JP2021120713A - Positive photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing the same - Google Patents

Positive photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2021120713A
JP2021120713A JP2020014143A JP2020014143A JP2021120713A JP 2021120713 A JP2021120713 A JP 2021120713A JP 2020014143 A JP2020014143 A JP 2020014143A JP 2020014143 A JP2020014143 A JP 2020014143A JP 2021120713 A JP2021120713 A JP 2021120713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
component
compound
photosensitive resin
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020014143A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7482637B2 (en
Inventor
耕平 藤本
Kohei Fujimoto
耕平 藤本
有弘 齋藤
Arihiro Saito
有弘 齋藤
浩史 稲成
Hiroshi Inenari
浩史 稲成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP2020014143A priority Critical patent/JP7482637B2/en
Publication of JP2021120713A publication Critical patent/JP2021120713A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7482637B2 publication Critical patent/JP7482637B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

To provide a positive photosensitive resin composition which hardly causes tackiness in the positive photosensitive resin composition and gives a cured film excellent in reworkability.SOLUTION: The positive photosensitive resin composition contains a component (A): a compound whose alkali solubility increases by the action of an acid, a component (B): a photoacid generator, and a component (C): a copolymer which is composed of two or more monomers selected from the group consisting of (meth)acrylic acid, a (meth)acrylate, styrene, a styrene derivative, and maleic anhydride, provided that at least one of (meth)acrylic acid and maleic anhydride is an essential component. The content of the component (C) is 1-10 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the component (A).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物に関する。また、本発明はポジ型感光性樹脂組成物を用いたパターン硬化膜およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a positive photosensitive resin composition. The present invention also relates to a pattern cured film using a positive photosensitive resin composition and a method for producing the same.

液晶ディスプレイおよび有機ELディスプレイなどのディスプレイ分野において、ポジ型のパターニングが可能で、高感度且つ高信頼性の絶縁膜を形成しうる感光性組成物が求められている。ポジ型感光性樹脂組成物は活性光線を照射していない部分を像として残すタイプの樹脂組成物である。ポジ型では活性光線を照射することにより光酸発生剤を用いて露光部の溶解性を高めるため、パターン露光時点では露光部および未露光部がいずれも硬化せず、得られたパターン形状が不良であった場合やパターン部に残渣や異物が発生した場合には全面露光などによって基板を再利用(リワーク)できる。このためリワーク性に優れる観点からポジ型の感光性樹脂組成物が好ましく用いられている。 In the field of displays such as liquid crystal displays and organic EL displays, there is a demand for a photosensitive composition capable of positive patterning and forming a highly sensitive and highly reliable insulating film. The positive photosensitive resin composition is a type of resin composition that leaves a portion not irradiated with active light as an image. In the positive type, since the solubility of the exposed part is increased by irradiating the active light with a photoacid generator, neither the exposed part nor the unexposed part is cured at the time of pattern exposure, and the obtained pattern shape is defective. If this is the case, or if residues or foreign matter are generated in the pattern portion, the substrate can be reused (reworked) by full exposure or the like. Therefore, a positive photosensitive resin composition is preferably used from the viewpoint of excellent reworkability.

例えば特許文献1ではフェノール樹脂に不飽和結合を有するカルボン酸又はその誘導体を添加することで、現像後の残渣の発生を抑制し、機械特性の優れた硬化膜を作製できることが記載されている。しかしながら、これらのモノマーはフェノール樹脂中に残り、続く工程に加熱などの工程が含まれると、硬化物表面へのモノマー成分の染み出しや、大気中への揮発により樹脂表面の汚染や工程内の装置を汚染する可能性があり、プロセス安定性という点では改善の余地を残している。 For example, Patent Document 1 describes that by adding a carboxylic acid having an unsaturated bond or a derivative thereof to a phenol resin, it is possible to suppress the generation of a residue after development and prepare a cured film having excellent mechanical properties. However, these monomers remain in the phenol resin, and if a process such as heating is included in the subsequent process, the monomer component exudes to the surface of the cured product or volatilizes into the atmosphere, causing contamination of the resin surface or in the process. It can contaminate the equipment, leaving room for improvement in terms of process stability.

特開2014−186124号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-186124

上記に鑑み、本発明は、タックが発生しにくく、基板のリワーク性に優れ、且つ加熱などの工程により添加成分が染み出さない硬化膜を与え得るポジ型感光性樹脂組成物の提供を目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a positive photosensitive resin composition which is less likely to cause tackiness, has excellent substrate reworkability, and can provide a cured film in which additive components do not exude due to steps such as heating. do.

本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(A)成分:酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物;(B)成分:光酸発生剤;(C)成分:(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体であって、(A)成分100重量部に対する前記(C)成分の含有量が1〜10重量部である。 The positive photosensitive resin composition according to the present invention comprises (A) component: a compound whose alkali solubility is increased by the action of an acid; (B) component: a photoacid generator; (C) component: (meth) acrylic acid. , (Meta) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, maleic acid anhydride is a copolymer composed of at least two or more monomers, and one of the monomers constituting the copolymer is (meth) acrylic acid. It is a copolymer which is an acid or a maleic anhydride, and the content of the component (C) is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).

ポジ型感光性樹脂組成物は前記(A)成分が、フェノール性水酸基が保護基により保護された構造を含むことが好ましい。 The positive photosensitive resin composition preferably contains a structure in which the component (A) has a phenolic hydroxyl group protected by a protecting group.

ポジ型感光性樹脂組成物は(D)成分として、前記(A)成分と反応可能な官能基を1分子中に2つ以上含む化合物であることが好ましい。 The positive photosensitive resin composition is preferably a compound containing two or more functional groups capable of reacting with the component (A) as the component (D) in one molecule.

(A)成分は、例えばポリシロキサン化合物である。ポリシロキサン化合物は、環状シロキサン構造を有するものでもよい。 The component (A) is, for example, a polysiloxane compound. The polysiloxane compound may have a cyclic siloxane structure.

上記のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、露光およびアルカリ現像によりパターニングを実施することにより、パターン膜が得られる。現像の後に加熱によりパターン膜の硬化を行ってもよい。 A pattern film is obtained by applying the above-mentioned positive photosensitive resin composition on a substrate and performing patterning by exposure and alkaline development. After the development, the pattern film may be cured by heating.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いることにより、基板のリワーク性に優れ、且つ加熱などの工程により添加成分が染み出さない硬化膜を提供できる。 By using the positive photosensitive resin composition of the present invention, it is possible to provide a cured film having excellent substrate reworkability and in which additive components do not exude due to steps such as heating.

