JP2012092328A - Base generator, photosensitive resin composition, pattern formation material comprising the photosensitive resin composition, and method for producing relief pattern and article using the composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塩基発生剤、電磁波の照射及び加熱により塩基を発生する塩基発生剤を用いた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、又は硬化促進工程を経て形成される製品又は部材の材料として好適に利用することが出来る感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、レリーフパターンの製造方法、及び、当該樹脂組成物を用いて作製した物品に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photosensitive resin composition using a base generator and a base generator that generates a base upon irradiation and heating of electromagnetic waves, and in particular, a product or member formed through a patterning step using electromagnetic waves or a curing accelerating step. The present invention relates to a photosensitive resin composition that can be suitably used as a material, a pattern forming material comprising the photosensitive resin composition, a method for producing a relief pattern, and an article produced using the resin composition. is there.
感光性樹脂組成物は、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に用いられ、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に好適に利用されてきている。
例えば、高分子材料であるポリイミドは、耐熱性、寸法安定性、絶縁特性といった性能が有機物の中でもトップクラスの性能を示すため、電子部品の絶縁材料等へ広く適用され、半導体素子の中のチップコーティング膜や、フレキシブルプリント配線板の基材などとして盛んに利用されてきている。
また、近年、ポリイミドの有する課題を解決する為に、ポリイミドと類似の加工工程が適用される低吸水性で低誘電率を示すポリベンゾオキサゾールや、基板との密着性に優れるポリベンゾイミダゾール等も精力的に研究されている。
The photosensitive resin composition is used for, for example, an electronic component, an optical product, a molding material of an optical component, a layer forming material or an adhesive, and particularly preferably used for a product or a member formed through a patterning process using electromagnetic waves. Has been.
For example, polyimide, which is a polymer material, exhibits top-class performance among organic materials such as heat resistance, dimensional stability, and insulation characteristics, so it is widely applied to insulating materials for electronic components. It has been actively used as a coating film, a base material for flexible printed wiring boards, and the like.
In recent years, in order to solve the problems that polyimide has, polybenzoxazole, which has low water absorption and low dielectric constant, and polybenzimidazole with excellent adhesion to the substrate, to which processing processes similar to polyimide are applied, etc. It has been studied energetically.
一般にポリイミドは溶媒への溶解性に乏しく、加工が困難なため、ポリイミドを所望の形状にパターニングする方法として、溶媒溶解性に優れるポリイミド前駆体の状態で露光と現像によるパターニングを行い、その後、熱処理等によりイミド化を行いポリイミドのパターンを得るという方法がある。 In general, polyimide is poorly soluble in a solvent and difficult to process. As a method for patterning polyimide into a desired shape, patterning is performed by exposure and development in the state of a polyimide precursor having excellent solvent solubility, and then heat treatment. For example, there is a method of obtaining a polyimide pattern by imidization by the method described above.
ポリイミド前駆体を利用して、パターンを形成する手段として、種々の方法が提案されている。その代表的なものは以下の二つである。
(1)ポリイミド前駆体にはパターン形成能力がなく、ポリイミド前駆体上に感光性樹脂をレジスト層として設けることによりパターンを形成する方法
(2)ポリイミド前駆体自身に感光性部位を結合や配位させて導入し、その作用により、パターンを形成する方法。または、ポリイミド前駆体に感光性成分を混合し樹脂組成物とし、その感光性成分の作用でパターンを形成する方法。
Various methods have been proposed as means for forming a pattern using a polyimide precursor. Two typical ones are as follows.
(1) A method of forming a pattern by providing a photosensitive resin as a resist layer on a polyimide precursor without a pattern forming ability in a polyimide precursor (2) Bonding or coordination of a photosensitive site to the polyimide precursor itself A method of forming a pattern by its action. Alternatively, a method in which a photosensitive component is mixed with a polyimide precursor to form a resin composition, and a pattern is formed by the action of the photosensitive component.
上記(2)を用いるパターニング手法の代表的なものとしては、(i)ポリイミド前駆体のポリアミック酸に電磁波の露光前は溶解抑止剤として作用し、露光後はカルボン酸を形成し溶解促進剤となるナフトキノンジアジド誘導体を混合し、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法や(特許文献1)、(ii)ポリイミド前駆体にエステル結合またはイオン結合を介してメタクリロイル基を導入し、そこに光ラジカル発生剤を添加し、露光部を架橋させることで露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法などが実用化されている(特許文献2)。 As a typical patterning technique using the above (2), (i) a polyimide precursor polyamic acid acts as a dissolution inhibitor before exposure to electromagnetic waves, and after exposure, a carboxylic acid is formed to form a dissolution accelerator; The naphthoquinonediazide derivative is mixed, and pattern formation is performed by increasing the contrast of the dissolution rate of the exposed area and unexposed area to the developer, followed by imidization to obtain a polyimide pattern (Patent Document 1) (Ii) A methacryloyl group is introduced into the polyimide precursor via an ester bond or an ionic bond, a photo radical generator is added thereto, and the exposed area is crosslinked to dissolve the exposed and unexposed areas in the developer. A method to obtain a polyimide pattern by forming a pattern by increasing the speed contrast and then imidizing it Etc. have been put into practical use (Patent Document 2).
(2)の手法は、(1)の方法と比べ、レジスト層が必要ないため大幅にプロセスを簡略化させることができるが、(i)の方法では、溶解性コントラストを高めるためにナフトキノンジアジド誘導体の添加量を増加させると、ポリイミド本来の物性が得られなくなるという問題があった。また(ii)の方法では、ポリイミド前駆体の構造が制約されてしまうという問題があった。 Compared with the method (1), the method (2) does not require a resist layer and can greatly simplify the process. However, in the method (i), a naphthoquinonediazide derivative is used to increase the solubility contrast. When the amount of addition is increased, there is a problem that the original physical properties of the polyimide cannot be obtained. Further, the method (ii) has a problem that the structure of the polyimide precursor is restricted.
この他のパターニング手法としては、(iii)ポリイミド前駆体のポリアミック酸に、光塩基発生剤を混合し、露光後加熱することで露光によって発生した塩基の作用によって環化を進行させ、現像液に対する溶解性を低下させることで、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法が報告されている(特許文献3)。 As another patterning technique, (iii) a polyamic acid as a polyimide precursor is mixed with a photobase generator and heated after exposure to cause cyclization to proceed by the action of a base generated by exposure. A technique for obtaining a polyimide pattern by reducing the solubility, forming a pattern by increasing the contrast of the dissolution rate in the developing solution of the exposed part and the unexposed part, and then imidizing is reported ( Patent Document 3).
光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物としては、その他に、エポキシ系化合物を用いた例がある(例えば、特許文献4)。光塩基発生剤に光を照射することによってエポキシ系化合物を含む層中でアミン類を発生させることで、アミン類が開始剤あるいは触媒として作用し、露光部だけエポキシ系化合物を硬化させることができ、パターン形成を行うことができる。 As another example of the photosensitive resin composition using the photobase generator, there is an example using an epoxy compound (for example, Patent Document 4). By irradiating the photobase generator with light, amines are generated in the layer containing the epoxy compound, so that the amines act as an initiator or a catalyst, and the epoxy compound can be cured only in the exposed area. Pattern formation can be performed.
非特許文献1には、アミンの光反応性保護基として、o−ヒドロキシ−トランス−桂皮酸を用いることが開示されている。また、特許文献5には、o−ヒドロキシ−トランス−桂皮酸アミドを光塩基発生剤として用い、当該光塩基発生剤と塩基反応性樹脂とを含む感光性樹脂組成物が開示されている。更に、本発明者らも、o−ヒドロキシ−トランス−桂皮酸アミド誘導体を光環化型の光塩基発生剤として用い、当該光塩基発生剤と高分子前駆体とを含む感光性樹脂組成物を特許文献6に開示している。また、特許文献7及び8には、カルバメート型の光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物が開示されている。更に、特許文献9及び10には、オキシム型の光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物が開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses the use of o-hydroxy-trans-cinnamic acid as a photoreactive protecting group for amines. Patent Document 5 discloses a photosensitive resin composition containing o-hydroxy-trans-cinnamic acid amide as a photobase generator and containing the photobase generator and a base-reactive resin. Furthermore, the present inventors also patented a photosensitive resin composition containing an o-hydroxy-trans-cinnamic acid amide derivative as a photocyclization type photobase generator and containing the photobase generator and a polymer precursor. This is disclosed in Reference 6. Patent Documents 7 and 8 disclose photosensitive resin compositions using carbamate-type photobase generators. Further, Patent Documents 9 and 10 disclose photosensitive resin compositions using an oxime type photobase generator.
光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物は、既存の高分子前駆体に、光塩基発生剤を一定比率で混合するだけで感光性高分子前駆体を得ることができるため、樹脂組成物を製造するプロセスが簡便である。特に、従来用いる前駆体化合物の構造が制約されたポリイミド前駆体にとっては、種々の構造のポリイミド前駆体に適用できるため汎用性が高いという利点がある。しかし、上記のような従来の光塩基発生剤は、塩基発生後、解離された吸光部位が、樹脂膜乃至成形体中に独立した低分子化合物として残存してしまうため、使用時のアウトガスや臭気の発生が懸念されている。 A photosensitive resin composition using a photobase generator is a resin composition because a photosensitive polymer precursor can be obtained simply by mixing a photobase generator at a certain ratio with an existing polymer precursor. The process for manufacturing is simple. In particular, a polyimide precursor in which the structure of a precursor compound used in the past is restricted has an advantage of high versatility because it can be applied to polyimide precursors having various structures. However, in the conventional photobase generator as described above, after the base is generated, the dissociated light absorption site remains as an independent low-molecular compound in the resin film or the molded body. The occurrence of this is a concern.
本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その主目的は、使用時にアウトガスや臭気の発生が少なく、種々の高分子前駆体に適用可能な光塩基発生剤、並びに、感光性樹脂組成物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to generate a photobase generator that can be applied to various polymer precursors with little generation of outgas and odor during use, and a photosensitive resin. It is to provide a composition.
本発明に係る塩基発生剤は、電磁波の照射により塩基を発生する塩基発生剤であって、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して他の分子と共有結合を形成可能な官能基となるブロック化共有結合形成基を、1分子中に1つ以上有することを特徴とする。 The base generator according to the present invention is a base generator that generates a base by irradiation with electromagnetic waves, and a part of the structure can be changed by heating and / or irradiation with electromagnetic waves to form a covalent bond with another molecule. It is characterized by having one or more blocked covalent bond forming groups to be functional groups in one molecule.
本発明に係る塩基発生剤は、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して他の分子と共有結合を形成可能な官能基(共有結合形成基)となるブロック化共有結合形成基を、1分子中に1つ以上有することにより、加熱及び/又は電磁波の照射によって、当該塩基発生剤同士、或いは、系内に存在する前記共有結合形成基と反応可能な官能基と反応する。そのため、加熱及び/又は電磁波照射後に、系内に固定されるか、系内で高分子量化され、使用時にアウトガスや臭気の発生が少なくなる。そして、加熱及び/又は電磁波の照射前には、共有結合形成基がブロック化されているので、保存安定性に優れたり、溶解性が向上するというメリットがある。 The base generator according to the present invention forms a blocked covalent bond that becomes a functional group (covalent bond-forming group) capable of forming a covalent bond with another molecule by changing a part of the structure by heating and / or irradiation with electromagnetic waves. By having one or more groups in one molecule, the base generators react with each other or with a functional group capable of reacting with the covalent bond-forming group present in the system by heating and / or irradiation with electromagnetic waves. . For this reason, after heating and / or electromagnetic wave irradiation, it is fixed in the system or has a high molecular weight in the system, so that outgas and odor are less generated during use. And before heating and / or electromagnetic wave irradiation, since the covalent bond forming group is blocked, there is an advantage that storage stability is excellent and solubility is improved.
本発明に係る塩基発生剤においては、前記他の分子と共有結合を形成可能な官能基(共有結合形成基)が、イソシアナト基、チオイソシアナト基、水酸基、カルボキシル基、又はアミノ基であることが、反応性が高くなり、使用時にアウトガスや臭気がより発生し難くなる点から好ましい。 In the base generator according to the present invention, the functional group capable of forming a covalent bond with the other molecule (covalent bond forming group) is an isocyanato group, a thioisocyanato group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group. It is preferable from the viewpoint that reactivity is increased and outgas and odor are less likely to occur during use.
本発明に係る塩基発生剤は、下記化学式(1−1)、下記化学式(1−2)又は下記化学式(1−3)で表される塩基発生剤であることが好ましい。 The base generator according to the present invention is preferably a base generator represented by the following chemical formula (1-1), the following chemical formula (1-2), or the following chemical formula (1-3).
本発明に係る塩基発生剤においては、前記ブロック化共有結合形成基が、下記(i)〜(iv)よりなる群から選択される少なくとも1種の構造を含むことが好ましい。
(i)水酸基の末端の水素原子が下記式(2−1)〜下記式(2−6)で表わされる有機基よりなる群から選択される1種以上で置換された構造、
(ii)カルボキシル基の末端の水素原子が下記式(2−1)で表わされる有機基、下記式(2−3)で表わされる有機基、及び有機基よりなる群から選択される1種以上で置換された構造、
(iii)アミノ基の末端の1つの水素原子が下記式(2−2)で表わされる有機基で置換された構造、及び
(iv)下記式(3−1)〜下記式(3−6)で表わされる置換基よりなる群から選択される1種以上の構造。
In the base generator according to the present invention, the blocked covalent bond forming group preferably includes at least one structure selected from the group consisting of the following (i) to (iv).
(I) a structure in which the hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group is substituted with one or more selected from the group consisting of organic groups represented by the following formulas (2-1) to (2-6);
(Ii) One or more selected from the group consisting of an organic group represented by the following formula (2-1), an organic group represented by the following formula (2-3), and an organic group in which the terminal hydrogen atom of the carboxyl group Structure replaced with
(Iii) a structure in which one hydrogen atom at the terminal of the amino group is substituted with an organic group represented by the following formula (2-2), and (iv) the following formula (3-1) to the following formula (3-6) One or more structures selected from the group consisting of substituents represented by:
本発明に係る感光性樹脂組成物は、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体を含む感光性樹脂組成物であって、前記本発明に係る塩基発生剤を必須成分として含有することを特徴とする。 The photosensitive resin composition according to the present invention is a photosensitive resin composition comprising a polymer precursor whose reaction to the final product is accelerated by heating with a basic substance or in the presence of a basic substance. The base generator according to the present invention is contained as an essential component.
本発明に係る感光性樹脂組成物においては、前記高分子前駆体が、前記塩基発生剤の前記他の分子と共有結合を形成可能な官能基(共有結合形成基)と共有結合を形成することが可能な官能基を有することが好ましい。このような場合には、加熱及び/又は電磁波の照射により、塩基発生剤又はその残基が高分子前駆体と結合して固定されるので、使用時にアウトガスや臭気の発生がより抑制されやすくなる。 In the photosensitive resin composition according to the present invention, the polymer precursor forms a covalent bond with a functional group (covalent bond forming group) capable of forming a covalent bond with the other molecule of the base generator. It is preferable to have a functional group capable of In such a case, since the base generator or its residue is bonded and fixed to the polymer precursor by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, the generation of outgas and odor is more easily suppressed during use. .
本発明に係る感光性樹脂組成物においては、前記高分子前駆体が、エポキシ基、イソシアナト基、オキセタン基、又はチイラン基を有する化合物及び高分子、ポリシロキサン前駆体、ポリイミド前駆体、並びにポリベンゾオキサゾール前駆体よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。 In the photosensitive resin composition according to the present invention, the polymer precursor is a compound and polymer having an epoxy group, an isocyanato group, an oxetane group, or a thiirane group, a polysiloxane precursor, a polyimide precursor, and a polybenzo. It is preferably at least one selected from the group consisting of oxazole precursors.
また、本発明は、上記本発明に係る感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料を提供する。
さらに本発明は、上記感光性樹脂組成物を用いるレリーフパターンの製造方法を提供する。
本発明に係るレリーフパターンの製造方法は、上記感光性樹脂組成物を用いて塗膜又は成形体を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定パターン状に電磁波を照射し、照射後又は照射と同時に加熱し、前記照射部位の溶解性を変化させた後、現像することを特徴とする。
Moreover, this invention provides the material for pattern formation which consists of the photosensitive resin composition which concerns on the said invention.
Furthermore, this invention provides the manufacturing method of the relief pattern using the said photosensitive resin composition.
The method for producing a relief pattern according to the present invention comprises forming a coating film or a molded body using the photosensitive resin composition, irradiating the coating film or the molded body with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and after irradiation or irradiation. It develops, after heating simultaneously and changing the solubility of the said irradiation part, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明は、上記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、塗料、シール剤、接着剤、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、光学部材又は建築材料のいずれかの物品も提供する。 The present invention also provides a printed material, a paint, a sealant, an adhesive, a display device, a semiconductor device, an electronic component, a microelectromechanical system, light, which is at least partly formed of the photosensitive resin composition or a cured product thereof. Articles of either shaped objects, optical members or building materials are also provided.
本発明によれば、使用時にアウトガスや臭気の発生が少なく、種々の高分子前駆体に適用可能な光塩基発生剤を提供することができる。
本発明に係る感光性樹脂組成物は、加熱及び/又は電磁波照射後に、塩基発生剤の吸光団部位が高分子前駆体と結合して固定されることにより、使用時にアウトガスや臭気の発生が少ない。
According to the present invention, it is possible to provide a photobase generator that can be applied to various polymer precursors with less outgassing and odor generation during use.
The photosensitive resin composition according to the present invention generates less outgas and odor during use because the absorption group of the base generator is bonded to and fixed to the polymer precursor after heating and / or electromagnetic wave irradiation. .
以下、本発明について詳しく説明する。
なお、本発明において(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味し、(メタ)アクリルとは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
また、本発明において、有機基とは、少なくとも1つの炭素原子を含む官能基の総称を表す。
また、本発明において、電磁波とは、波長を特定した場合を除き、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。本明細書では、電磁波の照射を露光ともいう。なお、波長365nm、405nm、436nmの電磁波をそれぞれ、i線、h線、g線とも表記することがある。
The present invention will be described in detail below.
In the present invention, (meth) acryloyl means acryloyl and / or methacryloyl, (meth) acryl means acryl and / or methacryl, and (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate. means.
Moreover, in this invention, an organic group represents the general term of the functional group containing at least 1 carbon atom.
In the present invention, the electromagnetic wave is not only an electromagnetic wave having a wavelength in the visible and invisible regions, but also a particle beam such as an electron beam, and radiation or a general term for the electromagnetic wave and the particle beam, unless the wavelength is specified. Contains ionizing radiation. In this specification, irradiation with electromagnetic waves is also referred to as exposure. Note that electromagnetic waves with wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm may be referred to as i-line, h-line, and g-line, respectively.
<塩基発生剤>
本発明に係る電磁波の照射により塩基を発生する塩基発生剤であって、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して他の分子と共有結合を形成可能な官能基となるブロック化共有結合形成基を、1分子中に1つ以上有することを特徴とする。
<Base generator>
A base generator for generating a base upon irradiation with electromagnetic waves according to the present invention, which is a functional group capable of forming a covalent bond with another molecule by changing a part of the structure by heating and / or irradiation with electromagnetic waves It is characterized by having one or more chemical covalent bond forming groups in one molecule.
電磁波の照射により塩基を発生する塩基発生剤は、加熱及び/又は電磁波の照射により、通常、塩基が解離して、当該塩基発生剤由来の塩基以外の部位が系内に独立した低分子化合物として残存してしまうため、使用時のアウトガスや臭気の発生が懸念されていた。独立した低分子化合物として残存すると、光照射時及びポストベイク時等の使用時に揮発してアウトガスや臭気を発生させたり、揮発後に再凝固して製造装置や製品に付着したり、或いは、揮発しないで最終製品中に残留して製品の耐熱性や安定性を損ねる等の問題を来たす恐れがある。 A base generator that generates a base by irradiation with electromagnetic waves is usually a low molecular compound in which the base is dissociated by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, and the sites other than the base derived from the base generator are independent in the system. Since it remained, there was a concern about the occurrence of outgas and odor during use. If it remains as an independent low molecular weight compound, it will volatilize during use during light irradiation and post-baking to generate outgas and odor, re-solidify after volatilization and adhere to manufacturing equipment and products, or do not volatilize. There is a risk of remaining in the final product and causing problems such as loss of heat resistance and stability of the product.
その点、本発明に係る塩基発生剤は、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して他の分子と共有結合を形成可能な官能基(共有結合形成基)となるブロック化共有結合形成基を1分子中に1つ以上有することにより、加熱及び/又は電磁波の照射によって、当該塩基発生剤同士、或いは、系内に存在する前記共有結合形成基と反応可能な官能基と反応する。そのため、加熱及び/又は電磁波照射後に、系内に固定されるか、系内で高分子量化され、使用時にアウトガスや臭気の発生が少なくなる。更に、加熱及び/又は電磁波の照射前には、共有結合形成基がブロック化されているので、保存安定性に優れたり、溶解性が向上するというメリットがある。
また、揮発後に再凝固して製造装置や製品に付着する塩基発生剤由来の分解物の量、或いは、現像液や洗浄液に溶出する塩基発生剤由来の分解物の量も著しく削減される。さらに、硬化後に残留する塩基発生剤由来の低分子化合物の量も少なくなり、最終製品の耐熱性や安定性も向上される。
In that respect, the base generator according to the present invention is blocked as a functional group (covalent bond-forming group) capable of forming a covalent bond with another molecule by changing a part of the structure by heating and / or electromagnetic wave irradiation. By having one or more covalent bond forming groups in one molecule, by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, the base generators or functional groups capable of reacting with the covalent bond forming groups present in the system react. For this reason, after heating and / or electromagnetic wave irradiation, it is fixed in the system or has a high molecular weight in the system, so that outgas and odor are less generated during use. Furthermore, since the covalent bond-forming group is blocked before heating and / or electromagnetic wave irradiation, there are merits of excellent storage stability and improved solubility.
In addition, the amount of degradation product derived from the base generator that re-solidifies after volatilization and adheres to the manufacturing apparatus or product, or the amount of degradation product derived from the base generation agent that elutes in the developer or cleaning solution is significantly reduced. Furthermore, the amount of the low molecular compound derived from the base generator remaining after curing is reduced, and the heat resistance and stability of the final product are improved.
本発明に係る塩基発生剤は、電磁波の照射により塩基を発生するものであって、ブロック化共有結合形成基を導入することが可能な構造であれば、特に構造は限定されない。
前記共有結合形成基を有することにより使用時のアウトガスや臭気の発生が抑制されるという効果がより有効となる点から、本発明に係る塩基発生剤が、揮発し易い低分子化合物であることが好適なものとして挙げられる。例えば、本発明に係る塩基発生剤は、分子量が2000以下、更に1000以下の低分子量化合物であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
The base generator according to the present invention generates a base when irradiated with electromagnetic waves, and the structure is not particularly limited as long as it is a structure capable of introducing a blocked covalent bond forming group.
The base generator according to the present invention is a low-molecular compound that easily volatilizes from the point that the effect of suppressing outgassing and odor generation during use by having the covalent bond-forming group is more effective. It is mentioned as a suitable thing. For example, the base generator according to the present invention is preferably a low molecular weight compound having a molecular weight of 2000 or less, more preferably 1000 or less, but is not limited thereto.
本発明に係る塩基発生剤としては、構造中に塩を含まない塩基発生剤であることが好ましく、塩基発生剤において発生する塩基部分の窒素原子上に電荷がないことが好ましい。本発明に係る塩基発生剤としては、発生する塩基が共有結合を用いて潜在化されていることが好ましく、塩基の発生機構が、発生する塩基部分の窒素原子と隣接する原子との間の共有結合が切断されて塩基が発生するものであることが好ましい。構造中に塩を含まない塩基発生剤であると、塩基発生剤を中性にすることができるため、溶剤溶解性が良好であり、ポットライフが向上する。また、高分子前駆体等の組み合わせて用いられる成分との相溶性が良好である場合が多いというメリットがある。 The base generator according to the present invention is preferably a base generator containing no salt in the structure, and preferably has no charge on the nitrogen atom of the base moiety generated in the base generator. In the base generator according to the present invention, it is preferable that the generated base is latentized using a covalent bond, and the base generation mechanism is shared between the nitrogen atom of the generated base portion and the adjacent atom. It is preferable that the bond is broken to generate a base. When the base generator does not contain a salt in the structure, the base generator can be neutralized, so that the solvent solubility is good and the pot life is improved. Further, there is an advantage that compatibility with components used in combination such as a polymer precursor is often good.
本発明に係る塩基発生剤としては、前述のように発生する塩基が共有結合を用いて潜在化されていることが好ましく、発生する塩基がアミド結合、カルバメート結合、オキシム結合を用いて潜在化されていることが好ましい。
本発明に係る塩基発生剤としては、例えば、上記特許文献5及び6で開示されたような桂皮酸アミド構造を有する塩基発生剤、上記特許文献7及び8で開示されたようなカルバメート構造を有する塩基発生剤、上記特許文献9及び10で開示されたようなオキシム構造、カルバモイルオキシム構造を有する塩基発生剤等が挙げられるが、これらに限定されず、その他にも公知の塩基発生剤の構造を用いることができる。
As the base generator according to the present invention, it is preferable that the generated base is latentized using a covalent bond as described above, and the generated base is latentized using an amide bond, carbamate bond, or oxime bond. It is preferable.
Examples of the base generator according to the present invention include a base generator having a cinnamic amide structure as disclosed in Patent Documents 5 and 6, and a carbamate structure as disclosed in Patent Documents 7 and 8 above. Examples include base generators, oxime structures as disclosed in Patent Documents 9 and 10 above, base generators having a carbamoyl oxime structure, etc., but are not limited thereto, and other known base generator structures are also included. Can be used.
本発明に係る塩基発生剤において、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して他の分子と共有結合を形成可能な官能基となるブロック化共有結合形成基は、1分子中に1つ以上含まれるものである。
ここで、“構造の一部が変化する”とは、保護基(ブロック化剤)の脱離、及び/又は、転移反応等により、元の置換基の構造の一部が変化する態様が挙げられる。また、“ブロック化”とは、ある官能基を一時的に別の化合物と反応させておき官能基の反応活性を落とし、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化するまで官能基の反応活性を利用できない状態をいう。“ブロック化”の態様には、最終的に利用したい官能基を一時的に別の化合物と反応させる場合の他、後述する式(3−6)の例のように、最終的に利用したい官能基とは異なる官能基を一時的に別の化合物と反応させておき、その後転移反応を伴い最終的に利用したい官能基とする場合も含まれる。
また“共有結合形成基”とは、他の官能基と反応して共有結合を形成可能な官能基をいう。 本発明においては、塩基発生剤に潜在的に導入されている“他の分子と共有結合を形成可能な官能基”を単に、共有結合形成基と呼称することがある。
In the base generator according to the present invention, a blocked covalent bond forming group that becomes a functional group capable of forming a covalent bond with another molecule by changing a part of the structure by heating and / or irradiation with electromagnetic waves is contained in one molecule. One or more are included.
Here, “a part of the structure changes” includes an aspect in which a part of the structure of the original substituent is changed by the removal of the protecting group (blocking agent) and / or the transfer reaction or the like. It is done. “Blocking” means that a functional group is temporarily reacted with another compound to reduce the reactive activity of the functional group, and the functional group is changed by heating and / or irradiation with electromagnetic waves until a part of the structure is changed. The state in which the reaction activity cannot be used. In the “blocking” mode, in addition to the case where the functional group to be finally used is temporarily reacted with another compound, the function to be finally used as in the example of the formula (3-6) described later is used. This includes a case where a functional group different from the group is temporarily reacted with another compound and then used as a functional group to be finally used with a transfer reaction.
The “covalent bond forming group” refers to a functional group that can react with other functional groups to form a covalent bond. In the present invention, the “functional group capable of forming a covalent bond with another molecule” potentially introduced into the base generator may be simply referred to as a covalent bond-forming group.
ブロック化されて潜在的に導入される共有結合形成基としては、例えば、イソシアナト基、チオイソシアナト基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アルキニル基等が挙げられる。
本発明の塩基発生剤において、潜在的に導入される共有結合形成基としては、アミノ基(−NH2)であっても用いることができる。例えば、光照射前に加熱して、構造の一部が変化してアミノ基になって、当該加熱条件でアミノ基と反応可能な官能基と反応して系内に塩基発生剤が固定化され、その後光照射後に塩基を発生させ、当該塩基を利用すれば良い。
Examples of the covalent bond-forming group that is potentially introduced after being blocked include an isocyanato group, a thioisocyanato group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, and an alkynyl group.
