動露光装置(大日本科研製、MA−1100)でi線換算で、1J/cmの紫外−可視光線照射を行い、その後、170℃のホットプレート上で5分加熱したのち、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド 2.38%溶液にイソプロパノールを10wt%添加した溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それらのサンプルを300℃で1時間加熱しイミド化を行った。
この結果から、本発明の感光性樹脂組成物は、良好なパターンを形成することできることが明らかとなった。
また、同様に比較感光性樹脂組成物1を用いてパターン形成を行ったが、露光部においてもパターン膜が残存せずパターンを得ることができなかった。光塩基発生剤の添加量を増やした比較感光性樹脂組成物2を用いてパターン形成を行ったところ2J/cmの照射によりパターン形成することが可能であった。
(2) Pattern formation The photosensitive resin composition 1 was spin-coated on a glass plate so as to have a final film thickness of 4 μm, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Then, after performing ultraviolet-visible light irradiation of 2 J / cm 2 in terms of i-line with a manual exposure device (manufactured by Dainippon Kaken, MA-1100), and then heating on a hot plate at 170 ° C. for 5 minutes, Tetramethylammonium hydroxide was immersed in a solution obtained by adding 10 wt% of isopropanol to a 2.38% solution. As a result, a pattern was obtained in which the exposed portion remained undissolved in the developer. Furthermore, those samples were heated at 300 ° C. for 1 hour to perform imidization.
The photosensitive resin composition 2 was spin-coated on a glass plate so as to have a final film thickness of 2 μm, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Then, 1 J / cm 2 of ultraviolet-visible light irradiation was performed in a manual exposure apparatus (manufactured by Dainippon Kaken, MA-1100) in terms of i-line, and then heated on a hot plate at 170 ° C. for 5 minutes. Tetramethylammonium hydroxide was immersed in a solution obtained by adding 10 wt% of isopropanol to a 2.38% solution. As a result, a pattern was obtained in which the exposed portion remained undissolved in the developer. Furthermore, those samples were heated at 300 ° C. for 1 hour to perform imidization.
The photosensitive resin composition 3 was spin-coated on a glass plate so as to have a final film thickness of 2 μm, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Then, 1 J / cm 2 of ultraviolet-visible light irradiation was performed in a manual exposure apparatus (manufactured by Dainippon Kaken, MA-1100) in terms of i-line, and then heated on a hot plate at 170 ° C. for 5 minutes. Tetramethylammonium hydroxide was immersed in a solution obtained by adding 10 wt% of isopropanol to a 2.38% solution. As a result, a pattern was obtained in which the exposed portion remained undissolved in the developer. Furthermore, those samples were heated at 300 ° C. for 1 hour to perform imidization.
The photosensitive resin composition 4 was spin-coated on a glass plate so as to have a final film thickness of 5 μm, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 10 minutes. Then, 1 J / cm 2 of ultraviolet-visible light irradiation was performed in a manual exposure apparatus (manufactured by Dainippon Kaken, MA-1100) in terms of i-line, and then heated on a hot plate at 170 ° C. for 5 minutes. Tetramethylammonium hydroxide was immersed in a solution obtained by adding 10 wt% of isopropanol to a 2.38% solution. As a result, a pattern was obtained in which the exposed portion remained undissolved in the developer. Furthermore, those samples were heated at 300 ° C. for 1 hour to perform imidization.
From this result, it became clear that the photosensitive resin composition of the present invention can form a good pattern.
Similarly, pattern formation was performed using the comparative photosensitive resin composition 1, but the pattern film did not remain even in the exposed portion, and a pattern could not be obtained. When pattern formation was performed using the comparative photosensitive resin composition 2 in which the addition amount of the photobase generator was increased, it was possible to form a pattern by irradiation at 2 J / cm 2 .

Claims (14)