[感光性組成物]
本発明の感光性組成物は、(A)酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物、(B)光酸発生剤、(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体であって、上記(A)成分100重量部に対する上記(C)成分の含有量が1〜10重量部であるポジ型感光性樹脂組成物である。
[Photosensitive composition]
The photosensitive composition of the present invention comprises (A) a compound whose alkali solubility is increased by the action of an acid, (B) a photoacid generator, (C) (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, and the like. A copolymer composed of at least two or more monomers of a styrene derivative and maleic acid anhydride, and one of the monomers constituting the copolymer is (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride. It is a positive photosensitive resin composition which is a coalescence and the content of the component (C) is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).

以下では、酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物を「(A)成分」、光酸発生剤を「(B)成分」、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体を「(C)成分」と記載する。感光性組成物は、さらに(D)成分として架橋剤((A)成分に架橋構造を導入可能な官能基を有する化合物)を含んでいてもよい。本明細書に例示の化合物や官能基等は、特記しない限り、単独で用いてもよく、2種以上を併用(併存)してもよい。 In the following, compounds whose alkali solubility is increased by the action of acid are "component (A)", photoacid generators are "component (B)", (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, and styrene. A copolymer composed of at least two or more monomers of a derivative and maleic acid anhydride, and one of the monomers constituting the copolymer is (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride. Is described as "(C) component". The photosensitive composition may further contain a cross-linking agent (a compound having a functional group capable of introducing a cross-linked structure into the component (A)) as the component (D). Unless otherwise specified, the compounds and functional groups exemplified in the present specification may be used alone or in combination (coexistence) of two or more.

<(A)成分>
(A)成分は、アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている化合物であり、光酸発生剤から発生する酸との反応により保護基が外れ(脱保護)、アルカリ溶解性が増大する。そのため、(A)成分と(B)光酸発生剤を含むことにより、ポジ型のパターン形成が可能となる。アルカリ溶解性付与基としては、カルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基が挙げられる。
<Ingredient (A)>
The component (A) is a compound in which the alkali-solubility-imparting group is protected by a protecting group, and the protecting group is removed (deprotection) by the reaction with the acid generated from the photoacid generator, and the alkali solubility is increased. .. Therefore, by including the component (A) and the photoacid generator (B), a positive pattern can be formed. Examples of the alkali-soluble imparting group include acidic groups such as carboxylic acid and phenolic hydroxyl group.

フェノール性水酸基の保護基としては、tert−ブトキシカルボニル基およびトリアルキルシリル基等が挙げられる。例えば、Boc化試薬を用いた反応により、フェノール性水酸基をtert−ブトキシカルボニル基により保護できる。フェノール性水酸基の保護基としてのトリアルキルシリル基におけるアルキル基は、酸による脱保護のしやすさの観点から、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン等のシリル化剤を用いた反応により、フェノール性水酸基をトリメチルシリル基により保護できる。 Examples of the protecting group for the phenolic hydroxyl group include a tert-butoxycarbonyl group and a trialkylsilyl group. For example, the phenolic hydroxyl group can be protected by the tert-butoxycarbonyl group by a reaction using a Bocification reagent. The alkyl group in the trialkylsilyl group as the protecting group for the phenolic hydroxyl group is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group, from the viewpoint of ease of deprotection by an acid. A phenolic hydroxyl group can be protected by a trimethylsilyl group by a reaction using a silylating agent such as hexamethyldisilazane or trimethylchlorosilane.

カルボン酸の保護基としては、第三級アルキルエステル、アセタール等が挙げられる。カルボン酸の第三級アルキルエステルにおける第三級アルキル基としては、tert−ブチル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、ノルボルニル基等が挙げられる。 Examples of the protecting group for the carboxylic acid include tertiary alkyl esters and acetals. Examples of the tertiary alkyl group in the tertiary alkyl ester of the carboxylic acid include a tert-butyl group, an adamantyl group, a tricyclodecyl group, a norbornyl group and the like.

(A)成分におけるアルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造の含有量は、ジブロモエタンを標準物質とした当量換算で0.1〜15mmol/gが好ましく、0.2〜10mmol/gがより好ましく、0.3〜7mmol/gがさらに好ましい。 The content of the structure in which the alkali-soluble imparting group in the component (A) is protected by the protecting group is preferably 0.1 to 15 mmol / g in terms of equivalent amount using dibromoethane as a standard substance, and is 0.2 to 10 mmol / g. g is more preferable, and 0.3 to 7 mmol / g is further preferable.

ポジ型感光性樹脂組成物により、永久レジストを作製する場合、(A)成分は重合性官能基を有することが好ましい。露光および現像の後に加熱(ポストベイク)を行うと、(A)成分の重合性官能基と後述の(D)成分とが反応して、架橋構造が導入されることによりパターン硬化膜が得られる。 When a permanent resist is prepared from a positive photosensitive resin composition, the component (A) preferably has a polymerizable functional group. When heating (post-baking) is performed after exposure and development, the polymerizable functional group of the component (A) reacts with the component (D) described later, and a crosslinked structure is introduced to obtain a pattern-cured film.

(A)成分は、アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造、および上記の重合性官能基以外のポリマー骨格構造を含むことが好ましい。ポリマー骨格構造としては、ポリアクリル、ポリフェノール、ポリアミド、ポリ酸無水物、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエステル、ポリハロオレフィン、ポリイミド、ポリイミン、ポリケトン、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリフェニレン、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ポリシラン、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリビニル等が挙げられる。 The component (A) preferably contains a structure in which the alkali-soluble imparting group is protected by a protecting group, and a polymer skeleton structure other than the above-mentioned polymerizable functional group. Polymer skeleton structures include polyacrylic, polyphenol, polyamide, polyacid anhydride, polycarbonate, polydiene, polyester, polyhaloolefin, polyimide, polyimine, polyketone, polyolefin, polyether, polyphenylene, polyphosphazene, polysiloxane, polysilane, polystyrene. , Polysulfide, polysulfone, polyurethane, polyurea, polyvinyl and the like.

<ポリシロキサン構造を有する(A)成分>
高耐熱性および低誘電率の硬化膜を形成可能であることから、(A)成分はポリシロキサン構造を有することが好ましく、特に環状ポリシロキサン構造を有することが好ましい。ポリシロキサン構造を含む(A)成分は、「シロキサン単位を有する化合物」を主骨格として、「アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造」が導入された化合物であり、その具体例として、WO2014/007231等に開示のポリシロキサン化合物が挙げられる。
<Component (A) having a polysiloxane structure>
Since a cured film having high heat resistance and low dielectric constant can be formed, the component (A) preferably has a polysiloxane structure, and particularly preferably has a cyclic polysiloxane structure. The component (A) containing a polysiloxane structure is a compound in which a "compound having a siloxane unit" is used as a main skeleton and a "structure in which an alkali-soluble imparting group is protected by a protecting group" is introduced, and a specific example thereof. Examples thereof include polysiloxane compounds disclosed in WO2014 / 007231 and the like.