In the base generator of the present invention, an amino group (—NH 2 ) can be used as a covalent bond-forming group that is potentially introduced. For example, when heated before light irradiation, a part of the structure changes to become an amino group, which reacts with a functional group capable of reacting with the amino group under the heating condition to immobilize the base generator in the system. Then, after light irradiation, a base is generated and the base is used.
塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、塩基発生剤と同じ組成物中に存在する前記共有結合形成基と反応可能な官能基との組み合わせにより、適宜選択されればよい。
例えば、同じ組成物中にイソシアナト基、イソチオシアナト基、カルボキシル基、エポキシ基、オキセタン基、又はチイラン基が存在する場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、水酸基、又はアミノ基が挙げられる。
The covalent bond-forming group potentially introduced into the base generator may be appropriately selected depending on the combination of the functional group capable of reacting with the covalent bond-forming group present in the same composition as the base generator. .
For example, when an isocyanato group, an isothiocyanato group, a carboxyl group, an epoxy group, an oxetane group, or a thiirane group is present in the same composition, the covalent bond-forming group potentially introduced into the base generator may be a hydroxyl group. Or an amino group.
また、同じ組成物中にイソシアナト基、チオイソシアナト基、水酸基、又はアミノ基が存在する場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、イソシアナト基又はチオイソシアナト基が挙げられる。
また、同じ組成物中に水酸基、アミノ基、エポキシ基、チイラン基、又はオキセタン基が存在する場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、カルボキシル基が挙げられる。
また、同じ組成物中にアジド基が存在する場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、アルキニル基が挙げられる。
In addition, when an isocyanato group, a thioisocyanato group, a hydroxyl group, or an amino group is present in the same composition, the covalent bond-forming group that is potentially introduced into the base generator includes an isocyanato group or a thioisocyanato group. .
Further, when a hydroxyl group, an amino group, an epoxy group, a thiirane group, or an oxetane group is present in the same composition, the covalent bond-forming group potentially introduced into the base generator includes a carboxyl group. .
Moreover, when an azide group exists in the same composition, an alkynyl group is mentioned as a covalent bond forming group potentially introduced into a base generator.
本発明に係る塩基発生剤において、ブロック化共有結合形成基の1分子中の個数は、塩基発生剤が使用される状況に合わせて適宜選択されれば良い。例えば、使用される系内に、潜在的に導入されている共有結合形成基と反応する官能基を有する高分子前駆体などの化合物が存在する場合には、ブロック化共有結合形成基は、1分子中に1つ有すれば系内に固定される。一方、本発明に係る塩基発生剤が、ブロック化共有結合形成基を1分子中に2つ以上有し、当該2つ以上のブロック化共有結合形成基中に、互いに反応する共有結合形成基が潜在的に導入されていれば、塩基発生剤同士が架橋反応を行って、高分子量化し、系外へ揮発され難くなる。なお、本発明に係る塩基発生剤が、ブロック化共有結合形成基を1分子中に1つ有する場合であっても、系内に、単独で又は2種以上混合して互いに反応する共有結合形成基が潜在的に導入されていれば、塩基発生剤同士が架橋反応を行って、2量化し、系外へ揮発され難くなる。 In the base generator according to the present invention, the number of blocked covalent bond forming groups in one molecule may be appropriately selected according to the situation in which the base generator is used. For example, when a compound such as a polymer precursor having a functional group that reacts with a potentially introduced covalent bond-forming group is present in the system used, the blocked covalent bond-forming group is 1 If there is one in the molecule, it is fixed in the system. On the other hand, the base generator according to the present invention has two or more blocked covalent bond-forming groups in one molecule, and in the two or more blocked covalent bond-forming groups, there are covalent bond-forming groups that react with each other. If introduced potentially, the base generators undergo a cross-linking reaction to increase the molecular weight and are less likely to be volatilized out of the system. In addition, even when the base generator according to the present invention has one blocked covalent bond-forming group in one molecule, it forms a covalent bond that reacts with each other alone or in combination of two or more in the system. If the group is potentially introduced, the base generators undergo a cross-linking reaction to dimerize and are less likely to be volatilized out of the system.
本発明に係る塩基発生剤が用いられる態様としては、塩基発生剤の共有結合形成基と反応する官能基を有する高分子前駆体を利用して、塩基発生剤が高分子前駆体に固定される態様が最も好ましい。
また、共有結合形成基と反応する官能基を有しない高分子前駆体を利用し、ブロック化共有結合形成基を1分子中に2つ以上有し、当該2つ以上のブロック化共有結合形成基中に、互いに反応する共有結合形成基が潜在的に導入され、塩基発生剤同士が架橋反応を行って、高分子量化する態様も好ましい。
更に、共有結合形成基と反応する官能基を有しない高分子前駆体を利用し、ブロック化共有結合形成基を1分子中に1つ有し、塩基発生剤同士が互いに反応することで2量化する態様であっても良い。
As an aspect in which the base generator according to the present invention is used, the base generator is fixed to the polymer precursor using a polymer precursor having a functional group that reacts with the covalent bond-forming group of the base generator. Embodiments are most preferred.
In addition, using a polymer precursor that does not have a functional group that reacts with a covalent bond-forming group, the molecule has two or more blocked covalent bond-forming groups in one molecule, and the two or more blocked covalent bond-forming groups Also preferred is an embodiment in which covalent bond forming groups that react with each other are potentially introduced and the base generators undergo a crosslinking reaction to increase the molecular weight.
Furthermore, using a polymer precursor that does not have a functional group that reacts with a covalent bond-forming group, it has one blocked covalent bond-forming group per molecule, and dimerization occurs when base generators react with each other. It is also possible to use this mode.
加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して水酸基、カルボキシル基、又はアミノ基となる置換基としては、公知の水酸基、カルボキシル基、又はアミノ基をブロック化する反応を利用して得ることができる。 As a substituent that is partially changed in structure by heating and / or irradiation with an electromagnetic wave to become a hydroxyl group, carboxyl group, or amino group, a known hydroxyl group, carboxyl group, or amino group blocking reaction is used. Obtainable.
加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して水酸基となる置換基としては、水酸基の末端の水素原子が下記式(2−1)〜下記式(2−6)で表わされる有機基よりなる群から選択される1種以上で置換された構造を有することが、合成が容易な点から好ましい。 As a substituent that is partially changed in structure by heating and / or irradiation with an electromagnetic wave to become a hydroxyl group, a hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group is represented by the following formula (2-1) to the following formula (2-6). Having a structure substituted with one or more selected from the group consisting of groups is preferred from the viewpoint of easy synthesis.
また、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化してカルボキシル基となる置換基としては、カルボキシル基の末端の水素原子が上記式(2−1)で表わされる有機基、下記式(2−3)で表わされる有機基、及び有機基よりなる群から選択される1種以上で置換された構造を有することが、合成が容易な点から好ましい。カルボキシル基の末端の水素原子が有機基により置換された構造は、エステル基(−COOR41;ここで、R41は有機基である)である。中でも、カルボキシル基の末端の水素原子が、下記式(2−1)又は下記式(2−3)で表わされる有機基で置換された構造を有することが、合成が容易な点から好ましい。 Moreover, as a substituent which a part of structure changes by heating and / or electromagnetic wave irradiation and becomes a carboxyl group, the hydrogen atom at the terminal of the carboxyl group is an organic group represented by the above formula (2-1), the following formula It is preferable from the viewpoint of easy synthesis that it has a structure substituted with one or more selected from the group consisting of an organic group represented by (2-3) and an organic group. The structure in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxyl group is substituted with an organic group is an ester group (—COOR 41 ; where R 41 is an organic group). Especially, it is preferable from a point with easy synthesis | combination that the hydrogen atom of the terminal of a carboxyl group has the structure substituted by the organic group represented by a following formula (2-1) or the following formula (2-3).
また、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化してアミノ基(−NH2)となる置換基としては、アミノ基(−NH2)の末端の1つの水素原子が下記式(2−2)で表わされる有機基で置換された構造を有することが、合成が容易な点から好ましい。 Examples of the substituent group in which a part of the structure by the irradiation of heat and / or electromagnetic waves is changed to an amino group (-NH 2), 1 single hydrogen atom of the terminal amino group (-NH 2) is the following formula ( The structure substituted with the organic group represented by 2-2) is preferable from the viewpoint of easy synthesis.
上記式(2−1)で表される有機基は、水酸基やカルボキシル基とビニルエーテル化合物との反応により得ることができる。
式(2−1)中、R30、R31、R32は、水素原子、または、置換または無置換のアルキル基、アリル基、アリール基が好ましい。上記式(2−1)で表される有機基のR33は、炭素数が1以上の有機基である。R33は、炭化水素骨格を有する基が例示される。炭化水素骨格を有する基は、ヘテロ原子等の炭化水素以外の結合や置換基を含んでいてもよいし、そのようなヘテロ原子の部分が芳香環に組み込まれて複素環となっていても良い。炭化水素骨格を有する基としては、例えば、直鎖、分岐鎖、又は環状の飽和又は不飽和炭化水素基、直鎖、分岐鎖又は環状の飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、或いは、フェニル、ナフチル等の芳香族基、さらには、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有する基(例えば、−(R−O)n−R’、ここでR及びR’は置換又は無置換の飽和又は不飽和炭化水素、nは1以上の整数;-R”−(O−R”’)m、ここでR”及びR”’は置換又は無置換の飽和又は不飽和炭化水素、mは1以上の整数、−(O−R”’)mはR”の末端とは異なる炭素に結合している;などが挙げられる。)、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にチオエーテル結合を含有する基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格上にシアノ基、シリル基、ニトロ基、アセチル基、アセトキシ基等のヘテロ原子又はヘテロ原子を含有する基が結合してなるさまざまな基が挙げられる。また、上記式(2−1)で表される有機基のR33は、R30やR31と連結して環状構造を有していても良い。
The organic group represented by the above formula (2-1) can be obtained by a reaction between a hydroxyl group or a carboxyl group and a vinyl ether compound.
In formula (2-1), R 30 , R 31 , and R 32 are preferably a hydrogen atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, allyl group, or aryl group. R 33 of the organic group represented by the above formula (2-1) is an organic group having 1 or more carbon atoms. R 33 is exemplified by a group having a hydrocarbon skeleton. The group having a hydrocarbon skeleton may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon such as a heteroatom, or such a heteroatom part may be incorporated into an aromatic ring to form a heterocyclic ring. . Examples of the group having a hydrocarbon skeleton include a linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, a linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or phenyl, naphthyl. An aromatic group such as a group containing an ether bond in a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton (for example, — (R—O) n —R ′, wherein R and R 'Is a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated hydrocarbon, n is an integer greater than or equal to 1; -R "-(O-R"') m , where R "and R"'are substituted or unsubstituted saturated or Unsaturated hydrocarbon, m is an integer of 1 or more,-(O-R "') m is bonded to a carbon different from the terminal of R"; and the like), linear or branched chain saturation Or a group containing a thioether bond in an unsaturated hydrocarbon skeleton, linear or branched saturated or unsaturated Hydrocarbon backbone onto a cyano group, a silyl group, a nitro group, an acetyl group, and a variety of groups groups having a hetero atom or a hetero atom is bonded, such as acetoxy group. Further, R 33 of the organic group represented by the above formula (2-1) may be linked to R 30 or R 31 to have a cyclic structure.
前記式(2−1)中のR33は、炭素数が1〜18であることが、分解物の揮発性の点から好ましく、炭素数が3〜10であることが更に好ましい。
前記式(2−1)のR33としては特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、エチニル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、シクロヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、シクロヘキシロキシプロピル基、2−テトラヒドロピラニル基等が挙げられる。また、前記式(2−1)においてR33が、R30やR31と連結して環状構造となり、−O−に結合する置換基が2−テトラヒドロピラニル基等の環状エーテルとなったもの等が挙げられる。
R 33 in the formula (2-1) preferably has 1 to 18 carbon atoms from the volatility of the decomposition product, and more preferably 3 to 10 carbon atoms.
R 33 in the formula (2-1) is not particularly limited, and examples thereof include methyl group, ethyl group, ethynyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl. Group, cyclohexylmethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, cyclohexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxypropyl group, cyclohexyloxypropyl group, 2- Tetrahydropyranyl group etc. are mentioned. In the formula (2-1), R 33 is linked to R 30 or R 31 to form a cyclic structure, and the substituent bonded to —O— is a cyclic ether such as a 2-tetrahydropyranyl group. Etc.
上記式(2−2)で表される有機基は、例えば、水酸基やアミノ基と、所謂カーボネート系保護基との反応により得ることができる。
カーボネート系保護基としては、例えば、tert-ブトキシカルボニル基(Boc−)、ベンジルオキシカルボニル基(Z−)、9−フルオレニルメトキシカルボニル(Fmoc−)、1,1−ジオキソベンゾ[b]チオフェン−2−イルメトキシカルボニル基(Bsmoc−)、2−(4−ニトロフェニルスルホニル)エトキシカルボニル基(Nsc−)、p−メトキシベンジルオキシカルボニル基(Z(OMe−))、アリルオキシカルボニル基(Alloc−)、2,2,2−トリクロロエトキシカルボニル基(Troc−)等が挙げられる。
The organic group represented by the above formula (2-2) can be obtained, for example, by a reaction between a hydroxyl group or an amino group and a so-called carbonate-based protective group.
Examples of the carbonate protecting group include tert-butoxycarbonyl group (Boc-), benzyloxycarbonyl group (Z-), 9-fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc-), 1,1-dioxobenzo [b] thiophene- 2-ylmethoxycarbonyl group (Bsmoc-), 2- (4-nitrophenylsulfonyl) ethoxycarbonyl group (Nsc-), p-methoxybenzyloxycarbonyl group (Z (OMe-)), allyloxycarbonyl group (Alloc- ), 2,2,2-trichloroethoxycarbonyl group (Troc-) and the like.
前記式(2−2)のR34としては特に限定されないが、例えば、tert−ブチル基、ベンジル基、9−フルオレニルメチル基、2,2,2−トリクロロエチル基、アリル基、p−メトキシベンジル基、1,1−ジオキソベンゾ[b]チオフェン−2−イルメチル基、2−(4−ニトロフェニルスルホニル)エチル基、o−ニトロベンジル基等が挙げられる。o−ニトロベンジル基の場合には、電磁波照射により脱保護が可能である。 R 34 in the formula (2-2) is not particularly limited, and examples thereof include tert-butyl group, benzyl group, 9-fluorenylmethyl group, 2,2,2-trichloroethyl group, allyl group, p- Examples include methoxybenzyl group, 1,1-dioxobenzo [b] thiophen-2-ylmethyl group, 2- (4-nitrophenylsulfonyl) ethyl group, o-nitrobenzyl group and the like. In the case of an o-nitrobenzyl group, deprotection is possible by irradiation with electromagnetic waves.
上記式(2−3)で表される有機基は、例えば、水酸基やカルボキシル基と、シリルエーテル系保護基との反応により得ることができる。
シリルエーテル系保護基としては例えば、トリメチルシリル基(TMS−)、tert−ブチルジメチルシリル基(TBDMS−)、tert-ブチルジフェニルシリル基(TBDPS−)、トリイソプロピルシリル基(TIPS−)、tert-ブトキシジフェニルシリル基等が挙げられる。
前記式(2−3)のR35、R36、R37としては特に限定されないが、例えば、メチル基、tert−ブチル基、イソプロピル基等のアルキル基、フェニル基のアリール基、アルコキシ基が好適に用いられる。
The organic group represented by the above formula (2-3) can be obtained, for example, by a reaction between a hydroxyl group or a carboxyl group and a silyl ether protecting group.
Examples of silyl ether protecting groups include trimethylsilyl group (TMS-), tert-butyldimethylsilyl group (TBDMS-), tert-butyldiphenylsilyl group (TBDPS-), triisopropylsilyl group (TIPS-), tert-butoxy. A diphenylsilyl group etc. are mentioned.
Although it does not specifically limit as R < 35> , R <36> , R <37 > of said Formula (2-3), For example, alkyl groups, such as a methyl group, a tert-butyl group, an isopropyl group, the aryl group of a phenyl group, and an alkoxy group are suitable Used for.
上記式(2−4)で表される有機基は、例えば、水酸基と、酸塩化物または酸無水物により得ることができる。
式(2−4)で表されるエステル系保護基としては、例えば、アセチル基(Ac−)、ピバロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
前記式(2−4)のR38としては特に限定されないが、例えば、メチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基等が好適に用いられる。
The organic group represented by the above formula (2-4) can be obtained by, for example, a hydroxyl group and an acid chloride or acid anhydride.
Examples of the ester protecting group represented by the formula (2-4) include an acetyl group (Ac-), a pivaloyl group, and a benzoyl group.
R 38 in the formula (2-4) is not particularly limited, and for example, an alkyl group such as a methyl group or a tert-butyl group, an aryl group such as a phenyl group, an aralkyl group such as a benzyl group, or the like is preferably used. .
上記式(2−5)で表される有機基は、例えば、Williamson反応を用いて、水酸基とハロゲン化物により得ることができる。
式(2−5)で表されるエーテル系保護基としては、例えば、置換基を有していても良いベンジル基等が挙げられる。
前記式(2−5)のR39は置換基を有していても良い芳香環であり、特に限定されないが、置換基を有していても良いフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。特に、式(2−5)で表される有機基が、o−ニトロベンジル基の場合、すなわち、R39が2−ニトロフェニル基の場合には、電磁波照射により脱保護が可能である。
The organic group represented by the above formula (2-5) can be obtained from a hydroxyl group and a halide using, for example, a Williamson reaction.
Examples of the ether protecting group represented by the formula (2-5) include a benzyl group which may have a substituent.
R 39 in the formula (2-5) is an aromatic ring which may have a substituent, and is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group which may have a substituent. In particular, when the organic group represented by the formula (2-5) is an o-nitrobenzyl group, that is, when R 39 is a 2-nitrophenyl group, deprotection is possible by electromagnetic wave irradiation.
上記式(2−6)で表される有機基は、例えば、水酸基と、イソシアネートとの反応により得ることができる。
カルバメート系保護基としては、例えば、ベンジルイソシアネート等が挙げられる。
前記式(2−6)のR40としては特に限定されないが、例えば、ベンジル基等が挙げられる。
The organic group represented by the above formula (2-6) can be obtained, for example, by a reaction between a hydroxyl group and an isocyanate.
Examples of the carbamate protecting group include benzyl isocyanate.
Formula is not particularly limited as R 40 in (2-6), for example, it is mentioned a benzyl group.
カルボキシル基の末端の水素が有機基により置換された構造、エステル基(−COOR41;ここで、R41は有機基である)としては、Williamson反応を用いて、カルボキシル基と水酸基の反応により得ることができる。
上記エステル基のR41としては特に限定されないが、例えば、メチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基等が好適に用いられる。
A structure in which the hydrogen at the terminal of the carboxyl group is substituted with an organic group, and an ester group (—COOR 41 ; where R 41 is an organic group) is obtained by reaction of the carboxyl group and the hydroxyl group using the Williamson reaction. be able to.
No particular limitation is imposed on the R 41 of the above ester groups, for example, a methyl group, an alkyl group such as a tert- butyl group, an aryl group such as a phenyl group, aralkyl groups such as benzyl group is preferably used.
また、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化してイソシアナト基又はチオイソシアナト基となる置換基としては、公知のイソシアナト基をブロック化する反応や、転移によりイソシアナト基を形成する反応を利用して得ることができる。
加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化してイソシアナト基又はチオイソシアナト基となる置換基としては、下記式(3−1)〜下記式(3−6)で表わされる置換基よりなる群から選択される1種以上の構造を含むことが、合成が容易な点から好ましい。下記式(3−1)〜下記式(3−6)で表わされる置換基は、加熱及び/又は電磁波の照射により解離又は転移して、イソシアナト基又はチオイソシアナト基となる。
In addition, as a substituent that is partially converted into an isocyanato group or a thioisocyanato group by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, a reaction for blocking a known isocyanato group or a reaction for forming an isocyanato group by transfer. It can be obtained using it.
Substituents whose structure is partially changed by heating and / or electromagnetic wave irradiation to become isocyanato groups or thioisocyanato groups are composed of substituents represented by the following formulas (3-1) to (3-6). One or more structures selected from the group are preferably included from the viewpoint of easy synthesis. Substituents represented by the following formulas (3-1) to (3-6) are dissociated or transferred by heating and / or irradiation with electromagnetic waves to become isocyanato groups or thioisocyanato groups.
上記式(3−1)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、アルコールやフェノール等の水酸基含有化合物との反応により得ることができる。
式(3−1)のR42としては特に限定されないが、例えば、メチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基等が好適に用いられる。
The substituent represented by the above formula (3-1) can be obtained by reacting an isocyanato group or a thioisocyanato group with a hydroxyl group-containing compound such as alcohol or phenol.
No particular limitation is imposed on the R 42 of formula (3-1), for example, a methyl group, an alkyl group such as a tert- butyl group, an aryl group such as a phenyl group, aralkyl groups such as benzyl group is preferably used.
上記式(3−2)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、活性メチレン基を有する化合物との反応により得ることができる。ここで活性メチレン基とは、反応活性を有するメチレン基(−CH2−)をいい、2つの電子吸引性基で挟まれたメチレン基を意味する。ここでの電子吸引性基とは、カルボニル基、シアノ基、ニトロ基、スルホニル基、スルフィニル基、ホスホノ基などが挙げられる。
活性メチレン基を有する化合物としては、例えば、マロン酸ジメチルやマロン酸ジエチル等のマロン酸エステル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル、アセチルアセトン、マロノニトリル、シアノ酢酸エチル、ニトロ酢酸エチル、p-トリススルホニル酢酸エチル、フェニルスルフィニル酢酸 エチル、ホスホノ酢酸トリメチル等を用いることができる。中でも、マロン酸エステル、アセト酢酸エステルが反応性の点から好ましい。
The substituent represented by the above formula (3-2) can be obtained by reacting an isocyanato group or a thioisocyanato group with a compound having an active methylene group. Here, the active methylene group means a methylene group (—CH 2 —) having reaction activity, and means a methylene group sandwiched between two electron-withdrawing groups. Examples of the electron withdrawing group include a carbonyl group, a cyano group, a nitro group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, and a phosphono group.
Examples of the compound having an active methylene group include malonate esters such as dimethyl malonate and diethyl malonate, acetoacetate esters such as methyl acetoacetate and ethyl acetoacetate, acetylacetone, malononitrile, ethyl cyanoacetate, ethyl nitroacetate, p -Ethyl trissulfonyl acetate, ethyl phenylsulfinyl acetate, trimethyl phosphonoacetate and the like can be used. Of these, malonic acid ester and acetoacetic acid ester are preferable from the viewpoint of reactivity.
式(3−2)のEwは、活性メチレン基を有する化合物における残基であり、特に限定されない。例えば、エステル基(−COOR)、アシル基(−COR)、シアノ基(−CN)、ニトロ基(−NO2)、スルホニル基(−S(=O)2R)、スルフィニル基(−S(=O)R)、ホスホ基(−P(=O)(OR)2))等(ここで、Rは有機基)が挙げられる。 Ew in the formula (3-2) is a residue in the compound having an active methylene group, and is not particularly limited. For example, an ester group (—COOR), an acyl group (—COR), a cyano group (—CN), a nitro group (—NO 2 ), a sulfonyl group (—S (═O) 2 R), a sulfinyl group (—S ( ═O) R), a phospho group (—P (═O) (OR) 2 )) and the like (where R is an organic group).
上記式(3−3)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、ホルマルドオキシム、アセタルドオキシム、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム、2−ブタノンオキシム又はジエチルグリオキシムなどのオキシムとの反応により得ることができる。
式(3−3)のR43及びR44としては特に限定されないが、例えば、メチル基、tert−ブチル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基等が好適に用いられる。
The substituent represented by the above formula (3-3) is an isocyanato group or a thioisocyanato group, and formal oxime, acetal oxime, methyl ethyl ketone oxime, cyclohexanone oxime, acetophenone oxime, benzophenone oxime, 2-butanone oxime, or diethylglyoxime It can obtain by reaction with oximes.
R 43 and R 44 in the formula (3-3) are not particularly limited. For example, alkyl groups such as a methyl group and a tert-butyl group, aryl groups such as a phenyl group, and aralkyl groups such as a benzyl group are preferable. Used.
上記式(3−4)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムなどのラクタムとの反応により得ることができる。 The substituent represented by the above formula (3-4) can be obtained by reacting an isocyanato group or a thioisocyanato group with a lactam such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, and γ-butyrolactam.
上記式(3−5)で表される置換基は、下記式のように、触媒を用いてイソシアナト基を二量化させてカルボジイミド化することにより得ることができる。上記式(3−5)で表される置換基は、加熱により解離し、イソシアナト基を生成する。本発明においては、末端にイソシアナト基を有する塩基発生剤を準備し、当該塩基発生剤を、触媒を用いて二量化することにより得ることができる。ここで触媒としては、例えば、公知のリン系触媒がいずれも好適に用いられ、例えば1−フェニル−2−ホスホリン−1−オキシド、3−メチル−2−ホスホリン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホリン−1−オキシド、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホリン−1−オキシド、あるいはこれらの3−ホスホリン異性体などのホスホリンオキシドが挙げられる。 The substituent represented by the above formula (3-5) can be obtained by dimerizing an isocyanato group using a catalyst and carbodiimidizing as shown in the following formula. The substituent represented by the above formula (3-5) is dissociated by heating to generate an isocyanato group. In the present invention, a base generator having an isocyanato group at the terminal is prepared, and the base generator can be obtained by dimerization using a catalyst. Here, as the catalyst, for example, any known phosphorus catalyst is preferably used. For example, 1-phenyl-2-phosphorin-1-oxide, 3-methyl-2-phosphorin-1-oxide, 1-ethyl- Examples include 2-phosphorin-1-oxide, 3-methyl-1-phenyl-2-phosphorin-1-oxide, and phospholine oxides such as these 3-phosphorin isomers.
上記式(3−6)で表される置換基は、カルボキシル基に、例えばジフェニルリン酸アジド等の酸アジドを反応することにより得ることができる。上記式(3−6)で表される置換基は、加熱により、クルチウス転移が起こり、イソシアナト基を生成する。本発明においては、末端にカルボキシル基を有する塩基発生剤を準備し、当該塩基発生剤のカルボキシル基に、ジフェニルリン酸アジド等の酸アジドを反応することにより得ることができる。 The substituent represented by the above formula (3-6) can be obtained by reacting the carboxyl group with an acid azide such as diphenyl phosphate azide. The substituent represented by the above formula (3-6) undergoes a Curtius transition by heating to generate an isocyanato group. In this invention, it can obtain by preparing the base generator which has a carboxyl group at the terminal, and reacting acid azides, such as diphenylphosphoric acid azide, with the carboxyl group of the said base generator.
また、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化してアルキニル基となる置換基としては、公知のアルキニル基をブロック化する反応を利用して得ることができる。
アルキニル基をブロック化する反応としては、例えば、上記式(2−3)で表されるシリル基でブロック化する反応等が挙げられる。
Moreover, as a substituent which a part of structure changes by heating and / or electromagnetic wave irradiation, and becomes an alkynyl group, it can obtain using the reaction which blocks a well-known alkynyl group.
Examples of the reaction for blocking an alkynyl group include a reaction for blocking with a silyl group represented by the above formula (2-3).
本発明に係る塩基発生剤は、下記化学式(1−1)、下記化学式(1−2)又は下記化学式(1−3)で表される塩基発生剤であることが、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される様々な高分子前駆体に対して利用可能である点から、好ましい。中でも、優れた感度を有し、高分子前駆体の種類を問わず、形状が良好なパターンを得ることができる点から、下記化学式(1−1)で表される塩基発生剤であることが好ましい。 The base generator according to the present invention is a base generator represented by the following chemical formula (1-1), the following chemical formula (1-2) or the following chemical formula (1-3), depending on the basic substance or the base. It is preferable because it can be used for various polymer precursors whose reaction to the final product is promoted by heating in the presence of the active substance. Among them, it is a base generator represented by the following chemical formula (1-1) because it has excellent sensitivity and can obtain a pattern having a good shape regardless of the type of the polymer precursor. preferable.