一般式(1)又は一般式(2)で表される光塩基発生剤、及びポリイミド前駆体を含有する、感光性樹脂組成物。
Figure 2011118198
(R及びRは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基又は炭素数6〜12のアリール基であり、nは2〜3の整数、mは3〜5の整数、Aは一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
Figure 2011118198
(Rは、水素原子、フェニル基、又は炭素数1〜8のアルキル基、或いは、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基、及びハロゲン原子からなる群から選択される少なくとも1種の置換基を有するフェニル基を表し、Rは炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜18のアシル基、ニトロ基、シアノ基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数1〜18のアルキルチオ基、水酸基又はハロゲン原子を表し、qは1〜4の整数、qが2〜4の場合、Rは同じでも異なってもよい。)
The photosensitive resin composition containing the photobase generator represented by General formula (1) or General formula (2), and a polyimide precursor.
Figure 2011118198
(R 1 and R 2 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and n is (An integer of 2-3, m is an integer of 3-5, A is group represented by General formula (3) or General formula (4).)
Figure 2011118198
(R 3 is a hydrogen atom, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, A group consisting of an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, and a halogen atom Represents a phenyl group having at least one substituent selected from R 4 is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, and 6 carbon atoms. Represents an aryl group having 12 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, a nitro group, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, or a halogen atom; 4 adjustments , When q is 2 to 4, R 4 may be the same or different.)
前記光塩基発生剤が、一般式(2−1)又は一般式(2−2)で表される光塩基発生剤である、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 2011118198
(Aは、上記一般式(3)又は一般式(4)で表される基である。)
The photosensitive resin composition of Claim 1 whose said photobase generator is a photobase generator represented by General formula (2-1) or General formula (2-2).
Figure 2011118198
(A is a group represented by the general formula (3) or the general formula (4).)
前記光塩基発生剤は、一般式(1)、一般式(2)、一般式(2−1)又は一般式(2−2)におけるAが、式(3−1)〜(3−4)のいずれかで表される基、又は式(4−1)〜(4−3)のいずれかで表される基である、請求項1乃至2のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
Figure 2011118198
Figure 2011118198
In the photobase generator, A in the general formula (1), the general formula (2), the general formula (2-1), or the general formula (2-2) is represented by the formulas (3-1) to (3-4). The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 2 which is group represented by either of these, or group represented by either of Formula (4-1)-(4-3).
Figure 2011118198
Figure 2011118198
前記ポリイミド前駆体は、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進されるものである、請求項1乃至3のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide precursor itself is one that promotes a reaction to a final product by the action of a basic substance. 前記ポリイミド前駆体は、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進され、且つ、加熱により溶解性が変化するものである、請求項1乃至4のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive material according to claim 1, wherein the polyimide precursor itself is a substance whose reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance and whose solubility is changed by heating. Resin composition. 更に、増感剤を含有する請求項1乃至5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   Furthermore, the photosensitive resin composition in any one of the Claims 1 thru | or 5 containing a sensitizer. 前記ポリイミド前駆体がポリアミック酸である、請求項1乃至6のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the polyimide precursor is a polyamic acid. 前記光塩基発生剤が350nm以上の波長の電磁波に対して光分解性を有する、請求項1乃至7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the photobase generator has photodegradability with respect to electromagnetic waves having a wavelength of 350 nm or more. 前記光塩基発生剤が400nm以上の波長の電磁波に対して光分解性を有する、請求項1乃至8のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 8 in which the said photobase generator has photodegradability with respect to the electromagnetic waves with a wavelength of 400 nm or more. 前記光塩基発生剤の5%重量減少温度が170℃以上である、請求項1乃至9のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 9 whose 5% weight reduction | decrease temperature of the said photobase generator is 170 degreeC or more. 塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として用いられる、請求項1乃至10のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   Paint or printing ink, or color filter, flexible display film, semiconductor device, electronic component, interlayer insulation film, wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection film, hologram, optical member or building material The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 10 used as a material. 前記請求項1乃至11のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料いずれかの物品。   A printed material, a color filter, a film for flexible display, a semiconductor device, an electronic component, an interlayer insulating film, at least a part of which is formed of the photosensitive resin composition according to claim 1 or a cured product thereof. Article of any of wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection film, hologram, optical member or building material. 前記請求項1乃至11のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射し、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の溶解性を選択的に低下させた後、現像する、ネガ型パターン形成方法。   The surface of the coating film or molded body comprising the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 11 is irradiated with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and the electromagnetic wave irradiation site of the coating film or molded body is dissolved. A negative pattern forming method in which development is performed after selectively reducing the properties. 電磁波を照射後、加熱処理を行って、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の溶解性を選択的に低下させる、請求項13に記載のネガ型パターン形成方法。   The negative pattern formation method of Claim 13 which performs heat processing after irradiating electromagnetic waves, and selectively reduces the solubility of the electromagnetic wave irradiation site | part of the said coating film or a molded object.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013142810A (en) * 2012-01-11 2013-07-22 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition and method for forming resist pattern
US9377685B2 (en) 2011-09-22 2016-06-28 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method of forming resist pattern
US9405200B2 (en) 2011-09-22 2016-08-02 Toyko Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method of forming resist pattern
US9411224B2 (en) 2011-05-11 2016-08-09 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of forming resist pattern
US10041115B2 (en) 2011-09-13 2018-08-07 Lasergen, Inc. 3′-OH unblocked, fast photocleavable terminating nucleotides and methods for nucleic acid sequencing
JPWO2019230091A1 (en) * 2018-05-29 2021-07-08 Jsr株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element
CN114014810A (en) * 2021-10-09 2022-02-08 上海敏尧科技有限公司 Imidization rate accelerator, resin composition, and preparation method and application thereof
US11809077B2 (en) 2020-07-30 2023-11-07 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Photoresist compositions and pattern formation methods

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9411224B2 (en) 2011-05-11 2016-08-09 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Method of forming resist pattern
US10041115B2 (en) 2011-09-13 2018-08-07 Lasergen, Inc. 3′-OH unblocked, fast photocleavable terminating nucleotides and methods for nucleic acid sequencing
US11001886B2 (en) 2011-09-13 2021-05-11 Agilent Technologies, Inc. 3′-OH unblocked, fast photocleavable terminating nucleotides and methods for nucleic acid sequencing
US9377685B2 (en) 2011-09-22 2016-06-28 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method of forming resist pattern
US9405200B2 (en) 2011-09-22 2016-08-02 Toyko Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method of forming resist pattern
US9494866B2 (en) 2011-09-22 2016-11-15 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Resist composition and method of forming resist pattern
JP2013142810A (en) * 2012-01-11 2013-07-22 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Resist composition and method for forming resist pattern
JPWO2019230091A1 (en) * 2018-05-29 2021-07-08 Jsr株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element
JP7322875B2 (en) 2018-05-29 2023-08-08 Jsr株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film and liquid crystal element
US11809077B2 (en) 2020-07-30 2023-11-07 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Photoresist compositions and pattern formation methods
CN114014810A (en) * 2021-10-09 2022-02-08 上海敏尧科技有限公司 Imidization rate accelerator, resin composition, and preparation method and application thereof
CN114014810B (en) * 2021-10-09 2023-12-26 上海邃铸科技有限公司 Imidization rate accelerator, resin composition, preparation method and application thereof

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