本明細書において、「ポリシロキサン構造」とは、シロキサン単位Si−O−Siを有する構造骨格を意味し、「環状ポリシロキサン構造」とは、環の構成要素にシロキサン単位(Si−O−Si)を有する環状分子構造骨格を意味する。環状ポリシロキサン構造を含有する化合物は、鎖状のポリシロキサン構造のみを含有する化合物と比較して、製膜性および得られる硬化膜の耐熱性に優れる傾向がある。 In the present specification, the "polysiloxane structure" means a structural skeleton having a siloxane unit Si—O—Si, and the “cyclic polysiloxane structure” means a siloxane unit (Si—O—Si) as a ring component. ) Means a cyclic molecular structure skeleton. A compound containing a cyclic polysiloxane structure tends to be superior in film forming property and heat resistance of the obtained cured film as compared with a compound containing only a chain polysiloxane structure.

「アルカリ溶解性付与基が保護基により保護されている構造」(以下では、「構造X」と記載する場合がある)が導入されたポリシロキサン化合物は、例えば、ヒドロシリル化反応により得られる。ヒドロシリル化反応は、化学的に安定なケイ素−炭素結合(Si−C結合)を介してポリシロキサン骨格に構造Xを導入できるとの利点を有する。 A polysiloxane compound introduced with "a structure in which an alkali-soluble imparting group is protected by a protecting group" (hereinafter, may be referred to as "structure X") is obtained by, for example, a hydrosilylation reaction. The hydrosilylation reaction has the advantage that the structure X can be introduced into the polysiloxane skeleton via a chemically stable silicon-carbon bond (Si—C bond).

ヒドロシリル化反応は、1分子中に少なくとも2個のSiH基(ヒドロシリル基)を有するポリシロキサン化合物と、SiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を有する化合物との反応である。これらの化合物(出発物質)の少なくとも一方が、上記の官能基に加えて構造Xを有することにより、構造Xを有するポリシロキサン化合物が得られる。 The hydrosilylation reaction is a reaction between a polysiloxane compound having at least two SiH groups (hydrosilyl groups) in one molecule and a compound having a carbon-carbon double bond reactive with the SiH group. When at least one of these compounds (starting substances) has a structure X in addition to the above functional groups, a polysiloxane compound having a structure X can be obtained.

例えば、炭素−炭素二重結合を有する化合物が構造Xを有する場合は、下記の化合物(α)および(β)を出発物質とするヒドロシリル化反応により、構造Xを有するポリシロキサン化合物が得られる
化合物(α):1分子中に、SiH基(ヒドロシリル基)との反応性を有する炭素−炭素二重結合と構造Xとを有する化合物;
化合物(β):1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合物。
For example, when a compound having a carbon-carbon double bond has a structure X, a polysiloxane compound having a structure X can be obtained by a hydrosilylation reaction using the following compounds (α) and (β) as starting materials. (Α): A compound having a carbon-carbon double bond having reactivity with a SiH group (hydrosilyl group) and a structure X in one molecule;
Compound (β): A polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule.

(化合物(α):構造Xおよびエチレン性不飽和基を含む化合物)
化合物(α)は、構造X、およびSiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を含む化合物である。SiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合を含む基(以下、単に「エチレン性不飽和基」と称することがある)としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、アクリル基、メタクリル基、2−ヒドロキシ−3−(アリルオキシ)プロピル基、2−アリルフェニル基、3−アリルフェニル基、4−アリルフェニル基、2−(アリルオキシ)フェニル基、3−(アリルオキシ)フェニル基、4−(アリルオキシ)フェニル基、2−(アリルオキシ)エチル基、2,2−ビス(アリルオキシメチル)ブチル基、3−アリルオキシ−2,2−ビス(アリルオキシメチル)プロピル基およびビニルエーテル基等が挙げられる。
(Compound (α): compound containing structure X and ethylenically unsaturated group)
Compound (α) is a compound containing a carbon-carbon double bond having reactivity with a structure X and a SiH group. Examples of the group containing a carbon-carbon double bond reactive with the SiH group (hereinafter, may be simply referred to as "ethylenically unsaturated group") include a vinyl group, an allyl group, a metalyl group, an acrylic group, and methacryl. Group, 2-Hydroxy-3- (allyloxy) propyl group, 2-allylphenyl group, 3-allylphenyl group, 4-allylphenyl group, 2- (allyloxy) phenyl group, 3- (allyloxy) phenyl group, 4- Examples thereof include (allyloxy) phenyl group, 2- (allyloxy) ethyl group, 2,2-bis (allyloxymethyl) butyl group, 3-allyloxy-2,2-bis (allyloxymethyl) propyl group and vinyl ether group. ..

化合物(α)は1分子中に複数のエチレン性不飽和基を有することが好ましい。1分子中に複数のエチレン性不飽和基を有する場合は、ヒドロシリル化反応により複数のポリシロキサン化合物(化合物(β))が架橋されるため、(A)成分の分子量が高められ、製膜性および硬化膜の耐熱性が向上する傾向がある。 Compound (α) preferably has a plurality of ethylenically unsaturated groups in one molecule. When one molecule has a plurality of ethylenically unsaturated groups, the plurality of polysiloxane compounds (compound (β)) are crosslinked by the hydrosilylation reaction, so that the molecular weight of the component (A) is increased and the film-forming property is formed. And the heat resistance of the cured film tends to improve.

構造Xとしては、上述のように、カルボン酸やフェノール性水酸基等の酸性基に保護基が結合した構造が挙げられる。(A)成分がポリシロキサン化合物である場合、構造Xはフェノール性水酸基に保護基が結合したものが好ましい。また、硬化膜の耐薬品性、および絶縁性等の観点から、構造Xはビスフェノール構造を含むことが好ましい。 As the structure X, as described above, a structure in which a protecting group is bonded to an acidic group such as a carboxylic acid or a phenolic hydroxyl group can be mentioned. When the component (A) is a polysiloxane compound, the structure X is preferably one in which a protective group is bonded to a phenolic hydroxyl group. Further, from the viewpoint of chemical resistance and insulating property of the cured film, the structure X preferably contains a bisphenol structure.