上記化学式(1−1)で表される塩基発生剤は、電磁波が照射されることにより、下記式で示されるように、式(1−1)で中の(−CR4=CR3−C(=O)−)部分がトランス体からシス体へと異性化する。さらに加熱及び/又は電磁波の照射によって、R9が保護基である場合は保護基R9が脱保護されると共に環化し、塩基(NHR1R2)を生成する。上記化学式(1−1)で表される塩基発生剤においては、炭素炭素二重結合のオルト位の水酸基は塩基発生のための分子内環化に用いられる。そのため、当該オルト位の水酸基が保護基により保護された構造以外に、本発明のブロック化共有結合形成基を有するようにする。 When the base generator represented by the chemical formula (1-1) is irradiated with an electromagnetic wave, as shown by the following formula, (—CR 4 = CR 3 —C) in the formula (1-1) The (= O)-) moiety isomerizes from the trans form to the cis form. Further, when R 9 is a protecting group by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, the protecting group R 9 is deprotected and cyclized to produce a base (NHR 1 R 2 ). In the base generator represented by the chemical formula (1-1), the hydroxyl group at the ortho position of the carbon-carbon double bond is used for intramolecular cyclization for base generation. Therefore, in addition to the structure in which the hydroxyl group at the ortho position is protected by a protecting group, the group having the blocked covalent bond-forming group of the present invention is provided.
また、上記化学式(1−2)で表される塩基発生剤は、電磁波を照射するとカルバメート結合の光脱炭酸反応によって結合が開裂し、塩基(NHR1R2)を発生させる。
更に、上記化学式(1−3)で表される塩基発生剤は、オキシムエステル誘導体であって、下記反応式に従って、電磁波の吸収により分子内解裂反応を起こし、アミンまたはヒドラジンを発生させる。
Moreover, when the base generator represented by the chemical formula (1-2) is irradiated with an electromagnetic wave, the bond is cleaved by a photodecarboxylation reaction of a carbamate bond to generate a base (NHR 1 R 2 ).
Furthermore, the base generator represented by the above chemical formula (1-3) is an oxime ester derivative, which undergoes an intramolecular cleavage reaction by absorption of electromagnetic waves according to the following reaction formula to generate amine or hydrazine.
上記化学式(1−1)、化学式(1−2)又は化学式(1−3)で表される塩基発生剤において、ブロック化共有結合形成基は、上記化学式(1−1)のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の少なくとも1つ、上記化学式(1−2)のR11、R12、R13、R14及びR15の少なくとも1つ、上記化学式(1−3)のR18及びR19の少なくとも1つに含まれていれば良い。ブロック化共有結合形成基は、上記いずれかの置換位置において炭素原子に直接結合していても良いが、適宜連結基を介して、炭素原子に結合していても良い。 In the base generator represented by the chemical formula (1-1), chemical formula (1-2), or chemical formula (1-3), the blocked covalent bond-forming group is R 3 or R in the chemical formula (1-1). 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 , at least one of R 11 , R 12 , R 13 , R 14 and R 15 in the chemical formula (1-2), the chemical formula (1- It may be contained in at least one of R 18 and R 19 in 3). The blocked covalent bond-forming group may be directly bonded to the carbon atom at any of the above substitution positions, but may be bonded to the carbon atom through an appropriate linking group.
例えば、上記化学式(1−1)のR5〜R8や、上記化学式(1−2)のR11〜R15や、上記化学式(1−3)のR17〜R19の2つ以上が結合して、シクロヘキシル基等の脂環式炭化水素構造を形成している場合や、2つ以上が結合してそれらが結合しているベンゼン環の原子を共有してナフタレン、アントラセン、フェナントレン、インデン、フルオレン等の縮合環を形成している場合に、当該環状構造の置換基として、ブロック化共有結合形成基を有していても良い。 For example, two or more of R 5 to R 8 in the chemical formula (1-1), R 11 to R 15 in the chemical formula (1-2), and R 17 to R 19 in the chemical formula (1-3) When bonded to form an alicyclic hydrocarbon structure such as a cyclohexyl group, or two or more bonded and share the atoms of the benzene ring to which they are bonded, naphthalene, anthracene, phenanthrene, indene When a condensed ring such as fluorene is formed, it may have a blocked covalent bond forming group as a substituent of the cyclic structure.
ブロック化共有結合形成基がいずれかの置換位置において炭素原子と結合するために用いられる連結基としては、特に限定されないが、例えば、直鎖、分岐又は環状の炭化水素基、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−、ここでRは水素原子又は有機基)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合、アゾ結合、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。 The linking group used for bonding the blocked covalent bond-forming group to the carbon atom at any substitution position is not particularly limited, and examples thereof include straight chain, branched or cyclic hydrocarbon groups, ether bonds, and thioether bonds. , Carbonyl bond, thiocarbonyl bond, ester bond, amide bond, urethane bond, imino bond (—N═C (—R) —, —C (═NR) —, where R is a hydrogen atom or an organic group), carbonate Examples include a bond, a sulfonyl bond, a sulfinyl bond, an azo bond, and a combination thereof.
上記化学式(1−1)及び化学式(1−2)において、R1及びR2は、それぞれ、独立に水素原子又は有機基であるが、R1及びR2のうち少なくとも1つは有機基である。また、NHR1R2は、塩基であるが、R1及びR2は、それぞれ、アミノ基を含まない有機基であることが好ましい。R1及びR2に、アミノ基が含まれてしまうと、塩基発生剤自体が塩基性物質となり、高分子前駆体の反応を促進してしまい、露光部と未露光部での溶解性コントラストの差が小さくなってしまう恐れがある。但し、例えば、R1及びR2の有機基中に存在する芳香環にアミノ基が結合している場合のように、電磁波の照射と加熱後に発生する塩基との塩基性と差が生じる場合には、R1及びR2の有機基にアミノ基を含まれていても用いることができる場合もある。
有機基としては、例えば、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及び飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。これらの有機基は、当該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、これらは、直鎖状でも分岐状でも環状でも良い。
有機基としては、置換基を含んで良く、不飽和結合を含んで良く、ヘテロ原子の結合を含んで良い、直鎖、分岐又は環状の炭化水素基が好ましい。
R1及びR2における有機基は、通常、1価の有機基であるが、後述する環状構造を形成する場合や、生成するNHR1R2がジアミン等のアミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有する塩基性物質の場合等には、2価以上の有機基となり得る。
In the above chemical formula (1-1) and chemical formula (1-2), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or an organic group, but at least one of R 1 and R 2 is an organic group. is there. Further, NHR 1 R 2 is a base, but R 1 and R 2 are each preferably an organic group not containing an amino group. If an amino group is contained in R 1 and R 2 , the base generator itself becomes a basic substance, which accelerates the reaction of the polymer precursor, resulting in a solubility contrast between the exposed and unexposed areas. There is a risk of the difference becoming smaller. However, when there is a difference in basicity between the electromagnetic wave irradiation and the base generated after heating, such as when an amino group is bonded to the aromatic ring present in the organic group of R 1 and R 2. May be used even if the organic group of R 1 and R 2 contains an amino group.
Examples of the organic group include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and a saturated or unsaturated halogenated alkyl group. These organic groups may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a hetero atom in the organic group, and these may be linear, branched or cyclic.
The organic group is preferably a linear, branched or cyclic hydrocarbon group which may contain a substituent, may contain an unsaturated bond, and may contain a heteroatom bond.
The organic group in R 1 and R 2 is usually a monovalent organic group, but in the case of forming a cyclic structure described later, the generated NHR 1 R 2 is an NH group capable of forming an amide bond such as diamine. In the case of a basic substance having two or more, it can be a divalent or higher organic group.
また、R1及びR2は、それらが結合して環状構造になっていても良い。
環状構造は、飽和又は不飽和の脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環、並びに当該脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環よりなる群から選ばれる2種以上が組み合されてなる構造であっても良い。
R 1 and R 2 may be bonded to form a cyclic structure.
The cyclic structure is a combination of two or more selected from the group consisting of saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings, and the alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings. The structure which becomes may be sufficient.
前記R1及びR2の有機基中の炭化水素基以外の結合としては、本発明の効果が損なわれない限り、特に限定されず、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−、ここでRは水素原子又は有機基)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合、アゾ結合等が挙げられる。耐熱性の点から、有機基中の炭化水素基以外の結合としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−:ここでRは水素原子又は有機基)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合が好ましい。 The bond other than the hydrocarbon group in the organic group of R 1 and R 2 is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and is an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester bond. Amide bond, urethane bond, imino bond (-N = C (-R)-, -C (= NR)-, where R is a hydrogen atom or an organic group), carbonate bond, sulfonyl bond, sulfinyl bond, azo bond Etc. From the viewpoint of heat resistance, the bond other than the hydrocarbon group in the organic group includes an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an imino bond (—N═C (— R)-, -C (= NR)-: where R is a hydrogen atom or an organic group), a carbonate bond, a sulfonyl bond, and a sulfinyl bond.
前記R1及びR2の有機基中の炭化水素基以外の置換基、すなわち、有機基に包含される置換基において炭化水素基とは異なる置換基、及び炭化水素基に置換されていても良い置換基としては、本発明の効果が損なわれない限り、特に限定されず、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、シリル基、シラノール基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシル基、カルボキシラート基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、ヒドロキシイミノ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基、アミノ基(−NH2, −NHR, −NRR’:ここで、R及びR’はそれぞれ独立に炭化水素基)等が挙げられる。上記置換基に含まれる水素原子は、炭化水素基によって置換されていても良い。また、上記置換基に含まれる炭化水素基は、直鎖、分岐、及び環状のいずれでも良い。
前記R1及びR2の有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、シリル基、シラノール基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシル基、カルボキシラート基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、ヒドロキシイミノ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基が好ましい。
Substituents other than the hydrocarbon group in the organic group of R 1 and R 2 , that is, substituents included in the organic group, which are different from the hydrocarbon group, and may be substituted with a hydrocarbon group. The substituent is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and is not limited to a halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, sulfide group, cyano group, isocyano group, cyanato group, isocyanato group, thiocyanato group, isothiocyanato group, silyl Group, silanol group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, thiocarbamoyl group, nitro group, nitroso group, carboxyl group, carboxylate group, acyl group, acyloxy group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, Phosphono group, phosphonato group, hydroxyimino group, saturated or unsaturated alkyl -Tel group, saturated or unsaturated alkyl thioether group, aryl ether group, aryl thioether group, amino group (-NH2, -NHR, -NRR ': where R and R' are each independently a hydrocarbon group), etc. Can be mentioned. The hydrogen atom contained in the substituent may be substituted with a hydrocarbon group. Further, the hydrocarbon group contained in the substituent may be any of linear, branched, and cyclic.
Examples of the substituent other than the hydrocarbon group in the organic group of R 1 and R 2 include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a cyano group, an isocyano group, a cyanato group, an isocyanato group, a thiocyanato group, an isothiocyanato group, Silyl group, silanol group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, thiocarbamoyl group, nitro group, nitroso group, carboxyl group, carboxylate group, acyl group, acyloxy group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group A phosphono group, a phosphonato group, a hydroxyimino group, a saturated or unsaturated alkyl ether group, a saturated or unsaturated alkyl thioether group, an aryl ether group, and an aryl thioether group.
生成する塩基性物質はNHR1R2であるため、1級アミン、2級アミン、又は複素環式化合物が挙げられる。またアミンには、それぞれ、脂肪族アミン及び芳香族アミンがある。なお、ここでの複素環式化合物は、NHR1R2が環状構造を有し且つ芳香族性を有しているものをいう。芳香族複素環式化合物ではない、非芳香族複素環式化合物は、ここでは脂環式アミンとして脂肪族アミンに含まれる。 Since the basic substance to be generated is NHR 1 R 2 , a primary amine, a secondary amine, or a heterocyclic compound is exemplified. The amine includes an aliphatic amine and an aromatic amine, respectively. In addition, the heterocyclic compound here means that NHR 1 R 2 has a cyclic structure and has aromaticity. Non-aromatic heterocyclic compounds that are not aromatic heterocyclic compounds are included here in aliphatic amines as alicyclic amines.
更に、生成するNHR1R2は、アミド結合を形成可能なNH基を1つだけ有するモノアミン等の塩基性物質だけでなく、ジアミン、トリアミン、テトラアミン等のアミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有する塩基性物質であってもよい。生成するNHR1R2がNH基を2つ以上有する塩基性物質の場合、例えば前記式(1−1)のR1及び/又はR2の1つ以上の末端に、アミド結合を形成可能なNH基を有する塩基を電磁波の照射と加熱により発生するような光潜在性部位が更に結合している構造が挙げられる。上記光潜在性部位としては、前記式(1−1)のR1及び/又はR2の1つ以上の末端に、式(1−1)のR1及び/又はR2を除いた残基が更に結合している構造が挙げられる。 Further, the NHR 1 R 2 to be produced is not only a basic substance such as a monoamine having only one NH group capable of forming an amide bond, but also 2 NH groups capable of forming an amide bond such as diamine, triamine and tetraamine. It may be a basic substance having two or more. In the case where the generated NHR 1 R 2 is a basic substance having two or more NH groups, for example, an amide bond can be formed at one or more terminals of R 1 and / or R 2 in the formula (1-1). Examples include a structure in which a photolatent moiety that generates a base having an NH group by irradiation with electromagnetic waves and heating is further bonded. As the photolatent site, to one or more ends of the R 1 and / or R 2 in the formula (1-1), except for R 1 and / or R 2 of formula (1-1) residues Are further bonded to each other.
脂肪族1級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、イソアミルアミン、tert−ペンチルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、シクロヘプタンアミン、オクチルアミン、2−オクタンアミン、2,4,4−トリメチルペンタン−2−アミン、シクロオクチルアミン等が挙げられる。 Aliphatic primary amines include methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, isoamylamine, tert-pentylamine, cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine , Heptylamine, cycloheptaneamine, octylamine, 2-octaneamine, 2,4,4-trimethylpentan-2-amine, cyclooctylamine and the like.
芳香族1級アミンとしては、アニリン、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、及び4−アミノフェノール等が挙げられる。 Examples of the aromatic primary amine include aniline, 2-aminophenol, 3-aminophenol, and 4-aminophenol.
脂肪族2級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルメチルアミン、アジリジン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、アゼパン、アゾカン、メチルアジリジン、ジメチルアジリジン、メチルアゼチジン、ジメチルアゼチジン、トリメチルアゼチジン、メチルピロリジン、ジメチルピロリジン、トリメチルピロリジン、テトラメチルピロリジン、メチルピペリジン、ジメチルピペリジン、トリメチルピペリジン、テトラメチルピペリジン、ペンタメチルピペリジン等が挙げられ、中でも脂環式アミンが好ましい。 Aliphatic secondary amines include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, ethylmethylamine, aziridine, azetidine, pyrrolidine, piperidine, azepan, azocan, methylaziridine, dimethylaziridine, methylazetidine, dimethyl Examples thereof include azetidine, trimethylazetidine, methylpyrrolidine, dimethylpyrrolidine, trimethylpyrrolidine, tetramethylpyrrolidine, methylpiperidine, dimethylpiperidine, trimethylpiperidine, tetramethylpiperidine, pentamethylpiperidine and the like, among which alicyclic amine is preferable.
芳香族2級アミンとしては、メチルアニリン、ジフェニルアミン、及びN−フェニル−1−ナフチルアミンが挙げられる。また、アミド結合を形成可能なNH基を有する芳香族複素環式化合物としては、塩基性の点から分子内にイミノ結合(−N=C(−R)−、−C(=NR)−、ここでRは水素原子又は有機基)を有することが好ましく、イミダゾール、プリン、トリアゾール、及びこれらの誘導体等が挙げられる。 Aromatic secondary amines include methylaniline, diphenylamine, and N-phenyl-1-naphthylamine. In addition, as an aromatic heterocyclic compound having an NH group capable of forming an amide bond, an imino bond (—N═C (—R) —, —C (═NR) —, Here, R preferably has a hydrogen atom or an organic group), and examples thereof include imidazole, purine, triazole, and derivatives thereof.
ジアミン以上のアミンとしてはエチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン等の直鎖状脂肪族アルキレンジアミン;1−ブチル−1,2−エタンジアミン、1,1−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1−エチル−1,4−ブタンジアミン、1,2−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1,3−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、1,4−ジメチル−1,4−ブタンジアミン、2,3−ジメチル−1,4−ブタンジアミン等の分岐状脂肪族アルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の一般式NH2(CH2CH2NH)nHで示されるポリエチレンアミン類;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン、メンセンジアミン等の脂環式ジアミン;p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族ジアミン;ベンゼントリアミン、メラミン、2,4,6−トリアミノピリミジン等のトリアミン;2,4,5,6−テトラアミノピリミジン等のテトラアミンを挙げることができる。 As amines higher than diamine, ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine, Linear aliphatic alkylenediamines such as 1,9-nonanediamine and 1,10-decanediamine; 1-butyl-1,2-ethanediamine, 1,1-dimethyl-1,4-butanediamine, 1-ethyl- 1,4-butanediamine, 1,2-dimethyl-1,4-butanediamine, 1,3-dimethyl-1,4-butanediamine, 1,4-dimethyl-1,4-butanediamine, 2,3- Branched aliphatic alkylenediamine such as dimethyl-1,4-butanediamine; diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentami Polyethylene amines represented by the general formula NH 2 (CH 2 CH 2 NH ) n H and the like; cyclohexane diamine, methylcyclohexane diamine, isophorone diamine, norbornane dimethylamine, tricyclodecane dimethylamine, alicyclic such as menthenediamine Diamine; aromatic diamine such as p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone; benzenetriamine, melamine, 2,4, Examples include triamines such as 6-triaminopyrimidine; tetraamines such as 2,4,5,6-tetraaminopyrimidine.
R1及びR2の位置に導入される置換基によって、生成する塩基性物質の熱物性や塩基性度が異なる。
高分子前駆体から最終生成物への反応に対する反応開始温度を低下させる等の触媒作用は、塩基性の大きい塩基性物質の方が触媒としての効果が大きく、より少量の添加で、より低い温度での最終生成物への反応が可能となる。一般に1級アミンよりは2級アミンの方が塩基性は高く、その触媒効果が大きい。
また、芳香族アミンよりも脂肪族アミンの方が、塩基性が強いため好ましい。
Depending on the substituents introduced at the positions of R 1 and R 2 , the thermophysical properties and basicity of the basic substance to be generated are different.
Catalytic action, such as lowering the reaction start temperature for the reaction from the polymer precursor to the final product, is more effective as a catalyst with a basic substance having a higher basicity, and a lower temperature with a smaller amount of addition. Reaction to the final product is possible. In general, secondary amines have higher basicity than primary amines, and their catalytic effect is greater.
In addition, aliphatic amines are preferred over aromatic amines because they are more basic.
また、本発明で発生する塩基が、2級アミン及び/又は複素環式化合物である場合には、塩基発生剤としての感度が高くなる点から好ましい。これは、2級アミンや複素環式化合物を用いることで、アミド結合部位の活性水素がなくなり、このことにより、電子密度が変化し、異性化の感度が向上するからではないかと推定される。 Further, when the base generated in the present invention is a secondary amine and / or a heterocyclic compound, it is preferable from the viewpoint of increasing the sensitivity as a base generator. It is presumed that this is because the use of a secondary amine or a heterocyclic compound eliminates active hydrogen at the amide bond site, thereby changing the electron density and improving the sensitivity of isomerization.
また、脱離する塩基の熱物性、及び塩基性度の点から、R1及びR2の有機基は、それぞれ独立に炭素数1〜20が好ましく、更に炭素数1〜12が好ましく、特に炭素数1〜8であることが好ましい。 Further, from the viewpoint of the thermophysical properties of the leaving base and the basicity, the organic groups of R 1 and R 2 each independently preferably have 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and particularly carbon. It is preferable that it is number 1-8.
また、化学式(1−1)において、R3及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、又は有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R3及びR4は、ブロック化共有結合形成基を有していても良い。
R3及びR4としては、高感度を達成しやすい点から、いずれも水素原子であることが好ましい。
In the chemical formula (1-1), R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, sulfide group, silyl group, silanol group, nitro group, nitroso group, sulfino group, A sulfo group, a sulfonate group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphono group, a phosphonate group, or an organic group, which may be the same or different. R 3 and R 4 may have a blocked covalent bond forming group.
R 3 and R 4 are each preferably a hydrogen atom from the viewpoint of easily achieving high sensitivity.
本発明において、特に化学式(1−1)中のR3及びR4のうち少なくとも1つが、水素原子ではなく、上記特定の官能基である場合には、R3及びR4の両方共が水素原子の場合と比べて、本発明の塩基発生剤は、有機溶剤に対する溶解性を更に向上させたり、高分子前駆体との親和性を向上させることが可能である。例えば、R3及びR4のうち少なくとも1つが、アルキル基やアリール基等の有機基である場合、有機溶剤に対する溶解性が向上する。また、例えばR3及びR4のうち少なくとも1つがフッ素等のハロゲン原子である場合、フッ素等のハロゲン原子を含有する高分子前駆体との親和性が向上する。また、例えばR3及びR4のうち少なくとも1つがシリル基やシラノール基を有する場合、ポリシロキサン前駆体との親和性が向上する。このように、R3及び/又はR4を所望の有機溶剤や高分子前駆体に合わせて適宜置換基を導入することにより、所望の有機溶剤に対する溶解性や、所望の高分子前駆体との親和性を向上することが可能である。 In the present invention, in particular, when at least one of R 3 and R 4 in the chemical formula (1-1) is not a hydrogen atom but the specific functional group, both R 3 and R 4 are hydrogen. Compared to the case of atoms, the base generator of the present invention can further improve the solubility in an organic solvent and improve the affinity with a polymer precursor. For example, when at least one of R 3 and R 4 is an organic group such as an alkyl group or an aryl group, the solubility in an organic solvent is improved. For example, when at least one of R 3 and R 4 is a halogen atom such as fluorine, the affinity with a polymer precursor containing a halogen atom such as fluorine is improved. For example, when at least one of R 3 and R 4 has a silyl group or a silanol group, the affinity with the polysiloxane precursor is improved. As described above, R 3 and / or R 4 are combined with a desired organic solvent or polymer precursor, and a substituent is appropriately introduced, so that the solubility in the desired organic solvent and the desired polymer precursor can be reduced. It is possible to improve the affinity.
ハロゲン原子、有機基としては、本発明の効果が損なわれない限り、特に制限がなく、後述するR5〜R8、R11〜R15に挙げたものと同様のものを用いることができる。
R3及びR4における有機基は、通常、1価の有機基である。
The halogen atom and the organic group are not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and those similar to those listed for R 5 to R 8 and R 11 to R 15 described later can be used.
The organic group in R 3 and R 4 is usually a monovalent organic group.
R3及びR4が、置換基を有する場合には少なくとも一方が、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜20のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数4〜23のシクロアルキル基;シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の炭素数4〜23のシクロアルケニル基;フェノキシメチル基、2−フェノキシエチル基、4−フェノキシブチル基等の炭素数7〜26のアリールオキシアルキル基(−ROAr基);ベンジル基、3−フェニルプロピル基等の炭素数7〜20のアラルキル基;シアノメチル基、β−シアノエチル基等のシアノ基をもつ炭素数2〜21のアルキル基;ヒドロキシメチル基等の水酸基をもつ炭素数1〜20のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜20のアルコキシ基、アセトアミド基、ベンゼンスルホナミド基(C6H5SO2NH2−)等の炭素数2〜21のアミド基、メチルチオ基、エチルチオ基等の炭素数1〜20のアルキルチオ基(−SR基)、アセチル基、ベンゾイル基等の炭素数1〜20のアシル基、メトキシカルボニル基、アセトキシ基等の炭素数2〜21のエステル基(−COOR基及び−OCOR基)、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、トリル基等の炭素数6〜20のアリール基、電子供与性基及び/又は電子吸引性基が置換した炭素数6〜20のアリール基、電子供与性基及び/又は電子吸引性基が置換したベンジル基、シアノ基、及びメチルチオ基(−SCH3)であることが好ましい。また、上記のアルキル部分は直鎖でも分岐状でも環状でも良い。 When R 3 and R 4 have a substituent, at least one of them is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group; a C 4 to 23 carbon atom such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group. A cycloalkyl group; a cycloalkenyl group having 4 to 23 carbon atoms such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group; an aryloxyalkyl group having 7 to 26 carbon atoms such as a phenoxymethyl group, a 2-phenoxyethyl group and a 4-phenoxybutyl group (-ROAr group); Aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms such as benzyl group and 3-phenylpropyl group; Alkyl group having 2 to 21 carbon atoms having cyano group such as cyanomethyl group and β-cyanoethyl group; Hydroxymethyl group An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having a hydroxyl group such as an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms such as a methoxy group or an ethoxy group, Toamido group, benzenesulfonyl cyanamide group (C 6 H 5 SO 2 NH 2 -) amide group having a carbon number of 2 to 21, such as a methylthio group, an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms such as an ethylthio group (-SR group) , An acyl group having 1 to 20 carbon atoms such as acetyl group and benzoyl group, an ester group having 2 to 21 carbon atoms such as methoxycarbonyl group and acetoxy group (-COOR group and -OCOR group), phenyl group, naphthyl group, biphenyl An aryl group having 6 to 20 carbon atoms such as a group or tolyl group, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted by an electron donating group and / or an electron withdrawing group, an electron donating group and / or an electron withdrawing group. A substituted benzyl group, a cyano group, and a methylthio group (—SCH 3 ) are preferred. The alkyl moiety may be linear, branched or cyclic.
また、化学式(1−2)において、R10及びR10’はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、ニトロ基、シリル基、シラノール基、又は有機基であるが、当該有機基としては、後述するR5〜R8、R11〜R15に挙げたものと同様のものを用いることができる。 In the chemical formula (1-2), R 10 and R 10 ′ are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a nitro group, a silyl group, a silanol group, or an organic group. For example, the same as those mentioned in R 5 to R 8 and R 11 to R 15 described later can be used.
また、上記化学式(1−1)のR5〜R8、並びに、上記化学式(1−2)のR11〜R15は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基又は有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R5〜R8及びR11〜R15は、それぞれ、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。上記化学式(1−1)においては、R5〜R8の少なくとも1つが、ブロック化共有結合形成基を有することが好ましい。 R 5 to R 8 in the chemical formula (1-1) and R 11 to R 15 in the chemical formula (1-2) are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, or a sulfide group. Silyl group, silanol group, nitro group, nitroso group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonato group, amino group, ammonio group or organic group, It may be different. Two or more of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 may be bonded to each other to form a cyclic structure, or may include a hetero atom bond. In the chemical formula (1-1), it is preferable that at least one of R 5 to R 8 has a blocked covalent bond forming group.
上記化学式(1−1)のR5〜R8、並びに、上記化学式(1−2)のR11〜R15には、置換基を1つ以上導入することが好ましい。特に上記化学式(1−1)で表される塩基発生剤の場合、カルボニル結合のα位およびβ位に位置するα炭素−β炭素間の二重結合がトランス体からシス体への異性化反応を効率よく進める要因としてはいくつかあり、例えば上記炭素−炭素二重結合周囲の立体障害の大きさ、上記炭素−炭素二重結合周囲に広がる共役鎖の電子状態等が挙げられるが、置換基R5〜R8に、上記のような置換基を少なくとも1つ導入することにより、上記炭素−炭素二重結合周囲の共役鎖が拡張し、塩基発生の感度を向上することができる。また、R5〜R8及びR11〜R15において、上記のような置換基を少なくとも1つ導入することにより、吸収する光の波長を調整することが可能であり、置換基を導入することで所望の波長を吸収させるようにすることもできる。芳香族環の共役鎖を伸ばすような置換基を導入することにより、吸収波長を長波長にシフトすることができる。また、溶解性や組み合わせる高分子前駆体との相溶性が向上するようにすることもできる。これにより、組み合わせる高分子前駆体の吸収波長も考慮しながら、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。
上記化学式(1−1)のR5〜R8、並びに、上記化学式(1−2)のR11〜R15が、ブロック化共有結合形成基を有することにより、これらの目的を十分に達成できる場合もあるが、その他にも適宜置換基を有しても良い。
It is preferable to introduce one or more substituents into R 5 to R 8 in the chemical formula (1-1) and R 11 to R 15 in the chemical formula (1-2). In particular, in the case of the base generator represented by the above chemical formula (1-1), the double bond between the α carbon and β carbon located at the α-position and β-position of the carbonyl bond is an isomerization reaction from a trans isomer to a cis isomer. There are several factors that promote the efficiency of the reaction, for example, the size of the steric hindrance around the carbon-carbon double bond, the electronic state of the conjugated chain extending around the carbon-carbon double bond, and the like. By introducing at least one substituent as described above into R 5 to R 8 , the conjugated chain around the carbon-carbon double bond is expanded, and the base generation sensitivity can be improved. In R 5 to R 8 and R 11 to R 15 , the wavelength of light to be absorbed can be adjusted by introducing at least one substituent as described above, and the substituent is introduced. It is also possible to absorb the desired wavelength. The absorption wavelength can be shifted to a longer wavelength by introducing a substituent that extends the conjugated chain of the aromatic ring. It is also possible to improve the solubility and compatibility with the polymer precursor to be combined. Thereby, it is possible to improve the sensitivity of the photosensitive resin composition in consideration of the absorption wavelength of the polymer precursor to be combined.