ビスフェノール構造としては、ビスフェノールA構造、ビスフェノールAP構造、ビスフェノールAF構造、ビスフェノールB構造、ビスフェノールBP構造、ビスフェノールE構造、ビスフェノールM構造、ビスフェノールF構造、ビスフェノールS構造、ビスフェノールPH構造、ビスフェノールC構造、ビスフェノールG構造、ビスフェノールTMC構造およびビスフェノールZ構造等が挙げられる。これらの中でも、アルカリ現像液への溶解性に優れ、コントラストに優れるパターンが得られやすいことから、ビスフェノールA構造、ビスフェノールB構造、ビスフェノールC構造、ビスフェノールE構造、ビスフェノールF構造、ビスフェノールAF構造、ビスフェノールS構造、ビスフェノールAP構造またはビスフェノールPH構造が好ましく、中でも、酸による脱保護のしやすさの観点から、ビスフェノールS構造またはビスフェノールF構造が好ましい。 The bisphenol structure includes bisphenol A structure, bisphenol AP structure, bisphenol AF structure, bisphenol B structure, bisphenol BP structure, bisphenol E structure, bisphenol M structure, bisphenol F structure, bisphenol S structure, bisphenol PH structure, bisphenol C structure, and bisphenol. G structure, bisphenol TMC structure, bisphenol Z structure and the like can be mentioned. Among these, bisphenol A structure, bisphenol B structure, bisphenol C structure, bisphenol E structure, bisphenol F structure, bisphenol AF structure, bisphenol, because it is easy to obtain a pattern with excellent solubility in alkaline developing solution and excellent contrast. The S structure, bisphenol AP structure or bisphenol PH structure is preferable, and the bisphenol S structure or bisphenol F structure is particularly preferable from the viewpoint of ease of deprotection by acid.

フェノール性水酸基の保護基は、炭素数1〜50の有機基または有機ケイ素基であることが好ましく、中でもトリアルキルシリル基が好ましい。ビスフェノールのフェノール性水酸基がトリアルキルシリル基に保護されており、かつエチレン性不飽和基を有する化合物(α)としては、下記の一般式(I)で表される化合物を例示できる。 The protecting group for the phenolic hydroxyl group is preferably an organic group having 1 to 50 carbon atoms or an organosilicon group, and a trialkylsilyl group is particularly preferable. As the compound (α) in which the phenolic hydroxyl group of bisphenol is protected by a trialkylsilyl group and has an ethylenically unsaturated group, a compound represented by the following general formula (I) can be exemplified.

Figure 2021120713
Figure 2021120713

一般式(I)において、Rは2価の有機基であり、ビスフェノール構造として取り得る構造であればよい。例えば、化合物(α)がビスフェノールS構造を有する場合、RはSOであり、化合物(α)がビスフェノールF構造を有する場合のRはCHである。複数のRは、それぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基であり、好ましくは、全てのRがメチル基である。一般式(I)で表される化合物は、例えばジアリルビスフェノールとシリル化剤との反応により得られる。 In the general formula (I), R 1 is a divalent organic group and may have a structure that can be taken as a bisphenol structure. For example, when compound (α) has a bisphenol S structure, R 1 is SO 2 , and when compound (α) has a bisphenol F structure, R 1 is CH 2 . A plurality of R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably, all of R 2 is a methyl group. The compound represented by the general formula (I) is obtained, for example, by reacting diallyl bisphenol with a silylating agent.

(化合物(β):ポリシロキサン化合物)
化合物(β)は、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合物であり、例えば、WO96/15194号に記載の化合物で、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するもの等が使用できる。化合物(β)の具体例としては、直鎖構造を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサン、分子末端にヒドロシリル基を有するポリシロキサン、およびヒドロシリル基を含有する環状ポリシロキサンが挙げられる。環状ポリシロキサンは多環構造でもよく、多環は多面体構造を有していてもよい。多面体骨格耐熱性および機械強度の高い硬化膜を形成するためには、化合物(β)として、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有する環状ポリシロキサン化合物を用いることが好ましい。化合物(β)は、好ましくは1分子中に3個以上のSiH基を含む。耐熱性および耐光性の観点から、Si原子上に存在する基は、水素原子およびメチル基のいずれかであることが好ましい。
(Compound (β): Polysiloxane compound)
Compound (β) is a polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule, for example, the compound described in WO96 / 15194, which has at least two SiH groups in one molecule, and the like. Can be used. Specific examples of the compound (β) include a hydrosilyl group-containing polysiloxane having a linear structure, a polysiloxane having a hydrosilyl group at the molecular terminal, and a cyclic polysiloxane containing a hydrosilyl group. The cyclic polysiloxane may have a polycyclic structure, and the polycyclic may have a polyhedral structure. In order to form a cured film having high heat resistance and mechanical strength of a polyhedral skeleton, it is preferable to use a cyclic polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule as the compound (β). Compound (β) preferably contains 3 or more SiH groups in one molecule. From the viewpoint of heat resistance and light resistance, the group existing on the Si atom is preferably either a hydrogen atom or a methyl group.

直鎖構造を有するヒドロシリル基含有ポリシロキサンとしては、ジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位および末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位および末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、メチルフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位および末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ならびにジメチルハイドロジェンシリル基によって末端が封鎖されたポリシロキサン等が例示される。 Examples of the hydrosilyl group-containing polysiloxane having a linear structure include a copolymer of a dimethylsiloxane unit and a methylhydrogensiloxane unit and a terminal trimethylsiloxy unit, and a combination of a diphenylsiloxane unit and a methylhydrogensiloxane unit and a terminal trimethylsiloxy unit. Examples thereof include polymers, copolymers of methylphenylsiloxane units with methylhydrogensiloxane units and terminal trimethylsiloxy units, and polysiloxanes whose ends are blocked by a dimethylhydrogensilyl group.

分子末端にヒドロシリル基を有するポリシロキサンとしては、ジメチルハイドロジェンシリル基によって末端が封鎖されたポリシロキサン、ならびにジメチルハイドロジェンシロキサン単位(H(CHSiO1/2単位)と、SiO単位、SiO3/2単位およびSiO単位からなる群より選ばれる少なくとも1つのシロキサン単位とからなるポリシロキサン等が例示される。 Polysiloxanes having a hydrosilyl group at the molecular end include polysiloxanes whose ends are blocked by a dimethylhydrogensilyl group, dimethylhydrogensiloxane units (H (CH 3 ) 2 SiO 1/2 units), and SiO 2 units. , Polysiloxane composed of at least one siloxane unit selected from the group consisting of SiO 3/2 unit and SiO unit, and the like.

環状ポリシロキサンは、例えば下記一般式(II)で表される。 The cyclic polysiloxane is represented by, for example, the following general formula (II).

Figure 2021120713
Figure 2021120713

式中のR、RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1〜20の有機基を表す。mは2〜10の整数、nは0〜10の整数を表す。mは3以上が好ましい。m+nは3〜12が好ましい。 R 4 , R 5 and R 6 in the formula each independently represent an organic group having 1 to 20 carbon atoms. m represents an integer of 2 to 10 and n represents an integer of 0 to 10. The m is preferably 3 or more. m + n is preferably 3 to 12.