When R 5 to R 8 in the chemical formula (1-1) and R 11 to R 15 in the chemical formula (1-2) have a blocked covalent bond forming group, these objects can be sufficiently achieved. In some cases, it may have other substituents as appropriate.
所望の波長に対して吸収波長をシフトさせる為に、どのような置換基を導入したら良いかという指針として、Interpretation of the Ultraviolet Spectra of Natural Products(A.I.Scott 1964)や、有機化合物のスペクトルによる同定法第5版(R.M.Silverstein 1993)に記載の表を参考にすることができる。これらを参考とすることで、化合物の極大吸収波長がどの程度長波長化するかの目安を知ることができる。 As a guideline of what substituents should be introduced to shift the absorption wavelength with respect to a desired wavelength, the Interspection of the Ultraviolet Products (AI Scott 1964) and the spectrum of organic compounds The table described in the identification method 5th edition (RM Silverstein 1993) can be referred to. By referring to these, it is possible to know a measure of how long the maximum absorption wavelength of the compound is increased.
上記化学式(1−2)のR11又はR15は、ニトロ基であることが、上記化学式(1−2)で表される塩基発生剤の感度が向上する点から好ましい。 R 11 or R 15 in the chemical formula (1-2) is preferably a nitro group from the viewpoint of improving the sensitivity of the base generator represented by the chemical formula (1-2).
R5〜R8及びR11〜R15において、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素などが挙げられる。
R5〜R8及びR11〜R15において、有機基としては、例えば、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及び飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。これらの有機基は、当該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、これらは、直鎖状でも分岐状でも環状でも良い。R5〜R8及びR11〜R15の有機基中の炭化水素基以外の結合としては、前記R1及びR2の炭化水素基以外の結合と同様のものを用いることができる。また、R5〜R8及びR11〜R15の有機基は、炭化水素基以外の結合を介してベンゼン環に結合してもよい。また、R5〜R8及びR11〜R15の有機基において炭化水素基以外の置換基(有機基に包含される置換基において炭化水素基とは異なる置換基、及び炭化水素基に置換されていても良い置換基)としては、前記R1及びR2の炭化水素基以外の置換基と同様のものを用いることができる。
有機基としては、本発明の効果が損なわれない限り、特に制限がなく、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及び飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、カルボキシル基、カルボキシラート基、アシル基、アシルオキシ基、ヒドロキシイミノ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基等が挙げられる。
R5〜R8及びR11〜R15における有機基は、通常、1価の有機基であるが、後述する環状構造を形成する場合等には、2価以上の有機基となり得る。
In R 5 to R 8 and R 11 to R 15 , examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and the like.
In R 5 to R 8 and R 11 to R 15 , examples of the organic group include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and a saturated or unsaturated halogenated alkyl group. Etc. These organic groups may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a hetero atom in the organic group, and these may be linear, branched or cyclic. As the bond other than the hydrocarbon group in the organic groups of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 , the same bond as the bond other than the hydrocarbon group of R 1 and R 2 can be used. The organic group of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 may be bonded to the benzene ring via a bond other than a hydrocarbon group. Further, in the organic groups of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 , substituents other than hydrocarbon groups (substituents included in the organic groups are substituted with substituents different from hydrocarbon groups, and hydrocarbon groups). As the substituent which may be present, the same substituents as those other than the hydrocarbon groups of R 1 and R 2 can be used.
The organic group is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and is a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and a saturated or unsaturated halogenated alkyl group. , Cyano group, isocyano group, cyanato group, isocyanato group, thiocyanato group, isothiocyanato group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, thiocarbamoyl group, carboxyl group, carboxylate group, acyl group, acyloxy group, hydroxyimino group, saturated or unsaturated Examples thereof include a saturated alkyl ether group, a saturated or unsaturated alkyl thioether group, an aryl ether group, and an aryl thioether group.
The organic group in R 5 to R 8 and R 11 to R 15 is usually a monovalent organic group, but may form a divalent or higher organic group when forming a cyclic structure to be described later.
また、R5〜R8及びR11〜R15は、それらのうち2つ以上が結合して環状構造になっていても良い。
環状構造は、飽和又は不飽和の脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環、並びに当該脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環よりなる群から選ばれる2種以上が組み合されてなる構造であっても良い。例えば、R5〜R8及びR11〜R15のそれぞれは、それらの2つ以上が結合して、R5〜R8及びR11〜R15のそれぞれが結合しているベンゼン環の原子を共有してナフタレン、アントラセン、フェナントレン、インデン等の縮合環を形成していても良い。
Two or more of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 may be bonded to form a cyclic structure.
The cyclic structure is a combination of two or more selected from the group consisting of saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings, and the alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings. The structure which becomes may be sufficient. For example, each of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 is bonded to two or more of them, and an atom of a benzene ring to which each of R 5 to R 8 and R 11 to R 15 is bonded. It may be shared to form a condensed ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene or indene.
R5〜R8又はR11〜R15としては、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜20のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数4〜23のシクロアルキル基;シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の炭素数4〜23のシクロアルケニル基;フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、トリル基等の炭素数6〜20のアリール基;ベンジル基、3−フェニルプロピル基等の炭素数7〜20のアラルキル基;フェノキシメチル基、2−フェノキシエチル基、4−フェノキシブチル基等の炭素数7〜26のアリールオキシアルキル基(−ROAr基);シアノメチル基、β−シアノエチル基等のシアノ基をもつ炭素数2〜21のアルキル基;ヒドロキシメチル基等の水酸基をもつ炭素数1〜20のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、ベンジルオキシ基、等の炭素数1〜20のアリール基で置換されていても良いアルキルエーテル基;フェノキシ基、ナフチルオキシ基等のアリールエーテル基、;メチルチオ基、エチルチオ基等の炭素数1〜20のアルキルチオ基(−SR基);ベンジルチオ基、ナフチルチオ基等のアリールチオエーテル基;アセトアミド基、ベンゼンスルホナミド基(C6H5SO2NH2−)等の炭素数2〜21のアミド基;アセチル基、ベンゾイル基等の炭素数1〜20のアシル基;チオアシル基;アセチルチオ基、ベンゾイルチオ基等のアシルチオ基;メトキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンジルオキシカルボニル基等の炭素数2〜21のエステル基(−COOR基及び−OCOR基)、及び、電子供与性基及び/又は電子吸引性基が置換した炭素数6〜20のアリール基、電子供与性基及び/又は電子吸引性基が置換したベンジル基、シアノ基;カルバモイル基;カルバモイルオキシ基;シアノオキシ基(シアナト基);シアノチオ基(チオシアナト基);ホルミル基であることが好ましい。また、上記のアルキル部分は直鎖でも分岐状でも環状でも良い。
また、R5〜R8又はR11〜R15としては、それらの2つ以上が結合して、R5〜R8又はR11〜R15が結合しているベンゼン環の原子を共有してナフタレン、アントラセン、フェナントレン、インデン等の縮合環を形成している場合も、吸収波長が長波長化する点から好ましい。
R 5 to R 8 or R 11 to R 15 are hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, sulfide group, silyl group, silanol group, nitro group, nitroso group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino Group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonato group, amino group, ammonio group, methyl group, ethyl group, propyl group and other alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms; cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like having 4 to 23 carbon atoms An alkyl group; a cycloalkenyl group having 4 to 23 carbon atoms such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, and a tolyl group; An aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms such as a sulfur group; a phenoxymethyl group, a 2-phenoxyethyl group Aryloxyalkyl groups having 7 to 26 carbon atoms such as 4-phenoxybutyl group (-ROAr group); alkyl groups having 2 to 21 carbon atoms having a cyano group such as cyanomethyl group and β-cyanoethyl group; An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having a hydroxyl group; an alkyl ether group optionally substituted with an aryl group having 1 to 20 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, and a benzyloxy group; a phenoxy group and a naphthyloxy group An arylthio group such as a methylthio group or an ethylthio group (an —SR group); an arylthioether group such as a benzylthio group or a naphthylthio group; an acetamide group or a benzenesulfonamide group (C 6 H - 5 SO 2 NH 2) amide group having a carbon number of 2 to 21 such as, acetyl groups, a 1 to 20 carbon atoms such as a benzoyl group Thioacyl group; acylthio group such as acetylthio group and benzoylthio group; ester group having 2 to 21 carbon atoms such as methoxycarbonyl group, acetoxy group and benzyloxycarbonyl group (—COOR group and —OCOR group), and A C6-C20 aryl group substituted with an electron-donating group and / or an electron-withdrawing group, a benzyl group substituted with an electron-donating group and / or an electron-withdrawing group, a cyano group; a carbamoyl group; a carbamoyloxy group; A cyanooxy group (cyanato group); a cyanothio group (thiocyanato group); and a formyl group are preferable. The alkyl moiety may be linear, branched or cyclic.
As the R 5 to R 8 or R 11 to R 15, and two or more of them are combined, share the atoms of the benzene ring of R 5 to R 8 or R 11 to R 15 are bonded A condensed ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, and indene is also preferable from the viewpoint of increasing the absorption wavelength.
また、式(1−1)においてR9は、水素原子、或いは、加熱及び/又は電磁波の照射により脱保護可能な保護基である。ここで、“脱保護可能な”とは、−OR9から−OHに変化する可能性があることを表す。R9が水素原子の場合には、本発明に係る塩基発生剤は、環化することで、フェノール性水酸基を消失し、溶解性が変化し、塩基性水溶液等の場合には溶解性が低下する。これにより、後述する本発明に係る感光性樹脂組成物に含まれる高分子前駆体がポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体である場合、当該前駆体の最終生成物への反応による溶解性の低下を更に補助する機能を有し、露光部と未露光部の溶解性コントラストを大きくすることが可能となる。 In Formula (1-1), R 9 is a hydrogen atom or a protecting group that can be deprotected by heating and / or irradiation with electromagnetic waves. Here, “deprotectable” means that there is a possibility of changing from —OR 9 to —OH. When R 9 is a hydrogen atom, the base generator according to the present invention loses the phenolic hydroxyl group by cyclization to change the solubility, and in the case of a basic aqueous solution, the solubility decreases. To do. Thereby, when the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition according to the present invention, which will be described later, is a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, the solubility decreases due to the reaction of the precursor to the final product. It is possible to increase the solubility contrast between the exposed area and the unexposed area.
また、R9が加熱及び/又は電磁波の照射により脱保護可能な保護基である場合、加熱及び/又は電磁波の照射により脱保護されて、水酸基を生成する。加熱及び/又は電磁波の照射により脱保護可能な保護基でフェノール性水酸基を保護することにより、当該保護基を適宜選択することによって、組み合わせる化合物、例えば高分子前駆体との相溶性が向上し、組み合わせ可能な化合物の範囲が増える。例えば、フェノール性水酸基と共存することが好ましくない高分子前駆体に対しても、樹脂組成物中に共存させて用いることが可能になる。R9は、本発明で用いられる塩基発生剤において式(1−1)中に存在するアミド基が分解しない条件下で、加熱及び/又は電磁波の照射により脱保護可能なフェノール性水酸基の保護基であれば、特に限定されず用いることができる。例えば、アミド結合は、三臭化ホウ素や三塩化アルミニウム等の強ルイス酸や硫酸、塩酸、硝酸等の強酸等が存在する強酸性下における加熱や、水酸化ナトリウム等の強塩基が存在する強塩基性下における加熱により分解する。従って、このような強酸性又は強塩基性条件下での加熱でしか脱保護されない保護基は、本発明の塩基発生剤に用いられる保護基としては不適切である。R9は、溶解性や相溶性の向上或いは合成時の反応性の変化などを目的として、当該塩基発生剤と組み合わせて用いられる化合物の種類や、塩基発生剤の適用方法や合成方法により適宜選択されるものである。 In addition, when R 9 is a protective group that can be deprotected by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, it is deprotected by heating and / or irradiation with electromagnetic waves to generate a hydroxyl group. By protecting the phenolic hydroxyl group with a protecting group that can be deprotected by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, the compatibility with the compound to be combined, for example, a polymer precursor is improved by appropriately selecting the protecting group, The range of compounds that can be combined is increased. For example, a polymer precursor that is not preferably coexisting with a phenolic hydroxyl group can be used in the resin composition. R 9 is a protecting group for a phenolic hydroxyl group that can be deprotected by heating and / or irradiation with electromagnetic waves under conditions where the amide group present in formula (1-1) does not decompose in the base generator used in the present invention. If it is, it will not be specifically limited but can be used. For example, an amide bond is a strong acid such as boron tribromide or aluminum trichloride, a strong Lewis acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid, or a strong base such as sodium hydroxide. Decomposes on heating under basic conditions. Accordingly, such a protecting group that can be deprotected only by heating under strongly acidic or strongly basic conditions is inappropriate as a protecting group used in the base generator of the present invention. R 9 is selected as appropriate depending on the type of compound used in combination with the base generator, the application method of the base generator, and the synthesis method for the purpose of improving solubility and compatibility or changing the reactivity during synthesis. It is what is done.
R9としては、シリル基、シラノール基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、又は有機基から選択することができる。R9における有機基は、通常、1価の有機基である。 R 9 can be selected from a silyl group, a silanol group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphono group, or an organic group. The organic group in R 9 is usually a monovalent organic group.
R9としては、上記式(2−1)〜下記式(2−6)で表わされる有機基よりなる群から選択される1種以上であることが、式(1−1)中に存在するアミド基が分解しない条件下で、加熱及び/又は電磁波の照射により脱保護可能な点から好ましい。 R 9 is present in the formula (1-1) to be one or more selected from the group consisting of organic groups represented by the above formula (2-1) to the following formula (2-6). It is preferable from the viewpoint that it can be deprotected by heating and / or irradiation with electromagnetic waves under conditions where the amide group does not decompose.
上記化学式(1−1)で表される構造は、幾何異性体が存在するが、トランス体のみを用いることが好ましい。しかし、合成および精製工程および保管時などにおいて幾何異性体であるシス体が混ざる可能性もあり、この場合トランス体とシス体の混合物を用いても良いが、溶解性コントラストを高められる点から、シス体の割合が10%未満であることが好ましい。 The structure represented by the chemical formula (1-1) has a geometric isomer, but it is preferable to use only the trans isomer. However, cis isomers that are geometric isomers may be mixed during synthesis and purification steps and storage, and in this case, a mixture of trans isomer and cis isomer may be used. It is preferable that the ratio of cis-isomer is less than 10%.
上記化学式(1−3)中、R17は、有機基で置換されたアミノ基又は有機基である。R17が、有機基である場合、R5〜R8、R11〜R15に挙げたものと同様のものを用いることができる。
上記化学式(1−3)のR17が、有機基で置換されたアミノ基である場合、下記式(1−3’)で表されるカルバモイルオキシム構造を有し、上述のように、アミン及びヒドラジンを発生し得る。
In the chemical formula (1-3), R 17 is an amino group or an organic group substituted with an organic group. In the case where R 17 is an organic group, the same as those listed for R 5 to R 8 and R 11 to R 15 can be used.
When R 17 in the chemical formula (1-3) is an amino group substituted with an organic group, it has a carbamoyloxime structure represented by the following formula (1-3 ′). Can generate hydrazine.
上記化学式(1−3)及び式(1−3’)中、R18及びR19の少なくとも1つはヘテロ原子を有していても良い芳香族化合物であることが特徴的である。R18及びR19の少なくとも1つに芳香族化合物が置換している状態とは、R18及びR19が結合している炭素に芳香族化合物が直接共有結合で結合している状態のことを言う。なお、ここでの芳香族化合物は、環状不飽和有機化合物をいい、芳香族炭化水素と芳香族複素環式化合物が含まれる。芳香族化合物としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、フルオレン基、アントラニル基、フェナントレニル基、ピレニル基等の芳香族炭化水素基の他、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、(チオ)キサンテニル基、(チオ)キサントニル基、クマリル基、アントラキノリル基等の複素芳香族化合物等が挙げられるが特に限定されない。これらが有していても良い置換基としては、上述したR5〜R8及びR11〜R15と同様であって良い。R18及びR19の一方が、芳香族化合物以外の有機基である場合も、上述したR5〜R8及びR11〜R15と同様であって良い。 In the above chemical formulas (1-3) and (1-3 ′), at least one of R 18 and R 19 is an aromatic compound which may have a hetero atom. The state in which at least one of R 18 and R 19 is substituted with an aromatic compound refers to a state in which the aromatic compound is directly covalently bonded to the carbon to which R 18 and R 19 are bonded. To tell. Here, the aromatic compound refers to a cyclic unsaturated organic compound, and includes aromatic hydrocarbons and aromatic heterocyclic compounds. Examples of the aromatic compound include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a naphthyl group, a fluorene group, an anthranyl group, a phenanthrenyl group, and a pyrenyl group, as well as a furanyl group, a thiophenyl group, and a pyrrolyl group. And heteroaromatic compounds such as (thio) xanthenyl group, (thio) xanthonyl group, coumaryl group, anthraquinolyl group, and the like. The substituent which these may have may be the same as R 5 to R 8 and R 11 to R 15 described above. When one of R 18 and R 19 is an organic group other than an aromatic compound, it may be the same as R 5 to R 8 and R 11 to R 15 described above.
上記化学式(1−3)及び式(1−3’)中、R17、R18、R19、R20及びR21は、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。R18及びR19が結合して環状構造を形成している場合としては、例えば、R18及びR19が結合している炭素と共に、フルオレン環を形成している態様が挙げられる。また、R18及びR17やR18及びR20が結合して環状構造を形成している場合としては、例えば、R18及びR17やR18及びR20が脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基で連結されている態様が挙げられる。 In the above chemical formulas (1-3) and (1-3 ′), R 17 , R 18 , R 19 , R 20 and R 21 may be bonded to each other to form a cyclic structure. It may also contain a heteroatom bond. Examples of the case where R 18 and R 19 are bonded to form a cyclic structure include an embodiment in which a fluorene ring is formed together with the carbon to which R 18 and R 19 are bonded. Further, when R 18 and R 17 or R 18 and R 20 are bonded to form a cyclic structure, for example, R 18 and R 17 , R 18 and R 20 are an aliphatic hydrocarbon group and / or The aspect connected with the aromatic hydrocarbon group is mentioned.
以下に本発明の塩基発生剤の一例を示すが、これらに限定されるものではない。置換位置や塩基の種類についても、これらに限定されることなく、適宜変更することが可能である。 Examples of the base generator of the present invention are shown below, but are not limited thereto. The substitution position and the type of base are not limited to these, and can be appropriately changed.
本発明に係る塩基発生剤は、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)が、40℃以上であることが好ましく、更に60℃以上であることが好ましく、更に100℃以上であることが好ましい。ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体の場合、塗膜を形成する際にN−メチル−2−ピロリドンなどの高沸点溶媒を用いる必要があるが、このように5%重量減少温度が高い場合には残留溶媒の影響が少なくなるような乾燥条件で塗膜を形成することができる。これにより、残留溶媒の影響による露光部と未露光部での溶解性コントラストの減少を抑制することができる。
本発明において、x%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x%減少した時点(すなわち、サンプル重量が初期の(100−x)%となった時点)の温度である。
The base generator according to the present invention preferably has a temperature (5% weight loss temperature) when heated to 5% by weight from the initial weight is 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher. Is preferable, and it is more preferable that it is 100 degreeC or more. In the case of a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, it is necessary to use a high boiling point solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone when forming a coating film. Can form a coating film under dry conditions that reduce the influence of the residual solvent. Thereby, the reduction | decrease of the solubility contrast by the influence of a residual solvent in an exposed part and an unexposed part can be suppressed.
In the present invention, the x% weight reduction temperature is the time when the weight of the sample is reduced by x% from the initial weight when the weight loss is measured using a thermogravimetric analyzer (ie, the sample weight is the initial (100−x )%)).
本発明の塩基発生剤は、複数の従来公知の合成ルートで合成することができる。上記化学式(1−1)で表される塩基発生剤は、例えば、上記特許文献6や本発明者らによる特願2010−176384を参考に合成することができる。上記化学式(1−1)で表される塩基発生剤において、フェノール性水酸基における保護基(R9)の導入は、合成途中で導入していても良いし、合成の最後に導入しても良い。また、上記化学式(1−2)で表される塩基発生剤は、例えば、上記特許文献7及び8を参考に合成することができる。また、上記化学式(1−3)で表される塩基発生剤は、例えば、上記特許文献9及び10を参考に合成することができる。 The base generator of the present invention can be synthesized by a plurality of conventionally known synthesis routes. The base generator represented by the chemical formula (1-1) can be synthesized with reference to, for example, Patent Document 6 and Japanese Patent Application No. 2010-176384 by the present inventors. In the base generator represented by the above chemical formula (1-1), the protecting group (R 9 ) in the phenolic hydroxyl group may be introduced during the synthesis or may be introduced at the end of the synthesis. . Moreover, the base generator represented by the chemical formula (1-2) can be synthesized with reference to Patent Documents 7 and 8, for example. Moreover, the base generator represented by the chemical formula (1-3) can be synthesized with reference to, for example, the above-mentioned Patent Documents 9 and 10.
ブロック化共有結合形成基の形成や、フェノール性水酸基における保護基(R9)の導入は、合成途中で導入していても良いし、合成の最後に導入しても良い。
例えば、水酸基やカルボキシル基の末端の水素原子と上記式(2−1)で表される有機基を置換する場合には、例えば、パラトルエンスルホン酸ピリジニウム等の酸触媒存在下、水酸基やカルボキシル基が導入された塩基発生剤と、ビニルエーテル化合物をジメチルホルムアミド溶解し、撹拌させることで目的物を得ることができる。
また、水酸基やアミノ基の末端の水素原子と上記式(2−2)で表される有機基を置換する場合には、水酸基やアミノ基が導入された塩基発生剤と、カーボネート系保護基の導入試薬(たとえばジーt−ブチルジカルボナートや、塩化ベンジルオキシカルボニル、N−(9−フルオレニルメトキシカルボニルオキシ)コハク酸イミドなど)により合成できる。
水酸基やカルボキシル基の末端の水素原子と上記式(2−3)で表される有機基を置換する場合には、イミダゾール等の塩基触媒下、ジメチルホルムアミド中、水酸基やカルボキシル基が導入された塩基発生剤と、シリルエーテル系保護基の導入試薬(たとえばクロロトリメチルシラン、tert-ブチルジメチルクロロシラン、tert-ブチルジフェニルクロロシランなど)により合成できる。
The formation of a blocked covalent bond forming group and the introduction of a protecting group (R 9 ) in the phenolic hydroxyl group may be introduced during the synthesis or may be introduced at the end of the synthesis.
For example, when a hydrogen atom at the terminal of a hydroxyl group or a carboxyl group is substituted with an organic group represented by the above formula (2-1), for example, in the presence of an acid catalyst such as pyridinium paratoluenesulfonate, the hydroxyl group or carboxyl group Can be obtained by dissolving dimethylformamide with a base generator in which is introduced and a vinyl ether compound and stirring them.
Moreover, when substituting the hydrogen atom of the terminal of a hydroxyl group or an amino group, and the organic group represented by said Formula (2-2), the base generator into which the hydroxyl group and the amino group were introduce | transduced, and a carbonate type protective group It can be synthesized with an introduction reagent (for example, di-t-butyl dicarbonate, benzyloxycarbonyl chloride, N- (9-fluorenylmethoxycarbonyloxy) succinimide, etc.).
When substituting the hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group or carboxyl group with the organic group represented by the above formula (2-3), a base having a hydroxyl group or carboxyl group introduced in dimethylformamide under a base catalyst such as imidazole It can be synthesized by a generator and a reagent for introducing a silyl ether protecting group (for example, chlorotrimethylsilane, tert-butyldimethylchlorosilane, tert-butyldiphenylchlorosilane, etc.).
水酸基の末端の水素原子と上記式(2−4)で表される有機基を置換する場合には、トリエチルアミン等の塩基触媒下、水酸基が導入された塩基発生剤と酸塩化物または酸無水物により合成できる。
水酸基の末端の水素原子と上記式(2−5)で表される有機基を置換する場合には、水素化ナトリウム等の強塩基の存在下、水酸基が導入された塩基発生剤とエーテル系保護基(ハロゲン化物、たとえばベンジルクロライドなど)により合成できる。
水酸基の末端の水素原子と上記式(2−6)で表される有機基を置換する場合には、水酸基が導入された塩基発生剤とカルバメート系保護基(イソシアネート、たとえばベンジルイソシアネートなど)により合成できる。
また、カルボキシル基をエステル化するには、縮合剤存在下でアルコールまたはフェノールを作用させることで合成できる。
When substituting the hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group and the organic group represented by the above formula (2-4), the base generator and the acid chloride or acid anhydride into which the hydroxyl group has been introduced under a base catalyst such as triethylamine Can be synthesized.
When substituting the hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group with the organic group represented by the above formula (2-5), a base generator in which a hydroxyl group is introduced and ether-based protection in the presence of a strong base such as sodium hydride It can be synthesized by a group (halide, such as benzyl chloride).
When substituting the hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group and the organic group represented by the above formula (2-6), synthesis is performed with a base generator having a hydroxyl group introduced and a carbamate-based protecting group (isocyanate such as benzyl isocyanate). it can.
Moreover, in order to esterify a carboxyl group, it is compoundable by making alcohol or phenol act in presence of a condensing agent.
また、カルボキシル基を導入する場合、例えばシリルエーテル系保護基等で保護したカルボキシル基を導入したアルデヒドを原料として桂皮酸誘導体を形成し、アミド結合を形成した後、脱保護することにより得ることができる。
また、イソシアナト基を導入する場合は、置換基としてカルボキシル基を有する化合物にジフェニルリン酸アジド等を反応させ、カルボン酸アジドを含む置換基を導入しておき、アミド結合を形成した後、加熱によりクルチウス転移を行い、イソシアナト基を得れば良い。
また、置換基として1級アミンを導入し、ホスゲンやトリホスゲンを反応させることでイソシアネート基を導入することもできる。
また、チオイソシアナト基を導入する場合は、置換基としてハロゲン原子を導入し、当該ハロゲン原子に、チオシアン酸ナトリウムやチオシアン酸カリウムなどのチオシアン酸塩を作用させることで、チオシアナト基が導入できる。
In addition, when a carboxyl group is introduced, for example, a cinnamic acid derivative is formed using an aldehyde introduced with a carboxyl group protected with a silyl ether-based protecting group as a raw material, and an amide bond is formed, followed by deprotection. it can.
In addition, when introducing an isocyanato group, a compound having a carboxyl group as a substituent is reacted with diphenyl phosphate azide and the like, a substituent containing a carboxylic acid azide is introduced, an amide bond is formed, and then heated. The isocyanato group may be obtained by performing the Curtius transition.
Also, an isocyanate group can be introduced by introducing a primary amine as a substituent and reacting with phosgene or triphosgene.
When a thiocyanate group is introduced, a thiocyanate group can be introduced by introducing a halogen atom as a substituent and allowing the thiocyanate such as sodium thiocyanate or potassium thiocyanate to act on the halogen atom.
上記式(3−1)で表される置換基を導入するには、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、アルコールやフェノール等の水酸基含有化合物とを錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩等を触媒として用いてで反応させることにより得ることができる。
上記式(3−2)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、活性メチレン基を有するマロン酸ジメチルやアセト酢酸エチル等の活性メチレン基を有する化合物とを、錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩等を触媒として用いて反応させることにより得ることができる。
上記式(3−3)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、オキシムとを錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩等を触媒として用いて反応させることにより得ることができる。
In order to introduce the substituent represented by the above formula (3-1), an isocyanato group or a thioisocyanato group and a hydroxyl group-containing compound such as alcohol or phenol are used as a catalyst with an organometallic salt such as tin, zinc, or lead. It can be obtained by reacting with.
The substituent represented by the above formula (3-2) includes an isocyanato group or a thioisocyanato group and a compound having an active methylene group such as dimethyl malonate or ethyl acetoacetate having an active methylene group, tin, zinc, lead It can obtain by making it react using organometallic salts etc. as a catalyst.
The substituent represented by the above formula (3-3) can be obtained by reacting an isocyanato group or a thioisocyanato group with an oxime using an organometallic salt such as tin, zinc, or lead as a catalyst.