、RおよびRとしては、C、HおよびOからなる群から選択される元素により構成される有機基が好ましい。R、RおよびRの例として、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキルキル基、オキシアルキル基、アリール基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等の鎖状アルキル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基等の環状アルキル基、またはフェニル基が好ましい。化合物(β)の入手性の観点から、R、RおよびRは、メチル基、プロピル基、ヘキシル基またはフェニル基であることが好ましい。RおよびRは、炭素数1〜6の鎖状アルキル基であることがより好ましく、メチル基が特に好ましい。 As R 4 , R 5 and R 6 , an organic group composed of an element selected from the group consisting of C, H and O is preferable. Examples of R 4 , R 5 and R 6 include alkyl groups, hydroxyalkyl groups, alkoxyalkylkyl groups, oxyalkyl groups, aryl groups and the like. Of these, a chain alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group and a dodecyl group, a cyclic alkyl group such as a cyclohexyl group and a norbornyl group, or a phenyl group is preferable. From the viewpoint of availability of compound (β), R 4 , R 5 and R 6 are preferably a methyl group, a propyl group, a hexyl group or a phenyl group. R 4 and R 5 are more preferably chain alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group.

一般式(II)で表される環状ポリシロキサン化合物としては、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジェン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリハイドロジェン−1,3,5−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタハイドロジェン−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサンおよび1,3,5,7,9,11−ヘキサハイドロジェン−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサン等が例示される。中でも、入手容易性およびSiH基の反応性の観点から、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン(一般式(II)において、m=4、n=0であり、Rがメチル基である化合物)が好ましい。 Examples of the cyclic polysiloxane compound represented by the general formula (II) include 1,3,5,7-tetrahydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane and 1-propyl-3,5. 7-Trihydrogen-1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,5-dihydrogen-3,7-dihexyl-1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxane, 1, 3,5-Trihydrogen-1,3,5-trimethylcyclosiloxane, 1,3,5,7,9-pentahydrogen-1,3,5,7,9-pentamethylcyclosiloxane and 1,3 , 5,7,9,11-Hexahydrogen-1,3,5,7,9,11-Hexamethylcyclosiloxane and the like are exemplified. Above all, from the viewpoint of availability and reactivity of SiH group, 1,3,5,7-tetrahydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (in the general formula (II), m = 4, n = 0, compounds wherein R 4 is methyl group).

化合物(β)は、多環の環状ポリシロキサンでもよい。多環は多面体構造でもよい。多面体骨格を有するポリシロキサンは、多面体骨格を構成するSi原子の数が6〜24であるものが好ましく、6〜10であるものがより好ましい。多面体骨格を有するポリシロキサンの具体例としては、下記一般式(III)で示されるシルセスキオキサン(Si原子数=8)が挙げられる。 Compound (β) may be a polycyclic cyclic polysiloxane. The polycycle may have a polyhedral structure. The polysiloxane having a polyhedral skeleton preferably has 6 to 24 Si atoms constituting the polyhedral skeleton, and more preferably 6 to 10 Si atoms. Specific examples of the polysiloxane having a polyhedral skeleton include silsesquioxane (Si atom number = 8) represented by the following general formula (III).

Figure 2021120713
Figure 2021120713


上記式中、R10〜R17は、それぞれ独立に、水素原子、鎖状アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基等)、シクロアルキル基(シクロヘキシル基等)、アリール基(フェニル基およびトリル基等)、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部をハロゲン原子またはシアノ基等で置換した基(クロロメチル基、トリフルオロプロピル基およびシアノエチル基等)、アルケニル基(ビニル基、アリル基、ブテニル基およびヘキセニル基等)、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、およびメルカプト基またはアミノ基を含有する有機基等から選択され1価の基である。上記炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10である。

In the above formula, R 10 to R 17 are independently hydrogen atom, chain alkyl group (methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc.), cycloalkyl group (cyclohexyl group, etc.), aryl group (phenyl). Groups and trill groups, etc.), groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups are replaced with halogen atoms or cyano groups (chloromethyl group, trifluoropropyl group, cyanoethyl group, etc.), alkenyl It is a monovalent group selected from a group (vinyl group, allyl group, butenyl group, hexenyl group, etc.), a (meth) acryloyl group, an epoxy group, and an organic group containing a mercapto group or an amino group. The hydrocarbon group preferably has 1 to 20 carbon atoms, and more preferably 1 to 10 carbon atoms.

環状ポリシロキサンは、多面体骨格を有するシリル化ケイ酸でもよい。多面体骨格を有するシリル化ケイ酸の具体例としては、下記一般式(IV)で示される化合物(Si原子数=8)が挙げられる。 The cyclic polysiloxane may be silylated silicic acid having a polyhedral skeleton. Specific examples of silylated silicic acid having a polyhedral skeleton include a compound represented by the following general formula (IV) (Si atom number = 8).

Figure 2021120713
Figure 2021120713

上記式中、R18〜R41は、前述の一般式(III)におけるR10〜R17の具体例と同様である。 In the above formula, R 18 to R 41 are the same as the specific examples of R 10 to R 17 in the above general formula (III).

ポリシロキサンは、公知の合成方法により得られる。例えば、一般式(II)で表される環状ポリシロキサンは、WO96/15194号等に記載の方法により合成できる。シルセスキオキサン等の多面体骨格を有するポリシロキサンおよび多面体骨格を有するシリル化ケイ酸は、例えば、特開2004−359933号公報、特開2004−143449号公報、特開2006−269402号公報等に記載の方法により合成できる。化合物(β)として、市販のポリシロキサン化合物を用いてもよい。 Polysiloxane is obtained by a known synthetic method. For example, the cyclic polysiloxane represented by the general formula (II) can be synthesized by the method described in WO96 / 15194 or the like. Polysiloxane having a polyhedral skeleton such as silsesquioxane and silylated silicic acid having a polyhedral skeleton are described in, for example, JP-A-2004-359933, JP-A-2004-143449, JP-A-2006-269402 and the like. It can be synthesized by the method described. As the compound (β), a commercially available polysiloxane compound may be used.

(他の出発物質)
ヒドロシリル化反応による(A)成分の合成において、上記の化合物(α)および化合物(β)に加えて、他の出発物質を用いてもよい。例えば、出発物質として、上記の化合物(α)以外のエチレン性不飽和基含有化合物を用いてもよい。
(Other starting materials)
In addition to the above compounds (α) and compound (β), other starting materials may be used in the synthesis of the component (A) by the hydrosilylation reaction. For example, an ethylenically unsaturated group-containing compound other than the above compound (α) may be used as a starting material.