上記式(3−4)で表される置換基は、イソシアナト基又はチオイソシアナト基と、ラクタムとを錫、亜鉛、鉛等の有機金属塩等を触媒として用いて反応させることにより得ることができる。
上記式(3−5)で表される置換基は、下記式のように、ホスホリン、ホスホリジン、ホスホリンオキシドなどのホスホリン系の触媒を用いてイソシアナト基を二量化させてカルボジイミド化することにより得ることができる。
上記式(3−6)で表される置換基は、カルボキシル基を導入し、例えばジフェニルリン酸アジド等の酸アジドを反応することにより得ることができる。
The substituent represented by the above formula (3-4) can be obtained by reacting an isocyanato group or a thioisocyanato group with a lactam using an organometallic salt such as tin, zinc, or lead as a catalyst.
The substituent represented by the above formula (3-5) is obtained by dimerizing an isocyanato group and carbodiimidizing it using a phospholine-based catalyst such as phospholine, phosphoridine, or phospholine oxide as shown in the following formula. be able to.
The substituent represented by the above formula (3-6) can be obtained by introducing a carboxyl group and reacting an acid azide such as diphenyl phosphate azide.
本発明の塩基発生剤が光塩基発生剤として機能する場合、高分子前駆体が最終生成物となるための塩基発生の機能を十分に発揮させるために、露光波長の少なくとも一部に対して吸収を有する必要がある。一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長としては、365nm、405nm、436nmがある。このため、本発明で用いられる塩基発生剤は、少なくとも365nm、405nm、436nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長の電磁波に対して吸収を有することが好ましい。このような場合、適用可能な高分子前駆体の種類がさらに増える点から好ましい。 When the base generator of the present invention functions as a photobase generator, the polymer precursor absorbs at least a part of the exposure wavelength in order to sufficiently exhibit the base generation function for becoming the final product. It is necessary to have. The wavelength of a high-pressure mercury lamp that is a general exposure light source includes 365 nm, 405 nm, and 436 nm. For this reason, it is preferable that the base generator used in the present invention absorbs electromagnetic waves having at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of at least 365 nm, 405 nm, and 436 nm. In such a case, it is preferable because the number of applicable polymer precursors is further increased.
本発明の塩基発生剤が光塩基発生剤として機能する場合、そのモル吸光係数が、電磁波の波長365nmにおいて100以上、又は405nmにおいて1以上であることが、適用可能な高分子前駆体の種類がさらに増える点から好ましい。 When the base generator of the present invention functions as a photobase generator, the molar extinction coefficient is 100 or more at an electromagnetic wave wavelength of 365 nm, or 1 or more at 405 nm. It is preferable from the viewpoint of further increase.
なお、本発明の塩基発生剤が前記波長領域に吸収を有することは、当該波長領域に吸収をもたない溶媒(例えば、アセトニトリル)に、本発明の塩基発生剤を1×10−4mol/L以下の濃度(通常、1×10−4mol/L〜1×10−5mol/L程度。適度な吸収強度となるように、適宜、調節してもよい。)で溶解し、紫外可視分光光度計(例えば、UV−2550(株)島津製作所製))により吸光度を測定することにより明らかにすることができる。 In addition, the base generator of the present invention has absorption in the wavelength region means that the base generator of the present invention is added to a solvent that does not absorb in the wavelength region (for example, acetonitrile) at 1 × 10 −4 mol / Dissolved at a concentration of L or less (usually about 1 × 10 −4 mol / L to about 1 × 10 −5 mol / L. It may be appropriately adjusted so as to obtain an appropriate absorption intensity), and ultraviolet visible It can be clarified by measuring the absorbance with a spectrophotometer (for example, UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation).
本発明の塩基発生剤は、後述する高分子前駆体と組み合わせて感光性樹脂組成物を調製するための塩基発生剤として好適に用いられる。 The base generator of the present invention is suitably used as a base generator for preparing a photosensitive resin composition in combination with a polymer precursor described later.
また、本発明の塩基発生剤が、ブロック化共有結合形成基を、塩基発生後に解離する塩基以外の部位1つ当たりに2つ以上有する場合であって、当該2つ以上のブロック化共有結合形成基中に互いに反応する共有結合形成基が潜在的に導入されていれば、高分子前駆体としても機能し、塩基発生性高分子前駆体として用いることができる。
従って、このような場合には、後述する塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体を別途含まなくても、本発明の塩基発生性高分子前駆体を必須成分とし、高分子前駆体組成物乃至感光性樹脂組成物として用いることができる。当該高分子前駆体組成物乃至感光性樹脂組成物は、本発明の塩基発生性高分子前駆体が組成物の固形分全体に対し100重量%含まれている態様であっても良い。当該高分子前駆体組成物乃至感光性樹脂組成物には、必要に応じて、潜在的に導入されている共有結合形成基と反応可能な官能基を含む化合物、他の感光性成分、増感剤、塩基増殖剤、溶媒等、他の成分を含んでいても良い。
本発明の塩基発生剤を塩基発生性高分子前駆体として用いる場合には、中でも、発生する塩基をジアミン等の多価アミンとして、且つ、ブロック化共有結合形成基を、塩基発生後に解離する塩基以外の部位1つ当たりに2つ以上有する場合であって、当該2つ以上のブロック化共有結合形成基中に互いに反応する共有結合形成基が潜在的に導入されている場合が好ましい。
In addition, the base generator of the present invention has two or more blocked covalent bond forming groups per site other than the base that dissociates after base generation, and the two or more blocked covalent bond formations. If a covalent bond-forming group that reacts with each other is potentially introduced into the group, it also functions as a polymer precursor and can be used as a base-generating polymer precursor.
Therefore, in such a case, even if a polymer precursor that promotes the reaction to the final product by heating in the presence of the basic substance described later or in the presence of the basic substance is not included, the present invention can be used. A base-generating polymer precursor is an essential component and can be used as a polymer precursor composition or a photosensitive resin composition. The polymer precursor composition or the photosensitive resin composition may be an embodiment in which the base-generating polymer precursor of the present invention is contained in an amount of 100% by weight based on the total solid content of the composition. If necessary, the polymer precursor composition or photosensitive resin composition includes a compound containing a functional group capable of reacting with a potentially introduced covalent bond-forming group, other photosensitive components, and sensitization. Other components such as an agent, a base proliferating agent, and a solvent may be included.
When the base generator of the present invention is used as a base-generating polymer precursor, among them, the base to be generated is a polyvalent amine such as diamine, and the base capable of dissociating the blocked covalent bond forming group after base generation It is preferable to have two or more per site other than the above, and a case where a covalent bond-forming group that reacts with each other is potentially introduced into the two or more blocked covalent bond-forming groups.
<感光性樹脂組成物>
本発明に係る感光性樹脂組成物は、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体を含む感光性樹脂組成物であって、前記本発明に係る塩基発生剤を必須成分として含有することを特徴とする。
<Photosensitive resin composition>
The photosensitive resin composition according to the present invention is a photosensitive resin composition comprising a polymer precursor whose reaction to the final product is accelerated by heating with a basic substance or in the presence of a basic substance. The base generator according to the present invention is contained as an essential component.
本発明の感光性樹脂組成物では、塩基発生剤が、ブロック化共有結合形成基を1分子中に1つ以上有することにより、加熱及び/又は電磁波の照射によって、当該塩基発生剤同士、或いは、系内に存在する前記共有結合形成基と反応可能な官能基と反応する。そのため、加熱及び/又は電磁波照射後に、系内に固定されるか、系内で高分子量化され、使用時にアウトガスや臭気の発生が少なくなる。そして、加熱及び/又は電磁波の照射前には、塩基発生剤に潜在的に導入されている共有結合形成基がブロック化されているので、保存安定性に優れたり、溶解性が向上するというメリットがある。
また、揮発後に再凝固して製造装置や製品に付着する塩基発生剤由来の分解物の量、或いは、現像液や洗浄液に溶出する塩基発生剤由来の分解物の量も著しく削減される。さらに、硬化後に残留する塩基発生剤由来の低分子化合物の量も少なくなり、最終製品の耐熱性や安定性も向上される。
In the photosensitive resin composition of the present invention, the base generator has one or more blocked covalent bond-forming groups in one molecule, so that the base generators are heated together and / or irradiated with electromagnetic waves, It reacts with a functional group capable of reacting with the covalent bond forming group present in the system. For this reason, after heating and / or electromagnetic wave irradiation, it is fixed in the system or has a high molecular weight in the system, so that outgas and odor are less generated during use. And before heating and / or electromagnetic wave irradiation, the covalent bond forming group potentially introduced into the base generator is blocked, so that it has excellent storage stability and improved solubility. There is.
In addition, the amount of degradation product derived from the base generator that re-solidifies after volatilization and adheres to the manufacturing apparatus or product, or the amount of degradation product derived from the base generation agent that elutes in the developer or cleaning solution is significantly reduced. Furthermore, the amount of the low molecular compound derived from the base generator remaining after curing is reduced, and the heat resistance and stability of the final product are improved.
以下、本発明に係る感光性樹脂組成物の構成成分を説明するが、本発明に係る感光性樹脂組成物に用いられる塩基発生剤については、上記本発明に係る塩基発生剤と同様のものを用いることができるので、ここでの説明を省略する。従って、高分子前駆体、並びに、必要に応じて適宜含むことができるその他の成分について順に説明する。
塩基発生剤や高分子前駆体としては、1種単独で用いても良いし、2種以上混合して用いても良い。
Hereinafter, although the structural component of the photosensitive resin composition which concerns on this invention is demonstrated, about the base generator used for the photosensitive resin composition which concerns on this invention, the thing similar to the said base generator concerning this invention is mentioned. Since it can be used, explanation here is omitted. Therefore, the polymer precursor and other components that can be appropriately included as necessary will be described in order.
As the base generator and the polymer precursor, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.
<高分子前駆体>
本発明の感光性樹脂組成物に用いる高分子前駆体とは、反応により最終的に目的の物性を示す高分子となる物質を意味し、当該反応には分子間反応及び分子内反応がある。高分子前駆体自体は、比較的低分子の化合物であっても高分子化合物であってもよい。
また、本発明の高分子前駆体は、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される化合物である。ここで、高分子前駆体が、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される態様には、高分子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高分子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高分子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高分子前駆体のみが最終生成物へと反応し、現像液等の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、高分子前駆体の前記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。
<Polymer precursor>
The polymer precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention means a substance that finally becomes a polymer exhibiting the desired physical properties by reaction, and the reaction includes intermolecular reaction and intramolecular reaction. The polymer precursor itself may be a relatively low molecular compound or a high molecular compound.
The polymer precursor of the present invention is a compound whose reaction to the final product is promoted by a basic substance or by heating in the presence of the basic substance. Here, in the aspect in which the polymer precursor is accelerated by the basic substance or by heating in the presence of the basic substance, the reaction to the final product is accelerated only by the action of the basic substance. In addition to the mode of changing to the final product, the mode includes the mode in which the reaction temperature of the polymer precursor to the final product is lowered by the action of the basic substance as compared to the case where there is no action of the basic substance. .
If there is a reaction temperature difference due to the presence or absence of such a basic substance, an appropriate temperature at which only the polymer precursor coexisting with the basic substance reacts to the final product using the reaction temperature difference. By heating at, only the polymer precursor coexisting with the basic substance reacts with the final product, and the solubility in a solvent such as a developer changes. Therefore, the solubility of the polymer precursor in the solvent can be changed depending on the presence or absence of the basic substance, and thus patterning by development can be performed using the solvent as a developer.
本発明の高分子前駆体としては、上記の様な塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進されるものであれば特に制限なく使用が可能である。上述のように、必須成分として含まれる塩基発生剤が、塩基発生性高分子前駆体として用いることができる塩基発生剤の場合には、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体を上記塩基発生剤の他に別途含まなくても、感光性樹脂組成物とすることができる。
本発明に係る感光性樹脂組成物において用いられる高分子前駆体は、前記塩基発生剤の共有結合形成基と共有結合を形成することが可能な官能基を有することが好ましい。このような場合には、加熱及び/又は電磁波の照射により、塩基発生剤又はその残基が高分子前駆体と結合して固定されるので、使用時にアウトガスや臭気の発生がより抑制されやすくなる。
The polymer precursor of the present invention can be used without particular limitation as long as the reaction to the final product is promoted by the basic substance as described above or by heating in the presence of the basic substance. is there. As described above, when the base generator contained as an essential component is a base generator that can be used as a base-generating polymer precursor, it is heated by a basic substance or by the presence of a basic substance. Even if a polymer precursor that promotes the reaction to the final product is not separately contained in addition to the base generator, a photosensitive resin composition can be obtained.
The polymer precursor used in the photosensitive resin composition according to the present invention preferably has a functional group capable of forming a covalent bond with a covalent bond forming group of the base generator. In such a case, since the base generator or its residue is bonded and fixed to the polymer precursor by heating and / or irradiation with electromagnetic waves, the generation of outgas and odor is more easily suppressed during use. .
本発明に係る感光性樹脂組成物において用いられる高分子前駆体は、エポキシ基、イソシアナト基、オキセタン基、又はチイラン基を有する化合物及び高分子、ポリシロキサン前駆体、ポリイミド前駆体、並びにポリベンゾオキサゾール前駆体よりなる群から選択される1種以上を含むことが好ましい。これらの高分子前駆体は、前記塩基発生剤の共有結合形成基と共有結合を形成することが可能な官能基を有するものであるか、前記塩基発生剤の共有結合形成基と共有結合を形成することが可能な官能基を導入し易いか、前記塩基発生剤の共有結合形成基と共有結合を形成することが可能な官能基を有する化合物と通常組み合わせて用いられるものである。 The polymer precursor used in the photosensitive resin composition according to the present invention includes compounds and polymers having an epoxy group, an isocyanato group, an oxetane group, or a thiirane group, a polysiloxane precursor, a polyimide precursor, and a polybenzoxazole. It is preferable to include one or more selected from the group consisting of precursors. These polymer precursors have a functional group capable of forming a covalent bond with the covalent bond-forming group of the base generator, or form a covalent bond with the covalent bond-forming group of the base generator. It is usually used in combination with a compound having a functional group that can easily introduce a functional group that can be formed or that can form a covalent bond with a covalent bond-forming group of the base generator.
例えば、高分子前駆体がイソシアナト基、イソチオシアナト基、カルボキシル基、エポキシ基、オキセタン基、又はチイラン基のいずれか1種以上を有する高分子前駆体である場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、水酸基、又はアミノ基のいずれか1種以上とすることが好ましい。 For example, when the polymer precursor is a polymer precursor having any one or more of isocyanato group, isothiocyanato group, carboxyl group, epoxy group, oxetane group, and thiirane group, the base generator is potentially The covalent bond forming group to be introduced is preferably at least one of a hydroxyl group and an amino group.
また、高分子前駆体がイソシアナト基、チオイソシアナト基、水酸基、又はアミノ基のいずれか1種以上を有する高分子前駆体である場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、イソシアナト基又はチオイソシアナト基のいずれか1種以上とすることが好ましい。 In addition, when the polymer precursor is a polymer precursor having any one or more of an isocyanato group, a thioisocyanato group, a hydroxyl group, or an amino group, a covalent bond forming group that is potentially introduced into the base generator Is preferably at least one of an isocyanato group and a thioisocyanato group.
また、高分子前駆体がアミノ基、エポキシ基、チイラン基、又はオキセタン基のいずれか1種以上を有する高分子前駆体である場合には、塩基発生剤に潜在的に導入される共有結合形成基としては、カルボキシル基とすることが好ましい。
下記に高分子前駆体の代表的な例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
In addition, when the polymer precursor is a polymer precursor having any one or more of an amino group, an epoxy group, a thiirane group, or an oxetane group, covalent bond formation that is potentially introduced into the base generator The group is preferably a carboxyl group.
Although the typical example of a polymer precursor is given to the following, it is not limited to these.
[分子間反応により高分子となる高分子前駆体]
分子間反応により目的の高分子となる高分子前駆体としては、反応性置換基を有し重合反応をする化合物及び高分子、又は、分子間に結合を形成する反応(架橋反応)をする化合物及び高分子がある。当該反応性置換基としては、エポキシ基、オキセタン基、チイラン基、イソシアナト基、ヒドロキシル基、シラノール基等が挙げられる。また、高分子前駆体には、分子間で加水分解・重縮合する化合物も含まれ、反応性置換基には、ポリシロキサン前駆体の−SiX(ここで、Xはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、及びハロゲン原子よりなる群から選択される加水分解性基)も挙げられる。
[Polymer precursor that becomes polymer by intermolecular reaction]
Examples of the polymer precursor that becomes a target polymer by intermolecular reaction include a compound having a reactive substituent and a polymerization reaction and a polymer, or a compound that forms a bond (crosslinking reaction) between molecules. And polymers. Examples of the reactive substituent include an epoxy group, an oxetane group, a thiirane group, an isocyanato group, a hydroxyl group, and a silanol group. In addition, the polymer precursor includes a compound that undergoes hydrolysis and polycondensation between molecules, and the reactive substituent includes -SiX of the polysiloxane precursor (where X is an alkoxy group, an acetoxy group, an oxime). Group, enoxy group, amino group, aminoxy group, amide group, and hydrolyzable group selected from the group consisting of halogen atoms).
反応性置換基を有し重合反応をする化合物としては、例えば、1個以上のエポキシ基を有する化合物、1個以上のオキセタン基を有する化合物、及び1個以上のチイラン基を有する化合物が挙げられる。
反応性置換基を有し重合反応をする高分子としては、例えば、2個以上のエポキシ基を有する高分子(エポキシ樹脂)、2個以上のオキセタン基を有する高分子、及び2個以上のチイラン基を有する高分子が挙げられる。下記に特にエポキシ基を有する化合物及び高分子について具体的に説明するが、オキセタン基、チイラン基を有する化合物及び高分子についても同様に用いることが可能である。
Examples of the compound having a reactive substituent and undergoing a polymerization reaction include a compound having one or more epoxy groups, a compound having one or more oxetane groups, and a compound having one or more thiirane groups. .
Examples of the polymer that has a reactive substituent and undergoes a polymerization reaction include a polymer having two or more epoxy groups (epoxy resin), a polymer having two or more oxetane groups, and two or more thiiranes. And a polymer having a group. The compounds and polymers having an epoxy group are specifically described below, but compounds and polymers having an oxetane group and a thiirane group can also be used in the same manner.
(エポキシ基を有する化合物及び高分子)
上記1個以上のエポキシ基を有する化合物及び高分子としては、分子内に1個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限なく、従来公知のものを使用できる。
前記塩基発生剤は、一般的には分子内に1個以上のエポキシ基を有する化合物の硬化触媒としての機能も有する。
(Compound having epoxy group and polymer)
The compound and polymer having one or more epoxy groups are not particularly limited as long as they have one or more epoxy groups in the molecule, and conventionally known compounds can be used.
The base generator generally also has a function as a curing catalyst for a compound having one or more epoxy groups in the molecule.
分子内に1個以上のエポキシ基を有する化合物又は分子内に2個以上のエポキシ基を有する高分子(エポキシ樹脂)を用いる場合は、エポキシ基との反応性を有する官能基を分子内に二つ以上有する化合物を併用してもよい。ここでエポキシ基との反応性を有する官能基とは、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、メルカプト基、1級又は2級の芳香族アミノ基等が挙げられる。これらの官能基は、3次元硬化性を考慮して、一分子中に2つ以上有することが特に好ましい。
また、重量平均分子量3,000〜100,000のポリマー側鎖に上記官能基を導入したものを用いることが好ましい。3,000未満では膜強度の低下及び硬化膜表面にタック性が生じ、不純物等が付着しやすくなる恐れがある。また、100,000より大きいと粘度が増大する恐れがあり好ましくない。
When using a compound having one or more epoxy groups in the molecule or a polymer (epoxy resin) having two or more epoxy groups in the molecule, two functional groups having reactivity with the epoxy group are contained in the molecule. Two or more compounds may be used in combination. Here, examples of the functional group having reactivity with an epoxy group include a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a mercapto group, a primary or secondary aromatic amino group, and the like. It is particularly preferable to have two or more of these functional groups in one molecule in consideration of three-dimensional curability.
Moreover, it is preferable to use what introduce | transduced the said functional group into the polymer side chain of weight average molecular weight 3,000-100,000. If it is less than 3,000, the strength of the film is lowered and tackiness is caused on the surface of the cured film, so that impurities and the like are likely to adhere. On the other hand, if it exceeds 100,000, the viscosity may increase, which is not preferable.
分子内に1個以上のエポキシ基を有する高分子としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられ、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから誘導されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールFとエピクロルヒドリンから誘導されるビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、3官能型エポキシ樹脂や4官能型エポキシ樹脂等の多官能型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂等があり、これらのエポキシ樹脂はハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよい。市販されているエポキシ樹脂製品としては、例えばジャパンエポキシレジン株式会社製のJERコート828、1001、801N、806、807、152、604、630、871、YX8000、YX8034、YX4000、DIC株式会社製のエピクロン830、EXA835LV、HP4032D、HP820、株式会社ADEKA製のEP4100シリーズ、EP4000シリーズ、EPUシリーズ、ダイセル化学株式会社製のセロキサイドシリーズ(2021、2021P、2083、2085、3000等)、エポリードシリーズ、EHPEシリーズ、新日鐵化学社製のYDシリーズ、YDFシリーズ、YDCNシリーズ、YDBシリーズ、フェノキシ樹脂(ビスフェノール類とエピクロルヒドリンより合成されるポリヒドロキシポリエーテルで両末端にエポキシ基を有する;YPシリーズ等)、ナガセケムテックス社製のデナタイトシリーズ、デナコールシリーズ、共栄社化学社製のエポライトシリーズ、日油株式会社製のエピオールシリーズ、マープルーフシリーズ等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂は、2種以上を併用してもよい。これらの中で、他の各種のエポキシ化合物と比較すると分子量の異なるグレードが広く入手可能で、接着性や反応性等を任意に設定できる点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。 Examples of the polymer having one or more epoxy groups in the molecule include epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins derived from bisphenol A and epichlorohydrin, bisphenol F type epoxy derived from bisphenol F and epichlorohydrin. Resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, bisphenol F novolak type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, Polyfunctional epoxy resins such as naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, trifunctional type epoxy resin and tetrafunctional type epoxy resin, There are lysidyl ester type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, hydantoin type epoxy resins, isocyanurate type epoxy resins, aliphatic chain epoxy resins, etc. These epoxy resins may be halogenated and hydrogenated. It may be. As commercially available epoxy resin products, for example, JER Coat 828, 1001, 801N, 806, 807, 152, 604, 630, 871, YX8000, YX8034, YX4000 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., Epicron manufactured by DIC Corporation 830, EXA835LV, HP4032D, HP820, EP4100 series, EP4000 series, EPU series, manufactured by ADEKA Co., Ltd., Celoxide series (2021, 2021P, 2083, 2085, 3000, etc.) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., Eporide series, EHPE Series, YD series, YDF series, YDCN series, YDB series, phenoxy resin (polyethylene synthesized from bisphenols and epichlorohydrin) Roxypolyether with epoxy groups at both ends; YP series, etc.), Denatite series manufactured by Nagase ChemteX, Denacol series, Epolite series manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Epiol series manufactured by NOF Corporation, Examples include, but are not limited to, the Marproof series. Two or more of these epoxy resins may be used in combination. Among these, bisphenol-type epoxy resins are preferable because grades having different molecular weights are widely available as compared with other various epoxy compounds, and adhesiveness and reactivity can be arbitrarily set.
一方、分子間で架橋反応をする化合物としては、例えば、分子内に2個以上のイソシアナト基を有する化合物及び分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する化合物の組み合わせが挙げられ、当該イソシアナト基とヒドロキシル基との反応により、分子間にウレタン結合が形成され高分子となり得る。
分子間で架橋反応をする高分子としては、例えば、分子内に2個以上のイソシアナト基を有する高分子(イソシアネート樹脂)と分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する高分子(ポリオール)の組み合わせが挙げられる。
また、分子間で架橋反応をする化合物と高分子の組み合わせを用いても良い。例えば、分子内に2個以上のイソシアナト基を有する高分子(イソシアネート樹脂)と分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する化合物の組み合わせ、及び、分子内に2個以上のイソシアナト基を有する化合物と分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する高分子(ポリオール)の組み合わせ等が挙げられる。
On the other hand, examples of the compound that undergoes a cross-linking reaction between molecules include a combination of a compound having two or more isocyanato groups in the molecule and a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule. By the reaction with the hydroxyl group, a urethane bond is formed between the molecules, and the polymer can be formed.
As a polymer that undergoes a cross-linking reaction between molecules, for example, a combination of a polymer having two or more isocyanato groups in the molecule (isocyanate resin) and a polymer having two or more hydroxyl groups in the molecule (polyol) Is mentioned.
A combination of a compound that undergoes a cross-linking reaction between molecules and a polymer may be used. For example, a combination of a polymer (isocyanate resin) having two or more isocyanato groups in the molecule and a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, and a compound having two or more isocyanato groups in the molecule Examples include a combination of polymers (polyols) having two or more hydroxyl groups in the molecule.
(イソシアナト基を有する化合物及び高分子)
イソシアナト基をもつ化合物及び高分子としては、分子内に2個以上のイソシアナト基を有するものであれば特に制限なく、公知のものを使用できる。このような化合物としては、p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等に代表される低分子化合物の他に、オリゴマー、重量平均分子量3,000以上のポリマーの側鎖又は末端にイソシアナト基が存在する高分子を用いてもよい。これらジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートとしては、例えば、イソシアヌレート型ポリイソシアネート、ビュレット型ポリイソシアネート、ウレタン型ポリイソシアネート等がある。
(Compounds and polymers having isocyanato groups)
As the compound and polymer having an isocyanato group, known compounds can be used without particular limitation as long as they have two or more isocyanato groups in the molecule. Such compounds include p-phenylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl). -In addition to low molecular weight compounds typified by cyclohexane, 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate, etc., polymers having an isocyanate group in the side chain or terminal of an oligomer or polymer having a weight average molecular weight of 3,000 or more may be used. Good. Examples of polyisocyanates derived from these diisocyanates include isocyanurate type polyisocyanates, burette type polyisocyanates, and urethane type polyisocyanates.
(ヒドロキシル基を有する化合物及び高分子)
前記イソシアナト基を持つ化合物及び高分子は、通常、分子内にヒドロキシル基を持つ化合物と組み合わせて用いられる。このようなヒドロキシル基を有する化合物としては、分子内に2個以上のヒドロキシル基を有するものであれば特に制限なく、公知のものを使用できる。このような化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子化合物の他に、重量平均分子量3,000以上のポリマーの側鎖又は末端にヒドロキシル基が存在する高分子を用いてもよい。高分子量のヒドロキシル基を有する化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリ(1,2−プロパンジオール)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールがある。
(Compounds having a hydroxyl group and polymers)
The compound and polymer having an isocyanato group are usually used in combination with a compound having a hydroxyl group in the molecule. The compound having such a hydroxyl group is not particularly limited as long as it has two or more hydroxyl groups in the molecule, and known compounds can be used. As such a compound, in addition to low molecular weight compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, diglycerin and pentaerythritol, a polymer having a weight average molecular weight of 3,000 or more has a hydroxyl group in the side chain or terminal. A molecule may be used. Examples of the compound having a high molecular weight hydroxyl group include polyether polyols such as polyethylene glycol, poly (1,2-propanediol), and polytetramethylene ether glycol, polyester polyols, polycarbonate polyols, and polycaprolactone polyols.
(ポリシロキサン前駆体)
分子間で加水分解・重縮合する化合物としては、たとえばポリシロキサン前駆体が挙げられる。本発明におけるポリシロキサン前駆体としては、水酸基、アミノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、エポキシ基、オキセタン基、又はチイラン基を導入しておくことが好ましい。
ポリシロキサン前駆体としては、YnSiX(4−n)(ここで、Yは置換基を有していても良いアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、フェニル基、または水素原子を示し、Xはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、及びハロゲン原子よりなる群から選択される加水分解性基を示す。nは0〜3までの整数である。) で示される有機ケイ素化合物及び当該有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物が挙げられる。中でも、上記式においてnが0〜2であるものが好ましい。また、シリカ分散オリゴマー溶液の調製がし易く入手も容易な点から、上記加水分解性基としては、アルコキシ基であるものが好ましい。
上記有機ケイ素化合物としては、特に制限なく、公知のものを使用できる。例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリt−ブトキシシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、フッ素系シランカップリング剤として知られたフルオロアルキルシラン、および、それらの加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物;並びに、それらの混合物を挙げることができる。
(Polysiloxane precursor)
Examples of the compound that undergoes hydrolysis and polycondensation between molecules include polysiloxane precursors. As the polysiloxane precursor in the present invention, it is preferable to introduce a hydroxyl group, an amino group, an isocyanato group, an isothiocyanato group, an epoxy group, an oxetane group, or a thiirane group.