例えば、化合物(α)および化合物(β)に加えて、1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物(以下、「化合物(γ)」)を出発物質として用いることが好ましい。化合物(γ)を用いれば、ヒドロシリル化反応により複数のポリシロキサン化合物(化合物(β))が架橋されるため、成分(A)の分子量が高められ、製膜性および硬化膜の耐熱性が向上する傾向がある。 For example, in addition to the compound (α) and the compound (β), it is preferable to use a compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule (hereinafter, “compound (γ)”) as a starting material. When compound (γ) is used, a plurality of polysiloxane compounds (compound (β)) are crosslinked by a hydrosilylation reaction, so that the molecular weight of component (A) is increased, and the film-forming property and the heat resistance of the cured film are improved. Tend to do.

化合物(γ)は、有機重合体系化合物および有機単量体系化合物のいずれでもよい。有機重合体系化合物としては、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリアリレート系、ポリカーボネート系、飽和炭化水素系、不飽和炭化水素系、ポリアクリル酸エステル系、ポリアミド系、フェノール−ホルムアルデヒド系(フェノール樹脂系)またはポリイミド系の化合物が挙げられる。有機単量体系化合物としては、例えば、フェノール系、ビスフェノール系、ベンゼンまたはナフタレン等の芳香族炭化水素系;直鎖系および脂環系等の脂肪族炭化水素系;複素環系の化合物が挙げられる。
化合物(γ)を用いれば、
The compound (γ) may be either an organic polymerization system compound or an organic monomer system compound. Organic polymerization system compounds include polyether type, polyester type, polyarylate type, polycarbonate type, saturated hydrocarbon type, unsaturated hydrocarbon type, polyacrylic acid ester type, polyamide type, phenol-formaldehyde type (phenol resin type). Alternatively, a polyimide-based compound can be mentioned. Examples of the organic monomer-based compound include aromatic hydrocarbon-based compounds such as phenol-based, bisphenol-based, benzene and naphthalene; aliphatic hydrocarbon-based compounds such as linear and alicyclic-based compounds; and heterocyclic compounds. ..
If compound (γ) is used,

化合物(γ)の具体例としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、1,1,2,2−テトラアリロキシエタン、ジアリリデンペンタエリスリット、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルモノベンジルイソシアヌレート、ジアリルモノメチルイソシアヌレート、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、ノナンジオールジビニルエーテル、1,4−シクロへキサンジメタノールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ビスフェノールSのジアリルエーテル、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、1,3−ビス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3−ビス(ビニルオキシ)アダマンタン、1,3,5−トリス(アリルオキシ)アダマンタン、1,3,5−トリス(ビニルオキシ)アダマンタン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロへキセン、1,5−ヘキサジエン、1,9−デカジエン、ジアリルエーテル、ビスフェノールAジアリルエーテル、2,5−ジアリルフェノールアリルエーテル、およびそれらのオリゴマー、1,2−ポリブタジエン(1,2比率10〜100%のもの、好ましくは1,2比率50〜100%のもの)、ノボラックフェノールのアリルエーテル、アリル化ポリフェニレンオキサイド、その他、従来公知のエポキシ樹脂のグリシジル基の全部をアリル基に置き換えたもの等が挙げられる。また、上記例示の化合物におけるアリル基を(メタ)アクリロイル基に置き換えた化合物(例えば、多官能(メタ)アクリレート)も、化合物(γ)として好適に用いられる。 Specific examples of the compound (γ) include diallyl phthalate, triallyl trimellitate, diethylene glycol bisallyl carbonate, trimethylolpropandiallyl ether, trimethylolpropantriallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, 1 , 1,2,2-tetraallyloxyetane, diallylidene pentaerythlit, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, diallyl monobenzyl isocyanurate, diallyl monomethyl isocyanurate, 1,2,4-trivinylcyclohexane, 1,4-Butanediol divinyl ether, nonanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, trimethylpropantrivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, bisphenol S diallyl ether, divinyl Benzene, divinylbiphenyl, 1,3-diisopropenylbenzene, 1,4-diisopropenylbenzene, 1,3-bis (allyloxy) adamantan, 1,3-bis (vinyloxy) adamantan, 1,3,5-tris (Allyloxy) adamantan, 1,3,5-tris (vinyloxy) adamantan, dicyclopentadiene, vinylcyclohexene, 1,5-hexadien, 1,9-decadien, diallyl ether, bisphenol A diallyl ether, 2,5-diallyl Phenol allyl ethers and their oligomers, 1,2-polybutadiene (1,2 ratio 10-100%, preferably 1,2 ratio 50-100%), novolak phenol allyl ether, allylated polyphenylene oxide In addition, those in which all the glycidyl groups of conventionally known epoxy resins are replaced with allyl groups and the like can be mentioned. Further, a compound in which the allyl group in the above-exemplified compound is replaced with a (meth) acryloyl group (for example, a polyfunctional (meth) acrylate) is also preferably used as the compound (γ).

化合物(γ)は、2個以上のエチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物でもよい。2個以上のエチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物の具体例としては、上記の化合物(β)のSiに結合した水素原子の一部または全部をエチレン性不飽和基に置き換えたものが挙げられる。中でも、硬化膜の耐熱性を向上する観点から、2個以上のエチレン性不飽和基を有する環状ポリシロキサン化合物が好ましい。 The compound (γ) may be a polysiloxane compound having two or more ethylenically unsaturated groups. Specific examples of the polysiloxane compound having two or more ethylenically unsaturated groups include those in which a part or all of the hydrogen atoms bonded to Si of the above compound (β) are replaced with ethylenically unsaturated groups. Be done. Among them, a cyclic polysiloxane compound having two or more ethylenically unsaturated groups is preferable from the viewpoint of improving the heat resistance of the cured film.

2個以上のエチレン性不飽和基を有する環状ポリシロキサン化合物の具体例として、Si原子にエチレン性不飽和基としてビニル基が結合した環状ポリシロキサンが挙げられる。Si原子に結合したビニル基を2個以上有する環状ポリシロキサン化合物としては、1,3,5,7−テトラビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジビニル−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリビニル−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタビニル−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサンおよび1,3,5,7,9,11−ヘキサビニル−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサン等が挙げられる。 Specific examples of the cyclic polysiloxane compound having two or more ethylenically unsaturated groups include cyclic polysiloxane in which a vinyl group is bonded to a Si atom as an ethylenically unsaturated group. Cyclic polysiloxane compounds having two or more vinyl groups bonded to Si atoms include 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1-propyl-3, 5,7-Trivinyl-1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,5-Divinyl-3,7-dihexyl-1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,3 5-Trivinyl-trimethylcyclosiloxane, 1,3,5,7,9-pentavinyl-1,3,5,7,9-pentamethylcyclosiloxane and 1,3,5,7,9,11-hexavinyl-1 , 3,5,7,9,11-hexamethylcyclosiloxane and the like.

ヒドロシリル化反応の出発物質として、1分子中に、ヒドロシリル化反応に関与する官能基を1個のみ有する化合物(以下「化合物(δ)」)を用いてもよい。ヒドロシリル化反応に関与する官能基とは、SiH基、またはエチレン性不飽和基である。ヒドロシリル化反応に関与する官能基を1つのみ含む化合物を用いることにより、ポリマーの末端に特定の官能基を導入できる。 As a starting material for the hydrosilylation reaction, a compound having only one functional group involved in the hydrosilylation reaction (hereinafter, “compound (δ)”) may be used. The functional group involved in the hydrosilylation reaction is a SiH group or an ethylenically unsaturated group. By using a compound containing only one functional group involved in the hydrosilylation reaction, a specific functional group can be introduced at the end of the polymer.

例えば、化合物(δ)として1つのSiH基を有するシロキサン化合物を用いることにより、ポリマーの末端にシロキサン構造部位を導入できる。1つのSiH基を有するシロキサン化合物の具体例としては、前述の一般式(II)においてm=1である環状ポリシロキサン化合物、前述の一般式(III)においてR10〜R17のうち1つが水素原子である多面体ポリシロキサン化合物、前述の一般式(IV)においてR18〜R41のうち1つが水素原子であるシリル化ケイ酸化合物等が挙げられる。1つのSiH基を有するシロキサン化合物は、鎖状シロキサン化合物でもよい。 For example, by using a siloxane compound having one SiH group as the compound (δ), a siloxane structural site can be introduced at the end of the polymer. Specific examples of the siloxane compound having one SiH group include a cyclic polysiloxane compound in which m = 1 in the above-mentioned general formula (II), and one of R 10 to R 17 in the above-mentioned general formula (III) is hydrogen. Examples thereof include a polyhedron polysiloxane compound which is an atom, a silylated silicic acid compound in which one of R 18 to R 41 in the above general formula (IV) is a hydrogen atom, and the like. The siloxane compound having one SiH group may be a chain siloxane compound.

化合物(δ)として、1つのエチレン性不飽和基を含む化合物を用いることにより、ポリマーの末端に所望の官能基を導入できる。上記の他に、2個以上のSiH基を有する鎖状ポリシロキサン等のヒドロシリル化反応に関与する化合物を、出発物質に含めてもよい。 By using a compound containing one ethylenically unsaturated group as the compound (δ), a desired functional group can be introduced at the end of the polymer. In addition to the above, compounds involved in the hydrosilylation reaction, such as chain polysiloxane having two or more SiH groups, may be included in the starting material.

(ヒドロシリル化反応)
ヒドロシリル化反応の順序および方法は特に限定されない。合成工程を簡便とする観点からは、全ての出発物質を1ポットに仕込んでヒドロシリル化反応を行い、最後に未反応の化合物を除去する方法が好ましい。一方、低分子量体の生成を抑制する観点からは、複数のエチレン性不飽和基を含む化合物(例えば化合物(α)および化合物(γ))と複数のSiH基を含む化合物(例えば化合物(β))とを、一方を過剰量としてヒドロシリル化反応を行い、未反応の化合物を除去後に、1分子中にヒドロシリル化反応に関与する官能基を1個のみ有する化合物(例えば化合物(δ))添加してヒドロシリル化反応を行う方法が好ましい。
(Hydrosilylation reaction)
The order and method of the hydrosilylation reaction are not particularly limited. From the viewpoint of simplifying the synthesis step, it is preferable to charge all the starting materials in one pot, carry out a hydrosilylation reaction, and finally remove the unreacted compound. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the formation of low molecular weight compounds, a compound containing a plurality of ethylenically unsaturated groups (for example, compound (α) and compound (γ)) and a compound containing a plurality of SiH groups (for example, compound (β)). ), And one of them is subjected to a hydrosilylation reaction, and after removing the unreacted compound, a compound having only one functional group involved in the hydrosilylation reaction (for example, compound (δ)) is added to one molecule. A method of carrying out a hydrosilylation reaction is preferable.

ヒドロシリル化反応における各化合物の割合は特に限定されないが、出発物質のエチレン性不飽和基の総量AとSiH基の総量Bとが、1≦B/A≦30を満たすことが好ましく、1≦B/A≦10を満たすことがより好ましい。B/Aが1以上であれば、未反応のエチレン性不飽和基が残存し難く、B/Aが30以下であれば、未反応の化合物(β)が残存しにくいため、硬化膜の特性を向上できる。 The ratio of each compound in the hydrosilylation reaction is not particularly limited, but it is preferable that the total amount A of ethylenically unsaturated groups and the total amount B of SiH groups of the starting material satisfy 1 ≦ B / A ≦ 30. It is more preferable to satisfy / A ≦ 10. If the B / A is 1 or more, the unreacted ethylenically unsaturated group is unlikely to remain, and if the B / A is 30 or less, the unreacted compound (β) is unlikely to remain. Can be improved.

ヒドロシリル化反応には、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体等のヒドロシリル化触媒を用いてもよい。ヒドロシリル化触媒と助触媒とを併用してもよい。ヒドロシリル化触媒の添加量は特に限定されないが、出発物質に含まれるエチレン性不飽和基の総量(モル数)に対して、好ましくは10−8〜10−1倍、より好ましくは10−6〜10−2倍である。 A hydrosilylation catalyst such as a platinum chloride acid, a platinum-olefin complex, or a platinum-vinylsiloxane complex may be used for the hydrosilylation reaction. A hydrosilylation catalyst and a co-catalyst may be used in combination. The amount of the hydrosilylation catalyst added is not particularly limited, but is preferably 10-8 to 10-1 times, more preferably 10-6 to 10 times the total amount (number of moles) of ethylenically unsaturated groups contained in the starting material. It is 10-2 times.

ヒドロシリル化の反応温度は適宜に設定すればよく、好ましくは30〜200℃、より好ましくは50〜150℃である。ヒドロシリル化反応には適宜の溶媒を使用してもよい。ヒドロシリル化反応においては、必要に応じて、ゲル化抑制剤を用いてもよい。 The reaction temperature for hydrosilylation may be appropriately set, preferably 30 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C. An appropriate solvent may be used for the hydrosilylation reaction. In the hydrosilylation reaction, a gelation inhibitor may be used if necessary.

上記では、構造Xを有するポリシロキサン化合物を得る方法として、1分子中に構造Xおよびエチレン性不飽和基を有する化合物(α)と、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合(β)とのヒドロシリル化反応を例として説明したが、成分(A)の合成方法はこれに限定されない。上記以外の出発物質を用いたヒドロシリル化反応により成分(A)を得ることもできる。 In the above, as a method for obtaining a polysiloxane compound having a structure X, a compound (α) having a structure X and an ethylenically unsaturated group in one molecule and a polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule are combined. Although the hydrosilylation reaction with (β) has been described as an example, the method for synthesizing the component (A) is not limited to this. The component (A) can also be obtained by a hydrosilylation reaction using a starting material other than the above.