As the polysiloxane precursor, Y n SiX (4-n) (where Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, a phenyl group, or a hydrogen atom, which may have a substituent, Represents a hydrolyzable group selected from the group consisting of an alkoxy group, an acetoxy group, an oxime group, an enoxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, and a halogen atom, and n is an integer from 0 to 3. ) And hydrolyzed polycondensates of the organosilicon compounds. Among these, those in which n is 0 to 2 in the above formula are preferable. Further, from the viewpoint that the silica-dispersed oligomer solution is easily prepared and easily available, the hydrolyzable group is preferably an alkoxy group.
There is no restriction | limiting in particular as said organosilicon compound, A well-known thing can be used. For example, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, methyltrit-butoxysilane, ethyltribromosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane , N-propyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane , Diphenyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, β- (3 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, fluoroalkylsilanes known as fluorine-based silane coupling agents, and their hydrolysis condensates or cohydrolysis condensates; and mixtures thereof.
[分子内閉環反応により高分子となる高分子前駆体]
分子内閉環反応によって最終的に目的の物性を示す高分子となる高分子前駆体としてはポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体等がある。これらの前駆体は2種類以上の別々に合成した高分子前駆体の混合物でもよい。
以下、本発明の好ましい高分子前駆体であるポリイミド前駆体とポリベンゾオキサゾール前駆体について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、ポリイミド前駆体は、末端にアミノ基や酸無水物基を有し得るので、上述のアミノ基を有する高分子前駆体、酸無水物基を有する高分子前駆体、水酸基を有する高分子前駆体として用いられ得る。また、ポリベンゾオキサゾール前駆体は、上述のアミノ基を有する高分子前駆体、水酸基を有する高分子前駆体として用いられ得る。
本発明におけるポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体としては、水酸基、アミノ基、イソシアナト基、イソチオシアナト基、エポキシ基、オキセタン基、又はチイラン基を導入しておくことが好ましい。
[Polymer precursor that becomes polymer by intramolecular ring-closing reaction]
Examples of the polymer precursor that finally becomes a polymer that exhibits the desired physical properties by the intramolecular ring-closing reaction include a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor. These precursors may be a mixture of two or more separately synthesized polymer precursors.
Hereinafter, although the polyimide precursor and polybenzoxazole precursor which are the preferable polymer precursors of this invention are demonstrated, this invention is not limited to these.
In addition, since the polyimide precursor may have an amino group or an acid anhydride group at the terminal, the polymer precursor having the amino group, the polymer precursor having an acid anhydride group, or the polymer precursor having a hydroxyl group. Can be used as a body. The polybenzoxazole precursor can be used as the above-described polymer precursor having an amino group or a polymer precursor having a hydroxyl group.
As the polyimide precursor and polybenzoxazole precursor in the present invention, it is preferable to introduce a hydroxyl group, an amino group, an isocyanato group, an isothiocyanato group, an epoxy group, an oxetane group, or a thiirane group.
(ポリイミド前駆体)
ポリイミド前駆体としては、下記化学式(4)で表される繰り返し単位を有するポリアミック酸が好適に用いられる。
(Polyimide precursor)
As the polyimide precursor, a polyamic acid having a repeating unit represented by the following chemical formula (4) is preferably used.
R53及びR54が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CnH2nOCmH2m+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 53 and R 54 are organic groups are represented by an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and C n H 2n OC m H 2m + 1 containing an ether bond therein. The structure etc. can be mentioned.
ポリイミド前駆体としては、下記式(4’)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 (4 ') is preferably used from the viewpoint of alkali developability.
なお、式(4)及び式(4’)において、R51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、R52の2価はジアミン残基を示す。なお、R51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、R52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。 In formulas (4) and (4 ′), the tetravalent R 51 represents a tetracarboxylic acid residue derived from an acid dianhydride or the like, and the divalent R 52 represents a diamine residue. Incidentally, tetravalent R 51 represents only valence for bonding with the acid, but may have further substituents other. Similarly, the divalent value of R 52 indicates only the valence for bonding with the amine, but may have other substituents.
ポリアミック酸は、酸二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。 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.
副次的な効果として、用いる高分子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十分な為、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。 As a secondary effect, when the polymer precursor to be used is a polyamic acid, the final curing temperature is less than 300 ° C., more preferably because the temperature required for imidization is low due to the catalytic effect of the basic substance. It can be lowered to 250 ° C. or lower. In order to imidize the conventional polyamic acid, the final cure temperature had to be 300 ° C. or higher, so the use was limited. However, it became possible to lower the final cure temperature, so a wider range Applicable to usage.
ポリアミック酸は、酸二無水物とジアミンの反応により得られるが、最終的に得られるポリイミドに優れた耐熱性及び寸法安定性を付与する点から、前記化学式(4’)において、R51又はR52が芳香族化合物であることが好ましく、R51及びR52が芳香族化合物であることがより好ましい。またこのとき、前記化学式(4’)のR51において、当該R51に結合している4つの基((−CO−)2(−COOH)2)は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。同様に、前記化学式(4’)のR52において、当該R52に結合している2つの基((−NH−)2)は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。 Polyamic acid is obtained by the reaction of acid dianhydride and diamine. From the viewpoint of imparting excellent heat resistance and dimensional stability to the finally obtained polyimide, in formula (4 ′), R 51 or R 52 is preferably an aromatic compound, and R 51 and R 52 are more preferably aromatic compounds. At this time, in R 51 of the chemical formula (4 ′), four groups ((—CO—) 2 (—COOH) 2 ) bonded to R 51 may be bonded to the same aromatic ring. It may be bonded to different aromatic rings. Similarly, in R 52 of the chemical formula (4 ′), two groups ((—NH—) 2 ) bonded to R 52 may be bonded to the same aromatic ring, or may be bonded to different aromatic rings. It may be combined.
また、前記化学式(4’)で表されるポリアミック酸は、単一の繰り返し単位からなるものでも、2種以上の繰り返し単位から成るものでもよい。 Further, the polyamic acid represented by the chemical formula (4 ′) may be composed of a single repeating unit or may be composed of two or more kinds of repeating units.
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ド酸を合成する手法。(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 method 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を得るための反応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 reaction for obtaining the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and methylcyclobutane. Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as tetracarboxylic dianhydride and 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 Acid dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3', 3,4'-biphenyltetracarboxylic acid Anhydride, 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-di Carboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane dianhydride, , 3-bis [(3,4-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等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ず、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, p-phenylenediamine,
m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 3,4′-diaminodiphenyl Sulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4 ′ -Diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2 , 2-Di (4-aminophenyl) propa 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-hexafluoropropane, 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-amino Phenyl) -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- (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-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylben) L) 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-aminophenoxy) 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’−スピロビインダン等の芳香族アミン; 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 Such as 3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 6,6′-bis (4-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, etc. 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−ジアミノドデカン等の脂肪族アミン; 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 -Aliphatic amines 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]ヘプタン等の脂環式ジアミンが挙げられる。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。 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.
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、イソシアナト基、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。 Further, depending on the purpose, any one or two or more of ethynyl group, benzocyclobuten-4′-yl group, vinyl group, allyl group, cyano group, isocyanato 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。 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. 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.
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(5)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。 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, There exists what is represented by following formula (5). Specific examples include benzidine and the like.
さらに、上記式(5)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、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。
Furthermore, in the above formula (5), 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 another benzene ring can also be used. These substituents are 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.
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。 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 in which 4,4′-diaminodiphenyl ether as an amine component is dissolved in an organic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is gradually added and stirred to obtain a polyimide precursor solution.
The polyimide precursor synthesized in this way has 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.
<ポリベンゾオキサゾール前駆体>
本発明に用いられるポリベンゾオキサゾール前駆体としては、下記化学式(6)で表される繰り返し単位を有するポリアミドアルコールが好適に用いられる。
<Polybenzoxazole precursor>
As the polybenzoxazole precursor used in the present invention, a polyamide alcohol having a repeating unit represented by the following chemical formula (6) is preferably used.
ポリアミドアルコールは、従来公知の方法で合成することが可能で、例えば、ジカルボン酸ハロゲン化物などのジカルボン酸誘導体とジヒドロキシジアミンとを有機溶媒中で付加反応することにより得られる。 Polyamide alcohol can be synthesized by a conventionally known method. For example, it can be obtained by addition reaction of a dicarboxylic acid derivative such as a dicarboxylic acid halide and dihydroxydiamine in an organic solvent.
なお、R55の2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、R56の4価はアミン及びヒドロキシル基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。 The divalent value of R 55 indicates only the valence for bonding with an acid, but may further have a further substituent. Similarly, the tetravalent value of R 56 indicates only the valency for bonding with an amine and a hydroxyl group, but may have other substituents.
前記化学式(6)で表される繰り返し単位を有するポリアミドアルコールは、最終的に得られるポリベンゾオキサゾールに優れた耐熱性及び寸法安定性を付与する点から、前記化学式(6)において、R55又はR56が芳香族化合物であることが好ましく、R55及びRR56が芳香族化合物であることがより好ましい。またこのとき、前記化学式(6)のR55において、当該R55に結合している2つの基(−CO−)2は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。同様に、前記化学式(6)のR56において、当該R56に結合している4つの基((−NH−)2(−OH)2)は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。 The polyamide alcohol having a repeating unit represented by the chemical formula (6) gives excellent heat resistance and dimensional stability to the finally obtained polybenzoxazole. In the chemical formula (6), R 55 or R 56 is preferably an aromatic compound, and R 55 and RR 56 are more preferably aromatic compounds. At this time, in R 55 of the chemical formula (6), two groups (—CO—) 2 bonded to R 55 may be bonded to the same aromatic ring or bonded to different aromatic rings. May be. Similarly, in R 56 of the chemical formula (6), four groups ((—NH—) 2 (—OH) 2 ) bonded to R 56 may be bonded to the same aromatic ring, It may be bonded to different aromatic rings.
また、前記化学式(6)で表されるポリアミドアルコールは、単一の繰り返し単位からなるものでも、2種以上の繰り返し単位からなるものでもよい。 The polyamide alcohol represented by the chemical formula (6) may be composed of a single repeating unit or may be composed of two or more kinds of repeating units.
上記ポリベンゾオキサゾール前駆体を得るための反応に適用可能なジカルボン酸およびその誘導体としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、3,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、3,3’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,3’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,3’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン二安息香酸、4,4’−ジカルボキシジフェニルアミド、1,4−フェニレンジエタン酸、1,1−ビス(4−カルボキシフェニル)−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン、ビス(4−カルボキシフェニル)テトラフェニルジシロキサン、ビス(4−カルボキシフェニル)テトラメチルジシロキサン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシフェニル)メタン、5−t−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,2−ビス−(p−カルボキシフェニル)プロパン、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)二安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、もしくはこれらの酸ハロゲン化物、およびヒドロキシベンゾトリアゾール等との活性エステル体などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。 Examples of the dicarboxylic acid and its derivatives applicable to the reaction for obtaining the polybenzoxazole precursor include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-benzophenone dicarboxylic acid, and 3,4′-benzophenone dicarboxylic acid. Acid, 3,3′-benzophenone dicarboxylic acid, 4,4′-biphenyl dicarboxylic acid, 3,4′-biphenyl dicarboxylic acid, 3,3′-biphenyl dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 3,4 '-Diphenyl ether dicarboxylic acid, 3,3'-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl sulfone dicarboxylic acid, 3,4'-diphenyl sulfone dicarboxylic acid, 3,3'-diphenyl sulfone dicarboxylic acid, 4,4'- Hexafluoroisopropylidene dibenzoic acid, 4 4′-dicarboxydiphenylamide, 1,4-phenylenediethanoic acid, 1,1-bis (4-carboxyphenyl) -1-phenyl-2,2,2-trifluoroethane, bis (4-carboxyphenyl) Tetraphenyldisiloxane, bis (4-carboxyphenyl) tetramethyldisiloxane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, bis (4-carboxyphenyl) methane, 5-t-butylisophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5 -Fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,2-bis- (p-carboxyphenyl) propane, 4,4 '-(p-phenylenedioxy) dibenzoic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, or These acid halides and active esters with hydroxybenzotriazole, etc. It can be exemplified, but the invention is not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
また、ヒドロキシジアミンの具体例としては、例えば、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン、1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン、3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。 Specific examples of hydroxydiamine include, for example, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenylsulfone, bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) methane, 2,2- Bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) Hexafluoropropane, bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- (4-amino-3- Droxyphenyl) propane, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybenzophenone, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybenzophenone, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenyl ether 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, 1,3-diamino-2,4-dihydroxybenzene, 3-diamino-4,6- Examples thereof include, but are not limited to, dihydroxybenzene. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体等の高分子前駆体は、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、1μm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やポリベンゾオキサゾール前駆体等の高分子前駆体の透過率が高いということは、それだけ、電磁波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。
Polymer precursors such as polyimide precursors and polybenzoxazole precursors have a film thickness of 1 μm in order to increase the sensitivity of the photosensitive resin composition and obtain a pattern shape that accurately reproduces the mask pattern. Furthermore, it is preferable that the transmittance is at least 5% or more with respect to the exposure wavelength, and it is more preferable that the transmittance is 15% or more.
The high transmittance of polymer precursors such as polyimide precursors and polybenzoxazole precursors with respect to the exposure wavelength means that there is little loss of electromagnetic waves, and a highly sensitive photosensitive resin composition is used. Obtainable.
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436nm、405nm、365nm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1μm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%、特に好ましくは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 436 nm, 405 nm, and 365 nm is formed on a film having a thickness of 1 μm. Is preferably 5% or more, more preferably 15%, particularly preferably 50% or more.
ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体等の高分子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等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、溶解性も低下しやすく、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。 The weight average molecular weight of a polymer precursor such as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, although it depends on the application, 5,000 to 500. Is more preferably in the range of 10,000 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, the solubility tends to decrease, and it is difficult to obtain a coating film or film having a smooth surface and a uniform film thickness.
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、ポリイミド前駆体などの高分子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 molecular weight used here is a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), which may be the molecular weight of a polymer precursor itself such as a polyimide precursor, or chemical imidization with acetic anhydride or the like. It may be after processing.
なお、ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール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。 In addition, the solvent at the time of the polyimide precursor or polybenzoxazole precursor synthesis is preferably a polar solvent, and representative examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, and N, N-dimethylformamide. , N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoamide, pyridine, dimethylsulfone, tetramethylenesulfone, dimethyltetra Examples include methylene sulfone, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, 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.
ポリアミック酸やポリベンゾオキサゾール前駆体は、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が進むことにより、溶解性が低下するため、前記塩基発生剤の塩基発生による溶解性の低下と組み合わせることにより、本発明の感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の溶解性コントラストをさらに大きくできる利点を有する。 Polyamic acid and polybenzoxazole precursors are reduced in solubility by the reaction to the final product due to the action of the basic substance, and therefore combined with a decrease in solubility due to base generation of the base generator. The photosensitive resin composition of the present invention has the advantage that the solubility contrast between the exposed area and the unexposed area can be further increased.
<その他の成分>
本発明に係る感光性樹脂組成物は、前記塩基発生剤と、1種類以上の高分子前駆体と、溶媒の単純な混合物であってもよいが、さらに、光又は熱硬化性成分、高分子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。また、本発明の塩基発生剤の補助的な役割として、光によって酸又は塩基を発生させる他の感光性成分を加えても良い。また、塩基発生剤から発生した少量の塩基の作用によって、分解や転位反応して塩基を発生させる塩基増殖剤を併用しても良いし、増感剤を加えてもよい。
<Other ingredients>
The photosensitive resin composition according to the present invention may be a simple mixture of the base generator, one or more kinds of polymer precursors, and a solvent, and further includes a light or thermosetting component, a polymer. A photosensitive resin composition may be prepared by blending a non-polymerizable binder resin other than the precursor and other components. Moreover, you may add the other photosensitive component which generate | occur | produces an acid or a base with light as an auxiliary | assistant role of the base generator of this invention. Further, a base proliferating agent that generates a base by decomposition or rearrangement reaction by the action of a small amount of base generated from the base generator may be used in combination, or a sensitizer may be added.
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、前駆体としてポリアミド酸を用いる場合には、ポリアミド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。 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 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.
使用可能な汎用溶剤としては、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、ジエチレングリコールジメ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)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド等のアミド類;N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドンなどのピロリドン類;γ−ブチロラクトン、α−アセチル−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、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などのスルホン類、ヘキサメチルフォスホアミド等のリン酸アミド類、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、ピリジ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。 Examples of general-purpose solvents that can be used include ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Glycol monoethers (so-called cellosolves) such as ethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, etc. Ketones; ethyl acetate, butyl acetate, 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), propylene Esters such as glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 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, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o- Halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene and m-dichlorobenzene; N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide and the like Amides of N; pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-acetyl-2-pyrrolidone; lactones such as γ-butyrolactone and α-acetyl-γ-butyrolactone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, Examples include sulfones such as tetramethylene sulfone and dimethyltetramethylene sulfone, phosphoric acid amides such as hexamethylphosphoamide, and other organic polar solvents, and aromatics such as benzene, toluene, xylene, and pyridine. Hydrocarbons and their Other organic nonpolar solvents are also included. These solvents are used alone or in combination.
中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、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、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン等の極性溶媒、トルエン等の芳香族炭化水素類、及び、これらの溶媒からなる混合溶媒が好適なものとして挙げられる。 Among them, polar solvents such as propylene glycol monomethyl ether, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, toluene, etc. Aromatic hydrocarbons and mixed solvents composed of these solvents are preferred.
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-diisopropylthioxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and the like Monoacylphosphine oxides or bisacylphosphine oxides; benzophenones such as benzophenone; and xanthones.
光によって酸を発生させる化合物としては、1,2−ベンゾキノンジアジドあるいは1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する感光性ジアゾキノン化合物があり、米国特許明細書第2,772,972号、第2,797,213号、第3,669,658号に提案されている。また、トリアジンやその誘導体、スルホン酸オキシムエステル化合物、スルホン酸ヨードニウム塩、スルホン酸スルフォニウム塩等、公知の光酸発生剤を用いることができる。光によって塩基を発生させる化合物としては、例えば2,6−ジメチル−3,5−ジシアノ−4−(2’−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2’−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2’,4’−ジニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジンなどが例示できる。 Examples of the compound that generates an acid by light include a photosensitive diazoquinone compound having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure. US Pat. Nos. 2,772,972, 2,797, No. 213, No. 3,669,658. In addition, known photoacid generators such as triazine and derivatives thereof, sulfonic acid oxime ester compounds, sulfonic acid iodonium salts, and sulfonic acid sulfonium salts can be used. Examples of the compound that generates a base by light include 2,6-dimethyl-3,5-dicyano-4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl. Examples include -4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2 ′, 4′-dinitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, and the like. it can.
塩基増殖剤としては、例えば、9−フルオレニルメチルカルバメート結合を有する化合物、1,1−ジメチル−2−シアノメチルカルバメート結合((CN)CH2C(CH3)2OC(O)NR2)を有する化合物、パラニトロベンジルカルバメート結合を有する化合物、2,4−ジクロロベンジルカルバメート結合を有する化合物、その他にも特開2000−330270号公報の段落0010〜段落0032に記載されているウレタン系化合物や、特開2008−250111号公報の段落0033〜段落0060に記載されているウレタン系化合物等が挙げられる。 Examples of the base proliferating agent include a compound having 9-fluorenylmethyl carbamate bond, 1,1-dimethyl-2-cyanomethyl carbamate bond ((CN) CH 2 C (CH 3 ) 2 OC (O) NR 2 ), Compounds having a paranitrobenzyl carbamate bond, compounds having a 2,4-dichlorobenzyl carbamate bond, and other urethane compounds described in paragraphs 0010 to 0032 of JP 2000-330270 A And urethane compounds described in paragraphs 0033 to 0060 of JP-A-2008-250111.
高分子を透過する波長の電磁波のエネルギーを塩基発生剤が充分利用できる様にし、感度を向上させたい場合に、増感剤の添加が効果を発揮する場合がある。
特に、ポリイミド前駆体の吸収が360nm以上の波長にもある場合には、増感剤の添加による効果が大きい。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、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、チオキサンテン系、キサンテン系及び、その誘導体などが挙げられる。
The addition of a sensitizer may be effective when it is desired to make the base generator sufficiently use the energy of electromagnetic waves having a wavelength that transmits the polymer and to improve the sensitivity.
In particular, when the absorption of the polyimide precursor is also at a wavelength of 360 nm or more, the effect of adding a sensitizer is great. Specific examples of compounds called sensitizers include thioxanthone and derivatives thereof such as diethylthioxanthone, coumarins and derivatives thereof, ketocoumarin and derivatives thereof, ketobiscoumarin and derivatives thereof, cyclopentanone and derivatives thereof , Cyclohexanone and derivatives thereof, thiopyrylium salts and derivatives thereof, thioxanthene series, xanthene series and derivatives thereof.
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、3,3’−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。さらに他にはベンゾフェノン、アセトフェノン、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、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、1,2−ベンズアンスラキノン、1,2−ナフトキノン、などが挙げられる。
これらは、塩基発生剤との組み合わせによって、特に優れた効果を発揮する為、塩基発生剤の構造によって最適な増感作用を示す増感剤が適宜選択される。
Specific examples of coumarin, ketocoumarin and derivatives thereof include 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. Furthermore, benzophenone, acetophenone, phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tertiarybutylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 1,2-naphthoquinone, etc. Is mentioned.
Since these exhibit a particularly excellent effect in combination with a base generator, a sensitizer exhibiting an optimal sensitizing action is appropriately selected depending on the structure of the base generator.
また、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 addition, various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be blended to impart processing characteristics and various functionalities to the resin composition according to the present invention. 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.
本発明に係る塩基発生剤は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、0.1〜100重量%の範囲内で含有させることができる。上述のように、本発明の塩基発生剤が塩基発生性高分子前駆体として用いられる場合には、組成物の固形分全体に対し100重量%であっても良い。
本発明に係る塩基発生剤は、硬化剤として用いられる場合には、硬化の程度にもよるが、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、通常、0.1〜80重量%、好ましくは0.5〜60重量%の範囲内で含有させる。0.1重量%未満であると露光部と未露光部の溶解性コントラストを十分に大きくできない恐れがあり、80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。
一方、本発明に係る塩基発生剤は、硬化促進剤として用いられる場合には、少量の添加で硬化が可能となり、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、通常、0.1〜30重量%、好ましくは0.5〜20重量%の範囲内で含有させることが好ましい。
本発明に係る感光性樹脂組成物において、塩基発生剤とは異なる高分子前駆体が用いられる場合、前記高分子前駆体(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、0.1重量%〜99.9重量%、0.5重量%〜70重量%含有することが好ましい。なお、本発明において固形分は、上述した溶媒以外のもの全てであり、室温で液体のモノマー等も含まれる。
The base generator according to the present invention can be contained in the range of 0.1 to 100% by weight with respect to the entire solid content of the photosensitive resin composition. As described above, when the base generator of the present invention is used as a base-generating polymer precursor, it may be 100% by weight based on the total solid content of the composition.
When used as a curing agent, the base generator according to the present invention is usually 0.1 to 80% by weight, preferably based on the entire solid content of the photosensitive resin composition, although it depends on the degree of curing. It is contained within the range of 0.5 to 60% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the solubility contrast between the exposed and unexposed parts may not be sufficiently increased, and if it exceeds 80% by weight, the properties of the final cured resin will be reflected in the final product. It is hard to be done.
On the other hand, when the base generator according to the present invention is used as a curing accelerator, it can be cured with a small amount of addition, and is usually 0.1 to 30 weights with respect to the entire solid content of the photosensitive resin composition. %, Preferably 0.5 to 20% by weight.
In the photosensitive resin composition according to the present invention, when a polymer precursor different from the base generator is used, the polymer precursor (solid content) is obtained from the film physical properties of the obtained pattern, particularly film strength and heat resistance. From the point, it is preferable to contain 0.1 to 99.9 weight% and 0.5 to 70 weight% with respect to the whole solid content of the photosensitive resin composition. In the present invention, the solid content is everything except the above-mentioned solvent, and includes a monomer that is liquid at room temperature.
また、その他の溶剤以外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%〜95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、95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。 Moreover, the mixture ratio of arbitrary components other than a solvent has the preferable range of 0.1 weight%-95 weight% with respect to the whole solid content of the photosensitive resin composition. When the amount is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is hardly exhibited, and when it exceeds 95% by weight, the properties of the finally obtained resin cured product are not easily reflected in the final product.
本発明に係る感光性樹脂組成物は、本発明に係る感光性樹脂組成物は、印刷インキ、塗料、シール剤、接着剤、電子材料、光回路部品、成形材料、レジスト材料、建築材料、光造形、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。塗料、シール剤、接着剤のように、全面露光して用いる用途にも、永久膜や剥離膜などパターンを形成する用途にも、いずれにも好適に用いることができる。 The photosensitive resin composition according to the present invention is the same as the photosensitive resin composition according to the present invention in printing ink, paint, sealing agent, adhesive, electronic material, optical circuit component, molding material, resist material, building material, light. It can be used for all known fields and products in which resin materials are used, such as modeling and optical members. It can be suitably used both for applications that are used by exposing the entire surface, such as paints, sealants, and adhesives, and for applications that form patterns such as permanent films and release films.
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、印刷インキ、シール剤、又は接着剤、或いは、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム(Micro Electro Mechanical System(MEMS))、光造形物、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、電子部品の形成材料としては、封止材料、層形成材料として、プリント配線基板、層間絶縁膜、配線被覆膜等に用いることができる。また、表示装置の形成材料としては、層形成材料や画像形成材料として、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ用フィルム、レジスト材料、配向膜等に用いることができる。また、半導体装置の形成材料としては、レジスト材料、バッファーコート膜のような層形成材料等に用いることができる。また、光学部品の形成材料としては、光学材料や層形成材料として、ホログラム、光導波路、光回路、光回路部品、反射防止膜等に用いることができる。また、建築材料としては、塗料、コーティング剤等に用いることができる。また、光造形物の材料としても用いることができる。印刷物、塗料、シール剤、接着剤、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、光学部材又は建築材料、いずれかの物品が提供される。 The photosensitive resin composition according to the present invention can be used in a wide range of fields, products such as heat resistance, dimensional stability, and insulation, such as paints, printing inks, sealants, or adhesives, or It is suitably used as a forming material for a display device, a semiconductor device, an electronic component, a micro electro mechanical system (MEMS), an optically shaped object, an optical member, or a building material. For example, specifically, as a forming material for an electronic component, a sealing material and a layer forming material can be used for a printed wiring board, an interlayer insulating film, a wiring covering film, and the like. Moreover, as a forming material of a display device, a layer forming material or an image forming material can be used for a color filter, a film for flexible display, a resist material, an alignment film, and the like. Further, as a material for forming a semiconductor device, a resist material, a layer forming material such as a buffer coat film, or the like can be used. Further, as a material for forming an optical component, it can be used as an optical material or a layer forming material for a hologram, an optical waveguide, an optical circuit, an optical circuit component, an antireflection film, or the like. Moreover, as a building material, it can use for a coating material, a coating agent, etc. It can also be used as a material for an optically shaped object. A printed matter, a paint, a sealant, an adhesive, a display device, a semiconductor device, an electronic component, a microelectromechanical system, an optically shaped article, an optical member, or a building material is provided.
上記の様な特徴を有することから、本発明に係る感光性樹脂組成物は、パターン形成用材料としても用いることが可能である。特に、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を含有する感光性樹脂組成物をパターン形成用材料(レジスト)として用いた場合、それによって形成されたパターンは、ポリイミド又はポリベンゾオキサゾール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し、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ用フィルム、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。 Since it has the above characteristics, the photosensitive resin composition according to the present invention can also be used as a pattern forming material. In particular, when a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is used as a pattern forming material (resist), the pattern formed thereby is a permanent film made of polyimide or polybenzoxazole. Functions as a component that imparts heat resistance and insulation, such as color filters, flexible display films, electronic components, semiconductor devices, interlayer insulation films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, etc. It is suitable for forming an optical member or an electronic member.
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、塗料、シール剤、接着剤、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、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, printed matter, paint, sealant, adhesive, display device, semiconductor device, electronic component, microscopic part, which is at least partly formed of the photosensitive resin composition according to the present invention or its thermoset. Articles of either electromechanical systems, stereolithography, optical members or building materials are provided.
<レリーフパターンの製造方法>
本発明に係るレリーフパターンの製造方法は、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を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定パターン状に電磁波を照射し、照射後又は照射と同時に加熱し、前記照射部位の溶解性を変化させた後、現像することを特徴とする。
<Relief pattern manufacturing method>
The method for producing a relief pattern according to the present invention comprises forming a coating film or a molded body comprising the photosensitive resin composition according to the present invention, irradiating the coating film or the molded body with electromagnetic waves in a predetermined pattern, Development is performed after heating or simultaneously with irradiation to change the solubility of the irradiated portion.
上記レリーフパターンの製造方法においては、高分子前駆体と、本発明に係る塩基発生剤と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、現像を行うパターン形成が可能である。 In the method for producing a relief pattern, the surface of the coating film or molded body made of the photosensitive resin composition is protected from the developer by using the polymer precursor in combination with the base generator according to the present invention. Therefore, it is possible to form a pattern for development without using a resist film.
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するなどして塗膜を形成したり、適した成型方法で成形体を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定のパターン状に電磁波を照射し、照射後又は照射と同時に加熱することにより、露光部においてのみ、本発明に係る塩基発生剤が塩基性物質を生成する。塩基性物質は、露光部の高分子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。 The photosensitive resin composition according to the present invention is coated on some support to form a coating film, or a molded body is formed by a suitable molding method, and the coating film or molded body is formed into a predetermined pattern shape. The base generator according to the present invention generates a basic substance only in the exposed part by irradiating the film with electromagnetic waves and heating after irradiation or simultaneously with irradiation. The basic substance acts as a catalyst that promotes the reaction of the polymer precursor in the exposed area to the final product.
ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体のように、塩基の触媒作用によって熱硬化温度が低下する高分子前駆体を用いる場合には、先ず、そのような高分子前駆体、及び本発明に係る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を露光する。露光後又は露光と同時に加熱すると、露光部には、塩基性物質が発生し、その部分の熱硬化温度が選択的に低下する。露光後又は露光と同時に、露光部は熱硬化するが未露光部は熱硬化しない処理温度で加熱し、露光部のみ硬化させる。塩基性物質を発生させる加熱工程と、露光部のみ硬化させる反応を行うための加熱工程(露光後ベイク)は、同一の工程としても良いし、別の工程にしても良い。
次に、所定の現像液(有機溶媒や塩基性水溶液等)で未露光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、更に必要に応じ加熱して熱硬化を完結させる。以上の工程によって、通常ネガ型の所望の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 polymer precursor whose thermosetting temperature is lowered by the catalytic action of a base, such as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, first, such a polymer precursor and a base according to the present invention are used. The part which wants to leave the pattern on the coating film or molded object of the photosensitive resin composition which combined the generator is exposed. When heated after exposure or simultaneously with exposure, a basic substance is generated in the exposed portion, and the thermosetting temperature of that portion is selectively lowered. After the exposure or simultaneously with the exposure, the exposed portion is heat-cured but the unexposed portion is heated at a processing temperature that is not heat-cured, and only the exposed portion is cured. The heating step for generating the basic substance and the heating step (post-exposure bake) for performing the reaction for curing only the exposed portion may be the same step or different steps.
Next, the unexposed 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 thermosetting. Through the above steps, a desired negative two-dimensional resin pattern (general plane pattern) or a three-dimensional resin pattern (three-dimensionally shaped shape) is obtained.
また、エポキシ基やシアネート基を有する化合物及び高分子のように、塩基の触媒作用によって、反応が開始するような高分子前駆体を用いる場合においても、先ず、そのような高分子前駆体、及び本発明に係る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を露光する。露光後又は露光と同時に加熱すると、露光部には塩基性物質が発生し、その部分のエポキシ基やシアネート基を有する化合物及び高分子の反応が開始され、露光部のみ硬化する。塩基性物質を発生させる加熱工程と、露光部のみ硬化させる反応を行うための加熱工程(露光後ベイク)は、同一の工程としても良いし、別の工程にしても良い。次に、所定の現像液(有機溶媒や塩基性水溶液等)で未露光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、更に必要に応じ加熱して熱硬化を完結させる。以上の工程によって、通常ネガ型の所望の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。 Further, even when using a polymer precursor that initiates the reaction by the catalytic action of a base, such as a compound having an epoxy group or a cyanate group and a polymer, first, such a polymer precursor, and The part which wants to leave the pattern on the coating film or molded object of the photosensitive resin composition which combined the base generator concerning this invention is exposed. When it is heated after exposure or simultaneously with exposure, a basic substance is generated in the exposed area, the reaction of the compound having an epoxy group or cyanate group and a polymer in that area is initiated, and only the exposed area is cured. The heating step for generating the basic substance and the heating step (post-exposure bake) for performing the reaction for curing only the exposed portion may be the same step or different steps. Next, the unexposed 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 thermosetting. Through the above steps, a desired negative two-dimensional resin pattern (general plane pattern) or a three-dimensional resin pattern (three-dimensionally shaped shape) is obtained.
本発明の感光性樹脂組成物は、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、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、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン等の極性溶媒、トルエン等の芳香族炭化水素類、及び、これらの溶媒からなる混合溶媒に溶解後、浸漬法、スプレー法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スピンコート法、ディスペンス法などによって、シリコンウエハ、金属基板、セラミック基板、樹脂フィルム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 propylene glycol monomethyl ether, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and γ-butyrolactone. After dissolving in polar solvents such as toluene, aromatic hydrocarbons such as toluene, and mixed solvents composed of these solvents, immersion method, spray method, flexographic printing method, gravure printing method, screen printing method, spin coating method, dispensing It can be applied to the surface of a substrate such as a silicon wafer, metal substrate, ceramic substrate or resin film by a method, etc., and heated to remove most of the solvent to give a non-adhesive coating on the surface of the substrate. it can. 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 the exposure apparatus used in the exposure process are not particularly limited, and may be contact exposure or indirect exposure. A contact / proximity exposure machine using a g-line stepper, i-line stepper, ultrahigh pressure mercury lamp, or mirror projection exposure machine. Alternatively, a projector or a radiation source that can irradiate ultraviolet rays, visible rays, X-rays, electron beams, or the like can be used.
電磁波照射のみによって保護基の脱保護や共有結合形成基生成を行う場合、塩基を発生するために照射する電磁波によって脱保護や共有結合形成基生成を行っても良いし、脱保護や共有結合形成基生成のための電磁波と、塩基を発生させるための電磁波とで波長を変更しても良い。例えば、長波長の電磁波を照射して脱保護や共有結合形成基生成を行い、その後短波長の電磁波で塩基を発生させるための異性化を行うなどが挙げられる。これらの場合の電磁波の照射量は、電磁波によっても異なり、特に限定されず、適宜調整される。 When deprotection of a protecting group or generation of a covalent bond forming group is performed only by electromagnetic wave irradiation, deprotection or covalent bond forming group generation may be performed by an electromagnetic wave irradiated to generate a base, or deprotection or covalent bond formation may be performed. The wavelength may be changed between an electromagnetic wave for generating a group and an electromagnetic wave for generating a base. For example, deprotection or generation of a covalent bond-forming group is performed by irradiating a long wavelength electromagnetic wave, followed by isomerization for generating a base with a short wavelength electromagnetic wave. The irradiation amount of the electromagnetic wave in these cases varies depending on the electromagnetic wave and is not particularly limited, and is appropriately adjusted.
露光前又は露光後又は露光と同時に加熱し、保護基を脱保護させて塩基を発生させたり、構造の一部を変化させて共有結合形成基を生成するための加熱温度としては、組み合わせる高分子前駆体や目的により適宜選択され、特に限定されない。感光性樹脂組成物が置かれた環境の温度(例えば、室温)による加熱であっても良く、その場合、徐々に塩基が発生する。また、電磁波の照射時に副生される熱によっても塩基が発生するため、電磁波の照射時に副生される熱により実質的に加熱が同時に行われても良い。反応速度を高くし、効率よくアミンを発生させる点から、塩基を発生させるための加熱温度としては、30℃以上であることが好ましく、更に好ましくは60℃以上、より更に好ましくは100℃以上、特に好ましくは120℃以上である。しかしながら、組み合わせて用いられる高分子前駆体によっては、例えば60℃以上の加熱で未露光部についても硬化するものもあるので、好適な加熱温度は、上記に限定されない。また、本発明に係る塩基発生剤の塩基発生以外の分解を防ぐために、400℃以下で加熱することが好ましく、更に300℃以下で加熱することが好ましい。
例えば、エポキシ樹脂の場合、好ましい熱処理の温度の範囲は、エポキシ樹脂の種類により適宜選択されるが、通常100℃〜150℃程度である。
なお、露光前に加熱を行い脱保護や共有結合形成基生成を行ってもよい。保護基等の種類によっては保護基等を導入することで、吸収波長が短波長化するなどして塩基発生剤の感度が悪くなることがある。このような場合、電磁波照射前の加熱により予め保護基等を脱保護し、電磁波を照射することにより、電磁波照射時の感度を向上させることができる。
なお、保護基の脱保護や共有結合形成基生成条件は、組成物中で共存する成分により変化し得る。例えば、他の光酸発生剤や光塩基発生剤が含まれる場合、光照射によって発生した酸・塩基の影響で、露光後の加熱温度が変化する場合がある。
当該電磁波照射前の保護基脱保護のための加熱は、塗膜の乾燥工程であっても良いし、他の加熱工程であっても良い。この場合、加熱温度としては、脱保護が可能な温度を適宜選択すればよいが、50℃〜180℃が好ましく、時間は10秒以上60分以下が好ましい。
また、加熱を行う際には、低温で保護基の脱保護を行い、より高温で塩基を発生させるようにしても良い。
The polymer to be combined is heated before or after exposure or simultaneously with exposure to generate a base by deprotecting the protecting group or changing a part of the structure to generate a covalent bond-forming group. It is appropriately selected depending on the precursor and purpose, and is not particularly limited. Heating by the temperature (for example, room temperature) of the environment where the photosensitive resin composition is placed may be used, and in that case, a base is gradually generated. Further, since the base is also generated by heat generated as a by-product during irradiation with electromagnetic waves, heating may be performed substantially simultaneously with the heat generated as a by-product during irradiation with electromagnetic waves. From the viewpoint of increasing the reaction rate and efficiently generating amine, the heating temperature for generating the base is preferably 30 ° C or higher, more preferably 60 ° C or higher, still more preferably 100 ° C or higher, Especially preferably, it is 120 degreeC or more. However, depending on the polymer precursors used in combination, for example, the unexposed part may be cured by heating at 60 ° C. or higher, so that the suitable heating temperature is not limited to the above. Moreover, in order to prevent decomposition | disassembly other than base generation | occurrence | production of the base generator concerning this invention, it is preferable to heat at 400 degrees C or less, and it is preferable to heat at 300 degrees C or less.
For example, in the case of an epoxy resin, a preferable heat treatment temperature range is appropriately selected depending on the type of the epoxy resin, but is usually about 100 ° C to 150 ° C.
In addition, you may heat before exposure and may perform deprotection and a covalent bond formation group production | generation. Depending on the type of the protecting group or the like, the sensitivity of the base generator may be deteriorated by introducing a protecting group or the like to shorten the absorption wavelength. In such a case, the sensitivity at the time of electromagnetic wave irradiation can be improved by deprotecting a protective group or the like in advance by heating before the electromagnetic wave irradiation and irradiating the electromagnetic wave.
It should be noted that the deprotection of the protecting group and the conditions for generating a covalent bond-forming group can vary depending on the components that coexist in the composition. For example, when other photoacid generators or photobase generators are included, the heating temperature after exposure may change due to the influence of an acid / base generated by light irradiation.
The heating for protecting group deprotection before the electromagnetic wave irradiation may be a coating film drying process or another heating process. In this case, as the heating temperature, a temperature capable of deprotection may be selected as appropriate, but it is preferably 50 ° C. to 180 ° C., and the time is preferably 10 seconds to 60 minutes.
In addition, when heating is performed, the protecting group may be deprotected at a low temperature to generate a base at a higher temperature.
なお、上記式(1−1)のR9における保護基の脱保護や、構造の一部を変化させて共有結合形成基を生成することは、加熱のみによっても、電磁波照射のみによって行われても良い。
また、加熱と電磁波照射を同時に又は加熱と電磁波照射を交互に行うことより脱保護や共有結合形成基生成を行っても良い。
In addition, deprotection of the protecting group in R 9 of the above formula (1-1) and generation of a covalent bond forming group by changing a part of the structure are performed only by heating or only by electromagnetic wave irradiation. Also good.
Further, deprotection or covalent bond forming group generation may be performed by performing heating and electromagnetic wave irradiation simultaneously or alternately with heating and electromagnetic wave irradiation.
前記式(1−1)で表される塩基発生剤は電磁波の照射のみでも塩基を発生するが、適宜加熱することにより塩基の発生が促進される。従って、効率的に塩基を発生させるために、前記式(1−1)で表される塩基発生剤を用いる際には、電磁波照射(露光)後又は電磁波照射と同時に加熱を行うことにより塩基を発生する。露光と加熱を交互に行ってもよい。最も効率が良い方法は、露光と同時に加熱する方法である。 The base generator represented by the formula (1-1) generates a base only by irradiation with electromagnetic waves, but generation of the base is promoted by heating appropriately. Therefore, in order to generate a base efficiently, when using the base generator represented by the formula (1-1), the base is formed by heating after electromagnetic wave irradiation (exposure) or simultaneously with electromagnetic wave irradiation. appear. Exposure and heating may be performed alternately. The most efficient method is a method of heating simultaneously with exposure.
本発明に係る感光性樹脂組成物の塗膜は、架橋反応を物理的に促進するためや、露光部のみ硬化させる反応を行うために、露光工程と現像工程の間に、露光後ベイク(Post Exposure Bake:PEB)を行うことが好ましい。当該PEBは、電磁波の照射及び加熱により発生した塩基の作用により、塩基が存在する部位と、未照射で塩基が存在しない部位とでイミド化率等の硬化反応の反応率が異なるようになる温度で行うことが好ましい。例えば、イミド化の場合、好ましい熱処理の温度の範囲は、通常60℃〜200℃程度であり、より好ましくは120℃〜200℃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生ずることが難しくなる。一方、熱処理温度が200℃を超えると、アミンが存在していない未露光部でもイミド化が進行する恐れがあり、露光部と未露光部の溶解性の差を生じ難い。
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、又はホットプレートによる加熱等が挙げられるが、特に限定されない。
本発明において、電磁波の照射と加熱により塩基発生剤から塩基が生ずるが、この塩基を発生させるための加熱とPEB工程は同一の工程としてもよいし、別の工程としてもよい。
The coating film of the photosensitive resin composition according to the present invention is a post-exposure bake (Post) between the exposure process and the development process in order to physically accelerate the cross-linking reaction or to perform a reaction to cure only the exposed area. It is preferable to perform Exposure Bake (PEB). The PEB is a temperature at which the reaction rate of the curing reaction such as the imidization rate differs between the site where the base is present and the site where the base is not present without irradiation due to the action of the base generated by electromagnetic wave irradiation and heating. It is preferable to carry out with. For example, in the case of imidization, the preferable heat treatment temperature range is usually about 60 ° C to 200 ° C, more preferably 120 ° C to 200 ° C. When the heat treatment temperature is lower than 60 ° C., the imidization efficiency is poor, and it becomes difficult to cause a difference in the imidization ratio between the exposed and unexposed areas under realistic process conditions. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 200 ° C., imidization may proceed even in an unexposed portion where no amine is present, and it is difficult to cause a difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion.
This heat treatment may be any method as long as it is a known method, and specific examples thereof include heating with a circulating oven in a nitrogen atmosphere or a hot plate, or the like, but is not particularly limited.
In the present invention, a base is generated from the base generator by irradiation with electromagnetic waves and heating. The heating and PEB process for generating the base may be the same process or separate processes.
(現像液)
現像工程に用いられる現像液としては、前記照射部位の溶解性が変化する溶剤を現像液として用いれば、特に限定されず、塩基性水溶液、有機溶剤など、用いられる高分子前駆体に合わせて適宜選択することが可能である。
(Developer)
The developer used in the development step is not particularly limited as long as the solvent that changes the solubility of the irradiation site is used as the developer, and is appropriately selected according to the polymer precursor to be used, such as a basic aqueous solution or an organic solvent. It is possible to select.
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。
Although it does not specifically limit as basic aqueous solution, For example, other than tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution whose density | concentration is 0.01 weight%-10 weight%, Preferably, 0.05 weight%-5 weight%. , Diethanolamine, diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, triethylamine, diethylamine, methylamine, dimethylamine, dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethyl Examples of the aqueous solution include methacrylate, cyclohexylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, and tetramethylammonium.
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.
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、その他テトラヒドロフラン、クロロホルム、アセトニトリルなどを、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。現像後は水または貧溶媒にて洗浄を行う。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 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, 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, other tetrahydrofuran, chloroform, acetonitrile and the like alone or Two or more types may be added in combination. After development, washing is performed with water or a poor solvent. 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, a patterned high heat resistant resin layer is formed by heating at a temperature of 180 to 500 ° C., preferably 200 to 350 ° C. for several tens of minutes to several hours. The
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。尚、実施例中、部は特に特定しない限り重量部を表す。製造された塩基発生剤の構造は1H NMRによって確認した。
また、以下に示す装置を用いて各測定、実験を行った。
1H NMR測定:日本電子(株)製、JEOL JNM−LA400WB
手動露光:大日本科研製、MA−1100
吸光度測定:(株)島津製作所製、紫外可視分光光度計UV−2550
塗膜の加熱:アズワン(株)製、HOT PLATE EC−1200(本実施例中、ホットプレートと記載することがある)
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention. In the examples, parts represent parts by weight unless otherwise specified. The structure of the produced base generator was confirmed by 1 H NMR.
Moreover, each measurement and experiment were performed using the apparatus shown below.
1 H NMR measurement: JEOL JNM-LA400WB, manufactured by JEOL Ltd.
Manual exposure: manufactured by Dainippon Kaken, MA-1100
Absorbance measurement: UV-2550 manufactured by Shimadzu Corporation, UV-visible spectrophotometer
Heating of the coating film: As One Co., Ltd., HOT PLATE EC-1200 (may be described as a hot plate in this example)
(製造例1:塩基発生剤(1)の合成)
300 mL三口フラスコ中、2,4−ジヒドロキシ−ケイ皮酸(シグマアルドリッチジャパン(株)製)5.0g(27.8mmol)をテトラヒドロフラン100 mLに溶解し、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)(東京化成工業(株)製)6.4g(33.3 mmol)を加えた。30分後、ピペリジン(東京化成工業(株)製)3.3ml (33.3 mmol)を加えた。反応終了後、水に溶解し、クロロホルムで抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1N塩酸、飽和食塩水で洗浄した。その後、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール 100/1〜10/1(体積比))により精製することにより、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン((E)-3-(2,4-dihydroxyphenyl)-1-(piperidin-1-yl)prop-2-en-1-one)を3.8g(15.4mmol)得た。
100mLフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン3.00g(12.1mmol)、tert-ブトキシジフェニルクロロシラン(東京化成工業(株)製)3.26ml(14.52mmol、1.2eq)をジメチルスルホキシド5mLに溶解させ、イミダゾール(東京化成工業(株)製)2.46g(36.3mmol、2.5eq)を加え、終夜で撹拌した。反応終了後、5%炭酸水素ナトリウム水溶液を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させることにより、下記式(7)で表される塩基発生剤(1)[(E)−3−(4−(tert−ブトキシジフェニルシリルオキシ)−2−ヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン]を2.9g(5.63mmol)得た。
(Production Example 1: Synthesis of base generator (1))
In a 300 mL three-necked flask, 5.0 g (27.8 mmol) of 2,4-dihydroxy-cinnamic acid (manufactured by Sigma Aldrich Japan) was dissolved in 100 mL of tetrahydrofuran, and 1-ethyl-3- (3-dimethyl) was dissolved. Aminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 6.4g (33.3 mmol) was added. After 30 minutes, 3.3 ml (33.3 mmol) of piperidine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added. After completion of the reaction, the reaction mixture was dissolved in water, extracted with chloroform, and then washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, 1N hydrochloric acid and saturated brine. Then, (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidine) was purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol 100/1 to 10/1 (volume ratio)). -1-yl) prop-2-en-1-one ((E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one) 0.8 g (15.4 mmol) was obtained.
In a 100 mL flask, 3.00 g (12.1 mmol) of tert-butoxydiphenyl (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one 3.26 ml (14.52 mmol, 1.2 eq) of chlorosilane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 5 mL of dimethyl sulfoxide, and 2.46 g (36.3 mmol, 2.6.3 mmol) of imidazole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved. 5 eq) was added and stirred overnight. After completion of the reaction, a 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added, the mixture was extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, and then dried using magnesium sulfate, whereby the base generator (1) represented by the following formula (7) [1] [ 2.9 g of (E) -3- (4- (tert-butoxydiphenylsilyloxy) -2-hydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one] (5. 63 mmol).
(製造例2:塩基発生剤(2)の合成)
製造例1と同様に(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オンを得た。100mLフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン940mg(3.82mmol)、トリメチルクロロシラン(東京化成工業(株)製)1.38g(9.16mmol、2.4eq)をジメチルスルホキシド5mLに溶解させ、イミダゾール(東京化成工業(株)製)1.3g(19.2mmol、5.0eq)を加え、終夜で撹拌した。反応終了後、5%炭酸水素ナトリウム水溶液を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させることにより、下記式(8)で表される塩基発生剤(2)を0.51g得た。
(Production Example 2: Synthesis of base generator (2))
(E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one was obtained in the same manner as in Production Example 1. In a 100 mL flask, 940 mg (3.82 mmol) of (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one, trimethylchlorosilane (Tokyo Chemical Industry) 1.38 g (9.16 mmol, 2.4 eq) dissolved in 5 mL of dimethyl sulfoxide, 1.3 g (19.2 mmol, 5.0 eq) of imidazole (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, Stir overnight. After completion of the reaction, a 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution was added, the mixture was extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, and then dried using magnesium sulfate to obtain a base generator (2) represented by the following formula (8). 0.51 g was obtained.
(製造例3:塩基発生剤(3)の合成)
製造例1と同様に(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オンを得た。100mLフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン940mg(3.82mmol)、tert-ブチルビニルエーテル(アルドリッチ(株)製)10gと脱水テトラヒドロフラン4gの混合溶液に溶解させ、ピリジニウムp-トルエンスルホナート(東京化成(株)製)92mg(0.38mmol,0.1eq)を加え、終夜で撹拌した。反応終了後、飽和食塩水を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させ、オープンカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=2:1(体積比))を用いて精製することにより、下記式(9)で表される塩基発生剤(3)を260mg得た。
(Production Example 3: Synthesis of base generator (3))
(E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one was obtained in the same manner as in Production Example 1. In a 100 mL flask, 940 mg (3.82 mmol) of (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one, tert-butyl vinyl ether (Aldrich) The product was dissolved in a mixed solution of 10 g (manufactured by Co., Ltd.) and 4 g of dehydrated tetrahydrofuran, and 92 mg (0.38 mmol, 0.1 eq) of pyridinium p-toluenesulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added and stirred overnight. After completion of the reaction, saturated brine is added, and the mixture is extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, and opened column chromatography (hexane: ethyl acetate = 2: 1 (volume ratio)). By refine | purifying, 260 mg of base generators (3) represented by following formula (9) were obtained.
(製造例4:塩基発生剤(4)の合成)
製造例1と同様に(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オンを得た。100mLフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン940mg(3.82mmol)、tert-ブチルビニルエーテル(アルドリッチ(株)製)2.0mlと脱水テトラヒドロフラン40mlの混合溶液に溶解させ、ピリジニウムp-トルエンスルホナート(東京化成(株)製)9.2mg(0.038mmol,0.01eq)を加え、終夜で撹拌した。反応終了後、飽和食塩水を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させ、オープンカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=2:1(体積比))を用いて精製することにより、下記式(10)で表される塩基発生剤(4)を72mg得た。
(Production Example 4: Synthesis of base generator (4))
(E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one was obtained in the same manner as in Production Example 1. In a 100 mL flask, 940 mg (3.82 mmol) of (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one, tert-butyl vinyl ether (Aldrich) Dissolved in a mixed solution of 2.0 ml and 40 ml of dehydrated tetrahydrofuran, and 9.2 mg (0.038 mmol, 0.01 eq) of pyridinium p-toluenesulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added. Stir. After completion of the reaction, saturated brine is added, and the mixture is extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, and opened column chromatography (hexane: ethyl acetate = 2: 1 (volume ratio)). By refine | purifying, 72 mg of base generators (4) represented by following formula (10) were obtained.
(製造例5:塩基発生剤(5)の合成)
製造例1と同様に(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オンを得た。Bulletin des Societes Chimiques Belges, 88(12), 1043-4; 1979を参考に3−クロロプロパン酸トリメチルシリルエステルを合成した。 続いて、アルゴン雰囲気下、100mlフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン1.0g(4.04mmol)、3−クロロプロパン酸トリメチルシリルエステル1.82g(10.1mmol)をメタノール10mlに溶解させ、還流した。水酸化カリウム(関東化学社製)0.24g(4.44mmol)をメタノール1.0mlに溶解させ、ゆっくり滴下した。3時間撹拌後、室温に戻し、ろ過した。ろ液を濃縮し、ジクロロメタンに溶解させ、水洗したのち、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール100/1〜10/1(体積比))により精製することにより下記化学式(11)で表される塩基発生剤(5)を250mg得た。
(Production Example 5: Synthesis of base generator (5))
(E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one was obtained in the same manner as in Production Example 1. 3-Chloropropanoic acid trimethylsilyl ester was synthesized with reference to Bulletin des Societes Chimiques Belges, 88 (12), 1043-4; 1979. Subsequently, 1.0 g of (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one in a 100 ml flask under an argon atmosphere (4. 04 mmol), 1.82 g (10.1 mmol) of 3-chloropropanoic acid trimethylsilyl ester was dissolved in 10 ml of methanol and refluxed. 0.24 g (4.44 mmol) of potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved in 1.0 ml of methanol and slowly added dropwise. After stirring for 3 hours, the mixture was returned to room temperature and filtered. The filtrate was concentrated, dissolved in dichloromethane, washed with water, and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol 100/1 to 10/1 (volume ratio)), and expressed by the following chemical formula (11). As a result, 250 mg of the base generator (5) was obtained.
(製造例6:塩基発生剤(6)の合成)
製造例1と同様に(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オンを得た。続いて、アルゴン雰囲気下、100mlフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン1.0g(4.04mmol)、(2−クロロ−エチル)−カルバミック酸 tert−ブチルエステル((2-Chloro-ethyl)-carbamic acid tert-butylester)(オーロラファインケミカル製)1.81g(10.1mmol)をメタノール10mlに溶解させ、還流した。水酸化カリウム(関東化学社製)0.24g(4.44mmol)をメタノール1.0mlに溶解させ、ゆっくり滴下した。3時間撹拌後、室温に戻し、ろ過した。ろ液を濃縮し、ジクロロメタンに溶解させ、水洗したのち、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール100/1〜10/1(体積比))により精製することにより下記化学式(12)で表される塩基発生剤(6)を250mg得た。
(Production Example 6: Synthesis of base generator (6))
(E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one was obtained in the same manner as in Production Example 1. Subsequently, 1.0 g of (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one in a 100 ml flask under an argon atmosphere (4. 04 mmol), (2-Chloro-ethyl) -carbamic acid tert-butylester (Aurora Fine Chemical) 1.81 g (10.1 mmol) dissolved in 10 ml of methanol And refluxed. 0.24 g (4.44 mmol) of potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved in 1.0 ml of methanol and slowly added dropwise. After stirring for 3 hours, the mixture was returned to room temperature and filtered. The filtrate was concentrated, dissolved in dichloromethane, washed with water, and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol 100/1 to 10/1 (volume ratio)), and expressed by the following chemical formula (12). 250 mg of the base generator (6) was obtained.
(製造例7:塩基発生剤(7)の合成)
30mlフラスコ中、塩基発生剤(6)100mg(266μmol)、塩化水素 (約4mol/L 1,4-ジオキサン溶液)(東京化成工業(株)製)1mlを加え1時間撹拌した。反応終了後、濃縮することで(E)−3−(4−(2−アミノエトキシ)−2−ヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン( (E)-3-(4-(2-aminoethoxy)-2-hydroxyphenyl)-1-(piperidin-1-yl)prop-2-en-1-one)を定量的に得た。続いて、上記で得られた(E)−3−(4−(2−アミノエトキシ)−2−ヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オンの全てをトルエン10mlに溶解させ、0℃に冷却した状態でトリホスゲン(東京化成工業(株)製)14.3mg(0.32eq)とトルエン0.5mlとの混合溶液を滴下した。同温で10分間攪拌を続けた後に、2時間かけて95℃まで昇温した。さらに2時間かけて112℃まで昇温した後、冷却してイソシアネート溶液を調製した。続いて、アセト酢酸エチル(東京化成工業(株)製)41mg(1.2eq)、ナトリウムメトキシド (約5mol/Lメタノール溶液) (東京化成工業(株)製)10μlを加え、80℃で1時間撹拌した。反応終了後、濃縮し、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール100/1〜10/1(体積比))により精製することにより下記化学式(13)で表される塩基発生剤(7)を20mg得た。
(Production Example 7: Synthesis of base generator (7))
In a 30 ml flask, 100 mg (266 μmol) of a base generator (6) and 1 ml of hydrogen chloride (about 4 mol / L 1,4-dioxane solution) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and stirred for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction mixture is concentrated to give (E) -3- (4- (2-aminoethoxy) -2-hydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one (( E) -3- (4- (2-aminoethoxy) -2-hydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one) was obtained quantitatively. Subsequently, all of (E) -3- (4- (2-aminoethoxy) -2-hydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one obtained above Was dissolved in 10 ml of toluene, and a mixed solution of 14.3 mg (0.32 eq) of triphosgene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.5 ml of toluene was added dropwise in a state cooled to 0 ° C. After stirring for 10 minutes at the same temperature, the temperature was raised to 95 ° C. over 2 hours. Furthermore, after heating up to 112 degreeC over 2 hours, it cooled and prepared the isocyanate solution. Subsequently, 41 mg (1.2 eq) of ethyl acetoacetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 10 μl of sodium methoxide (about 5 mol / L methanol solution) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added, and 1 at 80 ° C. Stir for hours. After completion of the reaction, the reaction product is concentrated and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol 100/1 to 10/1 (volume ratio)) to produce a base generator (7) represented by the following chemical formula (13). 20 mg of was obtained.
(製造例:塩基発生剤(8)の合成)
既報(J. Med. Chem. 1998, 41, 5429-5444)に従い1,1−ジメチルエチル N−(2−クロロエチル)−N−メチルカルバメートを合成した。
製造例1と同様の方法で、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン((E)-3-(2,4-dihydroxyphenyl)-1-(piperidin-1-yl)prop-2-en-1-one)を得た。
アルゴン雰囲気下、100mlフラスコ中、(E)−3−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1−(ピペリジン−1−イル)プロップ−2−エン−1−オン1.0g(4.04mmol)、及び1,1−ジメチルエチル N−(2−クロロエチル)−N−メチルカルバメート1.96g(10.1mmol)をメタノール10mlに溶解させ、還流した。水酸化カリウム(関東化学社製)0.24g(4.44mmol)をメタノール1.0mlに溶解させ、ゆっくり滴下した。3時間撹拌後、室温に戻し、ろ過した。ろ液を濃縮し、ジクロロメタンに溶解させ、水洗したのち、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール100/1〜10/1(体積比))により精製することにより下記化学式(14)で表される塩基発生剤(8)を120mg得た。
(Production Example: Synthesis of Base Generator (8))
1,1-dimethylethyl N- (2-chloroethyl) -N-methylcarbamate was synthesized according to a report (J. Med. Chem. 1998, 41, 5429-5444).
In the same manner as in Production Example 1, (E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one ((E) -3- ( 2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one) was obtained.
(E) -3- (2,4-dihydroxyphenyl) -1- (piperidin-1-yl) prop-2-en-1-one 1.0 g (4.04 mmol) in a 100 ml flask under argon atmosphere Then, 1.96 g (10.1 mmol) of 1,1-dimethylethyl N- (2-chloroethyl) -N-methylcarbamate was dissolved in 10 ml of methanol and refluxed. 0.24 g (4.44 mmol) of potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was dissolved in 1.0 ml of methanol and slowly added dropwise. After stirring for 3 hours, the mixture was returned to room temperature and filtered. The filtrate was concentrated, dissolved in dichloromethane, washed with water, and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol 100/1 to 10/1 (volume ratio)), and expressed by the following chemical formula (14). 120 mg of the base generator (8) was obtained.
(製造例9:塩基発生剤(9)の合成)
300mLフラスコ中、5−ヒドロキシ−2−ニトロベンジルアルコール(アルドリッチ社製)8.5g(50mmol)、二炭酸ジ−tert−ブチル(東京化成工業(株)製)13.1g(60mmol、1.2eq)、トリエチルアミン(東京化成工業(株)製)10.5ml(75mmol、1.5eq)をクロロホルム100mLに溶解させ、終夜で撹拌した。反応終了後、飽和食塩水を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させることにより、tert−ブチル−3−(ヒドロキシメチル)−4−ニトロフェニルカーボネートを160mg得た。
窒素雰囲気下、200ml三口フラスコ中、tert−ブチル−3−(ヒドロキシメチル)−4−ニトロフェニルカーボネート 6.7g (25mmol)を脱水ジメチルアセトアミド100mlに溶解しトリエチルアミン7.0ml (50mmol, 2.0eq)を加えた。氷浴下で、クロロぎ酸4-ニトロフェニル(東京化成(株)製)5.5g (27mmol, 1.1eq)を加えた後、室温で16時間攪拌した。反応液を水2 Lに注ぎ込み、生じた沈殿をろ過した後、シリカゲルカラムクマトグラフィーにより精製することにより、カルバメート前駆体Aを6.4g得た。
窒素雰囲気下、100ml三口フラスコ中、カルバメート前駆体A4.1g (9.5mmol)を脱水ジメチルアセトアミド50mlに溶解し、ピペリジン3.2ml (37mmol, 3.9eq)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(東京化成(株)製)0.36g (0.3eq)を加え90℃で18時間加熱攪拌した。反応溶液を1%炭酸水素ナトリウム水溶液1 Lに注ぎ込み、生じた沈殿をろ過した後、水にて洗浄することにより下記化学式(15)で表される塩基発生剤(9)を1.2g得た。
(Production Example 9: Synthesis of base generator (9))
In a 300 mL flask, 8.5 g (50 mmol) of 5-hydroxy-2-nitrobenzyl alcohol (Aldrich), di-tert-butyl dicarbonate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 13.1 g (60 mmol, 1.2 eq) ), 10.5 ml (75 mmol, 1.5 eq) of triethylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 100 mL of chloroform and stirred overnight. After completion of the reaction, saturated brine was added and the mixture was extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, and dried over magnesium sulfate to obtain 160 mg of tert-butyl-3- (hydroxymethyl) -4-nitrophenyl carbonate. It was.
Under a nitrogen atmosphere, 6.7 g (25 mmol) of tert-butyl-3- (hydroxymethyl) -4-nitrophenyl carbonate was dissolved in 100 ml of dehydrated dimethylacetamide in a 200 ml three-necked flask, and 7.0 ml (50 mmol, 2.0 eq) of triethylamine was dissolved. Was added. In an ice bath, 5.5 g (27 mmol, 1.1 eq) of 4-nitrophenyl chloroformate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 16 hours. The reaction solution was poured into 2 L of water, and the resulting precipitate was filtered and purified by silica gel column chromatography to obtain 6.4 g of carbamate precursor A.
In a 100 ml three-necked flask in a nitrogen atmosphere, 4.1 g (9.5 mmol) of the carbamate precursor A was dissolved in 50 ml of dehydrated dimethylacetamide, and 3.2 ml (37 mmol, 3.9 eq) of piperidine, 1-hydroxybenzotriazole (Tokyo Kasei ( 0.36 g (0.3 eq) was added, and the mixture was stirred with heating at 90 ° C. for 18 hours. The reaction solution was poured into 1 L of 1% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, and the resulting precipitate was filtered and washed with water to obtain 1.2 g of a base generator (9) represented by the following chemical formula (15). .
(製造例10:塩基発生剤(10)の合成)
既報(European Journal of Medicinal Chemistry (2009), 44(1), 109-116)に従い、 (E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノンオキシム((E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl)(4-hydroxyphenyl)methanone oxime)を合成した。
100mlナスフラスコ中、(E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノンオキシム2.79g(10mmol)、シクロヘキサンカルボニルクロリド(東京化成(株)製)1.47g(10mmol、1.0eq)をクロロホルム30mLに溶解させた。これを氷水で冷却した後、クロロホルム5mLで希釈したトリエチルアミン1.67ml(12mmol、1.2eq)を滴下した。室温で1時間攪拌した後、反応溶液を3回水洗した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水した後濾過し、濃縮することで(E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノン o−シクロヘキサンカルボニルオキシム((E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl)(4-hydroxyphenyl)methanone O-cyclohexanecarbonyl oxime)を0.7g得た。
100mlフラスコ中、(E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノンo−シクロヘキサンカルボニルオキシム0.6g(1.60mmol)二炭酸ジ−tert−ブチル(東京化成工業(株)製)420mg(1.92mmol、1.2eq)、トリエチルアミン(東京化成工業(株)製)330μl(2.40mmol、1.5eq)をクロロホルム10mLに溶解させ、終夜で撹拌した。反応終了後、飽和食塩水を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させることにより、下記化学式(16)で表される塩基発生剤(10)を120mg得た。
(Production Example 10: Synthesis of base generator (10))
According to a previous report (European Journal of Medicinal Chemistry (2009), 44 (1), 109-116), (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone oxime ((E)- (2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone oxime) was synthesized.
In a 100 ml eggplant flask, 2.79 g (10 mmol) of (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone oxime, 1.47 g of cyclohexanecarbonyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 10 mmol, 1.0 eq) was dissolved in 30 mL of chloroform. After cooling with ice water, 1.67 ml (12 mmol, 1.2 eq) of triethylamine diluted with 5 mL of chloroform was added dropwise. After stirring at room temperature for 1 hour, the reaction solution was washed with water three times. The organic layer was dehydrated with magnesium sulfate, filtered, and concentrated to give (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone o-cyclohexanecarbonyloxime ((E)-(2- 0.7 g of hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone O-cyclohexanecarbonyl oxime) was obtained.
In a 100 ml flask, (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone o-cyclohexanecarbonyloxime 0.6 g (1.60 mmol) di-tert-butyl dicarbonate (Tokyo Chemical Industry ( 420 mg (1.92 mmol, 1.2 eq) and 330 μl (2.40 mmol, 1.5 eq) of triethylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were dissolved in 10 mL of chloroform and stirred overnight. After completion of the reaction, saturated brine was added, extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, and dried using magnesium sulfate to obtain 120 mg of a base generator (10) represented by the following chemical formula (16). .
(製造例11:塩基発生剤(11)の合成)
既報(European Journal of Medicinal Chemistry (2009), 44(1), 109-116)に従い、 (E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノンオキシムを合成した。
窒素雰囲気下、200 mL 三口フラスコ中、(E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノンオキシム2.79g (10mmol)を脱水ジメチルアセトアミド50 mLに溶解し、触媒量のジブチルすずジアセテート(関東化学(株)製)を加え、撹拌した。そこへ、イソシアン酸シクロヘキシル(東京化成(株)製)1.25g(10mmol)を添加し、105℃で7時間加熱攪拌を行った。その後、蒸留水500mlによって再沈殿を行い、沈殿物を回収した後、カラムクロマトグラフィーによって精製し、(E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノン o−シクロヘキシルカルバモイルオキシム((E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl)(4-hydroxyphenyl)methanone O-cyclohexylcarbamoyl oxime)を2.1g得た。
100mlフラスコ中、(E)−(2−ヒドロキシナフタレン−1−イル)(4−ヒドロキシフェニル)メタノンo−シクロヘキシルカルバモイルオキシム1.5g(3.71mmol)二炭酸ジ−tert−ブチル(東京化成工業(株)製)971mg(4.45mmol、1.2eq)、トリエチルアミン(東京化成工業(株)製)780μl(5.60mmol、1.5eq)をクロロホルム30mLに溶解させ、終夜で撹拌した。反応終了後、飽和食塩水を加え酢酸エチルで抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムを用い乾燥させることにより、下記化学式(17)で表される塩基発生剤(11)を340mg得た。
(Production Example 11: Synthesis of base generator (11))
(E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone oxime was synthesized according to a report (European Journal of Medicinal Chemistry (2009), 44 (1), 109-116).
In a 200 mL three-necked flask under nitrogen atmosphere, 2.79 g (10 mmol) of (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone oxime was dissolved in 50 mL of dehydrated dimethylacetamide, An amount of dibutyltin diacetate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added and stirred. Thereto was added 1.25 g (10 mmol) of cyclohexyl isocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and the mixture was heated and stirred at 105 ° C. for 7 hours. Thereafter, reprecipitation was performed with 500 ml of distilled water, and the precipitate was collected and purified by column chromatography. (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone o-cyclohexylcarbamoyl 2.1 g of oxime ((E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone O-cyclohexylcarbamoyl oxime) was obtained.
In a 100 ml flask, 1.5 g (3.71 mmol) of (E)-(2-hydroxynaphthalen-1-yl) (4-hydroxyphenyl) methanone o-cyclohexylcarbamoyloxime di-tert-butyl dicarbonate (Tokyo Chemical Industry ( 971 mg (4.45 mmol, 1.2 eq) and triethylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 780 μl (5.60 mmol, 1.5 eq) were dissolved in 30 mL of chloroform and stirred overnight. After completion of the reaction, saturated brine was added and the mixture was extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, and dried using magnesium sulfate to obtain 340 mg of a base generator (11) represented by the following chemical formula (17). .
(比較製造例1:比較塩基発生剤(1)の合成)
また、比較塩基発生剤(1)として、特開2009−80452号公報の記載に従い、下記化学式(18)で表される化合物を合成した。
(Comparative Production Example 1: Synthesis of Comparative Base Generator (1))
Moreover, the compound represented by following Chemical formula (18) was synthesize | combined according to description of Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-80452 as a comparison base generator (1).
[塩基発生剤の評価]
合成した塩基発生剤(1)〜(11)、並びに比較塩基発生剤(1)について、以下の測定を行い、評価した。モル吸光係数の結果を表1に示す。塩基発生能の結果を表2に示す。なお、表2において、塩基発生率とは、用いた塩基発生剤のモル数に対する発生した塩基のモル数の百分率であり、塩基発生剤(1)〜(11)、並びに比較塩基発生剤(1)の塩基発生率は、光照射と加熱を合せた割合である。
[Evaluation of base generator]
The synthesized base generators (1) to (11) and the comparative base generator (1) were measured and evaluated as follows. The results of the molar extinction coefficient are shown in Table 1. Table 2 shows the results of the base generating ability. In Table 2, the base generation rate is a percentage of the number of moles of the generated base relative to the number of moles of the base generator used. The base generators (1) to (11) and the comparative base generator (1 ) Base generation rate is a ratio of light irradiation and heating combined.
(1)モル吸光係数
塩基発生剤(1)〜(11)、並びに比較塩基発生剤(1)をそれぞれ、アセトニトリルに1×10−4mol/Lの濃度で溶解し、石英セル(光路長10mm)に溶液を満たし、吸光度を測定した。なお、モル吸光係数εは、溶液の吸光度を吸収層の厚さと溶質のモル濃度で割った値である。
(1) Molar extinction coefficient The base generators (1) to (11) and the comparative base generator (1) were each dissolved in acetonitrile at a concentration of 1 × 10 −4 mol / L, and a quartz cell (optical path length 10 mm) was obtained. ) Was filled with the solution, and the absorbance was measured. The molar extinction coefficient ε is a value obtained by dividing the absorbance of the solution by the thickness of the absorption layer and the molar concentration of the solute.
(2)塩基発生能
NMR測定を用いて、塩基発生能を評価した。なお、塩基発生率とは、用いた塩基発生剤のモル数に対する発生した塩基のモル数の百分率であり、塩基発生剤(1)〜(11)、及び比較塩基発生剤(1)の塩基発生率は、光照射と加熱を合せた割合である。
塩基発生剤(1)〜(11)及び比較塩基発生剤(1)について、1mgの試料を3つ用意し、それぞれを石英製NMR管中で重ジメチルスルホキシド0.5mLに溶解させた。
塩基発生剤(1)〜(11)、比較塩基発生剤(1)について、i線を20%透過するフィルタと高圧水銀灯を用いて、1本には2J/cm2で光照射を行い、他の1本には20J/cm2で光照射を行った。残り1本には光照射を行わなかった。また、1H NMRを測定し、異性化又は塩基発生の割合を求めた。
塩基発生剤(1)、(4)〜(8)は、オイルバスを用い160℃10分間加熱することで、異性化した化合物の95%程度がアミンを発生した。塩基発生剤(2)及び(3)は、フェノール性OH部位に保護基が入っているため、160℃10分間加熱により脱保護反応が開始されると同時に環化反応が進行し、更に160℃50分間加熱することにより化合物の90%程度がアミンを発生した。また、塩基発生剤(1)〜(5)、(8)〜(11)は、160℃で10分間加熱することで、置換基の一部が変化する反応が開始され、塩基発生剤(6)、(7)は120℃で10分間加熱することで、置換基の一部が変化する反応が開始された。塩基発生剤(9)〜(11)は光照射のみでアミンを発生した。塩基発生剤(1)〜(8)は光照射と加熱により感度よくアミンを発生した。
塩基発生能の評価結果を表2に示す。
(2) Base generating ability Base generating ability was evaluated using NMR measurement. The base generation rate is a percentage of the number of moles of the generated base with respect to the number of moles of the base generator used, and the base generation of the base generators (1) to (11) and the comparative base generator (1). The rate is the ratio of light irradiation and heating combined.
For the base generators (1) to (11) and the comparative base generator (1), three 1 mg samples were prepared, and each was dissolved in 0.5 mL of heavy dimethyl sulfoxide in a quartz NMR tube.
About the base generators (1) to (11) and the comparative base generator (1), using a filter that transmits 20% of i-line and a high-pressure mercury lamp, one is irradiated with light at 2 J / cm 2 , etc. One of these was irradiated with light at 20 J / cm 2 . The remaining one was not irradiated with light. In addition, 1 H NMR was measured to determine the ratio of isomerization or base generation.
When the base generators (1) and (4) to (8) were heated at 160 ° C. for 10 minutes using an oil bath, about 95% of the isomerized compounds generated amines. Since the base generators (2) and (3) have a protecting group in the phenolic OH site, the cyclization reaction proceeds at the same time as the deprotection reaction is started by heating at 160 ° C. for 10 minutes. About 90% of the compounds generated amine by heating for 50 minutes. In addition, the base generators (1) to (5) and (8) to (11) are heated at 160 ° C. for 10 minutes to initiate a reaction in which a part of the substituents are changed. ) And (7) were heated at 120 ° C. for 10 minutes to initiate a reaction in which part of the substituents were changed. Base generators (9) to (11) generated amines only by light irradiation. Base generators (1) to (8) generated amines with high sensitivity by light irradiation and heating.
Table 2 shows the evaluation results of the base generating ability.
(実施例1〜9:感光性樹脂組成物(1)〜(9)の調製)
製造例1〜5で得られた塩基発生剤(1)〜(5)、(8)〜(11)を用いて、下記に示す組成の感光性樹脂組成物(1)〜(9)を調製した。
・エポキシ樹脂(YP50EK35(フェノキシ樹脂)、35重量%メチルエチルケトン溶液 新日鐵化学社製):100重量部
・塩基発生剤:35重量部
(Examples 1 to 9: Preparation of photosensitive resin compositions (1) to (9))
Using the base generators (1) to (5) and (8) to (11) obtained in Production Examples 1 to 5, photosensitive resin compositions (1) to (9) having the compositions shown below were prepared. did.
Epoxy resin (YP50EK35 (phenoxy resin), 35% by weight methyl ethyl ketone solution manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.): 100 parts by weight Base generator: 35 parts by weight
感光性樹脂組成物(1)〜(9)を、ガラス上に最終膜厚0.5μmになるようにスピンコートし、80℃のホットプレート上で15分間乾燥させて、感光性樹脂組成物の塗膜をそれぞれ2枚ずつ得た。感光性樹脂組成物(1)〜(6)の塗膜の1枚については、手動露光機を用いて高圧水銀灯により10J/cm2全面露光を行った。感光性樹脂組成物(7)〜(9)の塗膜の1枚については、手動露光機を用いて高圧水銀灯により100J/cm2全面露光を行った。その後、それぞれの塗膜について、150℃で60分間加熱した。硬化膜を、重ジメチルスルホキシドに溶解させ、当該重ジメチルスルホキシド溶液のNMR測定を行ったところ、アミンの発生と同時に生成するクマリン誘導体は検出されなかったことより、吸光団部位であるクマリン誘導体が樹脂に固定化されたことが明らかとなった。
上記実施例により、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化して水酸基又はアミノ基となるブロック化共有結合形成基を有する塩基発生剤は、エポキシ基を有する高分子前駆体に固定化することが明らかにされた。また、上記化学式(1−1)、上記化学式(1−2)、又は上記化学式(1−3)で表される塩基発生剤のいずれであっても、同様に、エポキシ基を有する高分子前駆体への固定化が確認できた。
The photosensitive resin compositions (1) to (9) were spin-coated on glass so as to have a final film thickness of 0.5 μm, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 15 minutes. Two coating films were obtained. About one of the coating films of the photosensitive resin compositions (1) to (6), 10 J / cm 2 entire surface exposure was performed with a high-pressure mercury lamp using a manual exposure machine. About one of the coating films of the photosensitive resin compositions (7) to (9), 100 J / cm 2 entire surface exposure was performed with a high-pressure mercury lamp using a manual exposure machine. Thereafter, each coating film was heated at 150 ° C. for 60 minutes. The cured film was dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and NMR measurement of the deuterated dimethyl sulfoxide solution was conducted. As a result, no coumarin derivative formed simultaneously with the generation of amine was detected. It became clear that it was immobilized.
According to the above embodiment, the base generator having a blocked covalent bond forming group that is partially changed in structure by heating and / or irradiation with an electromagnetic wave to become a hydroxyl group or an amino group is fixed to a polymer precursor having an epoxy group. It was revealed that Moreover, even if it is any of the base generator represented by the said Chemical formula (1-1), the said Chemical formula (1-2), or the said Chemical formula (1-3), it is the polymer precursor which has an epoxy group similarly. The immobilization on the body was confirmed.
(比較例1:比較感光性樹脂組成物(1)の調製)
比較塩基発生剤(1)を用いて、下記に示す組成の比較感光性樹脂組成物(1)を調製した。
・エポキシ樹脂(YP50EK35(フェノキシ樹脂)、35重量%メチルエチルケトン溶液 新日鐵化学社製):100重量部
・比較塩基発生剤(1):1重量部
比較塩基発生剤(1)はアセトン系溶媒、メチルエチルケトンに溶解しにくいため、本発明と同じ濃度の塩基発生剤を含む樹脂組成物を調製することができなかった。わずかに
(約3.0重量%)比較塩基発生剤を溶解した比較感光性樹脂組成物(1)により塗膜を作成し、露光及び露光後ベイクを行ったが、塗膜は硬化しないことが明らかにされた。また、露光後ベイクを行った塗膜を、重ジメチルスルホキシドに溶解させ、当該重ジメチルスルホキシド溶液のNMR測定を行ったところ、アミンの発生と同時に生成するクマリン誘導体が検出された。
(Comparative Example 1: Preparation of comparative photosensitive resin composition (1))
A comparative photosensitive resin composition (1) having the composition shown below was prepared using the comparative base generator (1).
Epoxy resin (YP50EK35 (phenoxy resin), 35% by weight methyl ethyl ketone solution manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.): 100 parts by weightComparative base generator (1): 1 part by weight Comparative base generator (1) is an acetone-based solvent, Since it is difficult to dissolve in methyl ethyl ketone, a resin composition containing a base generator at the same concentration as in the present invention could not be prepared. A coating film was prepared with a comparative photosensitive resin composition (1) in which a comparative base generator was slightly dissolved (about 3.0% by weight), and exposure and post-exposure baking were performed. However, the coating film was not cured. It was revealed. Further, the coating film that had been baked after exposure was dissolved in heavy dimethyl sulfoxide, and NMR measurement of the heavy dimethyl sulfoxide solution was carried out. As a result, a coumarin derivative formed simultaneously with the generation of amine was detected.
(実施例10〜20:感光性樹脂組成物(10)〜(20)の調製)
イソシアナト樹脂としてヘキサメチレンジイソシアナト(関東化学製)100重量部、水酸基を持つ樹脂としてポリテトラヒドロフラン(アルドリッチ製)150重量部、塩基発生剤(1)〜(11)10重量部、テトラヒドロフラン500重量部からなる感光性樹脂組成物(10)〜(20)を調製した。
感光性樹脂組成物(10)〜(20)のそれぞれをクロムめっきされたガラス上に最終膜厚が0.5μmになるようにスピンコートし、60℃のホットプレート上で5分間乾燥させて、感光性樹脂組成物の塗膜を各1枚得た。得られた塗膜を、手動露光機を用いて高圧水銀灯により100J/cm2全面露光を行った。その後、120℃で30分間加熱し、室温まで冷却したところ、低弾性の固形物が得られ、イソシアナート基と水酸基との硬化が進行したことを確認した。
硬化膜を、重ジメチルスルホキシドに溶解させ、当該重ジメチルスルホキシド溶液のNMR測定を行ったところ、アミンの発生と同時に生成するクマリン誘導体は検出されなかったことより、吸光団部位であるクマリン誘導体が樹脂に固定化されたことが明らかとなった。
上記実施例により、加熱及び/又は電磁波の照射により構造の一部が変化してイソシアナト基、水酸基又はアミノ基となるブロック化共有結合形成基を置換基として有する塩基発生剤は、イソシアナト基を有する高分子前駆体に固定化することが明らかにされた。
(Examples 10 to 20: Preparation of photosensitive resin compositions (10) to (20))
Hexamethylene diisocyanate (manufactured by Kanto Chemical Co.) as an isocyanato resin 100 parts by weight, polyhydroxytetrahydrofuran (manufactured by Aldrich) as a resin having a hydroxyl group 150 parts by weight, base generators (1) to (11) 10 parts by weight, tetrahydrofuran 500 parts by weight The photosensitive resin composition (10)-(20) which consists of was prepared.
Each of the photosensitive resin compositions (10) to (20) was spin-coated on a chromium-plated glass so that the final film thickness was 0.5 μm, and dried on a hot plate at 60 ° C. for 5 minutes. One coating film of the photosensitive resin composition was obtained. The obtained coating film was 100 J / cm 2 whole surface exposed with a high pressure mercury lamp using a manual exposure machine. Then, when it heated at 120 degreeC for 30 minute (s) and cooled to room temperature, the low elasticity solid substance was obtained and it confirmed that hardening with an isocyanate group and a hydroxyl group advanced.
The cured film was dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide, and NMR measurement of the deuterated dimethyl sulfoxide solution was conducted. As a result, no coumarin derivative formed simultaneously with the generation of amine was detected. It became clear that it was immobilized.
According to the above-described embodiment, the base generator having a blocked covalent bond forming group as a substituent, which is partly changed in structure by heating and / or irradiation with electromagnetic waves and becomes an isocyanato group, a hydroxyl group or an amino group, has an isocyanato group. It was revealed that it was immobilized on a polymer precursor.
Claims (11)
(i)水酸基の末端の水素原子が下記式(2−1)〜下記式(2−6)で表わされる有機基よりなる群から選択される1種以上で置換された構造、
(ii)カルボキシル基の末端の水素原子が下記式(2−1)で表わされる有機基、下記式(2−3)で表わされる有機基、及び有機基よりなる群から選択される1種以上で置換された構造、
(iii)アミノ基の末端の1つの水素原子が下記式(2−2)で表わされる有機基で置換された構造、及び、
(iv)下記式(3−1)〜下記式(3−6)で表わされる置換基よりなる群から選択される1種以上の構造、
よりなる群から選択される少なくとも1種の構造を含むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の塩基発生剤。
(I) a structure in which the hydrogen atom at the terminal of the hydroxyl group is substituted with one or more selected from the group consisting of organic groups represented by the following formulas (2-1) to (2-6);
(Ii) One or more selected from the group consisting of an organic group represented by the following formula (2-1), an organic group represented by the following formula (2-3), and an organic group in which the terminal hydrogen atom of the carboxyl group Structure replaced with
(Iii) a structure in which one hydrogen atom at the terminal of the amino group is substituted with an organic group represented by the following formula (2-2), and
(Iv) one or more structures selected from the group consisting of substituents represented by the following formula (3-1) to the following formula (3-6);
The base generator according to any one of claims 1 to 3, comprising at least one structure selected from the group consisting of:
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