例えば、化合物(α)に代えて、1分子中にSiH基と構造Xを有する化合物を出発物質として、構造Xを有するポリシロキサン化合物を合成してもよい。この場合、SiH基と構造Xを含む化合物と、エチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物とのヒドロシリル化反応により、構造Xを有するポリシロキサン化合物が得られる。エチレン性不飽和基を有するポリシロキサン化合物は、複数のエチレン性不飽和基を含んでいてもよい。 For example, instead of the compound (α), a polysiloxane compound having a structure X may be synthesized using a compound having a SiH group and a structure X in one molecule as a starting material. In this case, a polysiloxane compound having a structure X can be obtained by a hydrosilylation reaction between a compound containing a SiH group and a structure X and a polysiloxane compound having an ethylenically unsaturated group. The polysiloxane compound having an ethylenically unsaturated group may contain a plurality of ethylenically unsaturated groups.

エチレン性不飽和基を含有する環状シロキサン化合物としては、1,3,5,7−テトラビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジビニル−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリビニル−1,3,5−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタビニル−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサンおよび1,3,5,7,9,11−ヘキサビニル−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサン等が挙げられる。エチレン性不飽和基を有する環状ポリシロキサン化合物は、耐熱性および耐光性の観点から、Si原子上に存在する有機基が、ビニル基またはメチル基であることが好ましい。 Cyclic siloxane compounds containing ethylenically unsaturated groups include 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane and 1-propyl-3,5,7-trivinyl. -1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,5-divinyl-3,7-dihexyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5-trivinyl-1 , 3,5-trimethylcyclosiloxane, 1,3,5,7,9-pentavinyl-1,3,5,7,9-pentamethylcyclosiloxane and 1,3,5,7,9,11-hexavinyl- Examples thereof include 1,3,5,7,9,11-hexamethylcyclosiloxane. In the cyclic polysiloxane compound having an ethylenically unsaturated group, the organic group existing on the Si atom is preferably a vinyl group or a methyl group from the viewpoint of heat resistance and light resistance.

<(B)光酸発生剤>
感光性組成物は、(B)成分として光酸発生剤を含有する。露光により光酸発生剤に活性エネルギー線が照射されると酸が発生する。活性エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、X線、α線、β線、およびγ線等が挙げられる。光酸発生剤から発生した酸が、上記(A)成分を分解し、酸性基または水酸基を発現させることにより、アルカリ溶解性が増大する。
<(B) Photoacid generator>
The photosensitive composition contains a photoacid generator as the component (B). Acid is generated when the photoacid generator is irradiated with active energy rays by exposure. Examples of active energy rays include visible light, ultraviolet rays, infrared rays, X-rays, α-rays, β-rays, and γ-rays. The acid generated from the photoacid generator decomposes the component (A) to express an acidic group or a hydroxyl group, thereby increasing the alkali solubility.

感光性組成物に含まれる光酸発生剤は、露光によりルイス酸を発生するものであれば特に限定されない。光酸発生剤の具体例としては、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、オニウム塩等のイオン性光酸発生剤;イミドスルホネート類、オキシムスルホネート類、スルホニルジアゾメタン類等の非イオン性光酸発生剤が挙げられる。イオン性光酸発生剤に含まれるアニオンとしては、B(C 、PF 、SbF 、CFSO およびCSO 等が挙げられる。光感度が高いことから、光酸発生剤としては、イミドスルホネート類およびオキシムスルホネート類が好ましい。 The photoacid generator contained in the photosensitive composition is not particularly limited as long as it generates Lewis acid by exposure. Specific examples of the photoacid generator include ionic photoacid generators such as sulfonium salts, iodonium salts and onium salts; nonionic photoacid generators such as imide sulfonates, oxime sulfonates and sulfonyldiazomethanes. .. The anion contained in the ionic photoacid generator, B (C 6 F 5) 4 -, PF 6 -, SbF 6 -, CF 3 SO 3 - and C 4 F 9 SO 3 -, and the like. As the photoacid generator, imide sulfonates and oxime sulfonates are preferable because of their high photosensitivity.

感光性組成物における光酸発生剤の含有量は、(A)成分100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましく、0.3〜7重量部がより好ましく、0.5〜5重量部がさらに好ましい。光酸発生剤の量が上記範囲であれば、露光部の(A)成分のアルカリ溶解性を十分に高めてパターニング性を向上できるとともに、過剰の酸に起因するコントラストの低下を抑制できる。 The content of the photoacid generator in the photosensitive composition is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 7 parts by weight, and 0.5 to 0.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (A). 5 parts by weight is more preferable. When the amount of the photoacid generator is within the above range, the alkali solubility of the component (A) in the exposed portion can be sufficiently increased to improve the patterning property, and the decrease in contrast due to the excess acid can be suppressed.

<(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体> <A copolymer composed of at least two or more monomers of (C) (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic anhydride, and constitutes the copolymer thereof. Copolymer in which one of the monomers is (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride>

感光性組成物は、(C)成分として(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体を含有する。(C)成分はアルカリ溶解性を有し、感光性樹脂に添加することで感光性樹脂のアルカリ現像液に対する溶解性を上げることができる為、アルカリ現像液に対する溶解促進効果が期待できる。 The photosensitive composition is a copolymer composed of at least two or more monomers of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic anhydride as the component (C). Moreover, one of the monomers constituting the copolymer contains a copolymer of (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride. The component (C) has alkali solubility, and by adding it to the photosensitive resin, the solubility of the photosensitive resin in the alkaline developer can be increased, so that the effect of promoting the dissolution in the alkaline developer can be expected.

一方、リワーク時に発生する残渣については、様々な要因が考えられるが、例えば、環境から混入する異物や感光性樹脂中の溶解性の低い成分の再付着、感光性樹脂自体の製膜プロセス下での変性による不溶化などが挙げられる。これらの原因の中で感光性樹脂由来の残渣については(C)成分の添加により感光性樹脂の溶解性を上げることで、再付着や不溶化を抑制することができ、リワーク時の残渣を低減できるものと考えられる。 On the other hand, various factors can be considered for the residue generated during rework. For example, foreign matter mixed from the environment or reattachment of a component having low solubility in the photosensitive resin, or under the film forming process of the photosensitive resin itself. Insolubilization due to denaturation of. Among these causes, with respect to the residue derived from the photosensitive resin, by increasing the solubility of the photosensitive resin by adding the component (C), reattachment and insolubilization can be suppressed, and the residue at the time of rework can be reduced. It is considered to be.

共重合体のアルカリ溶解性の発現には(メタ)アクリル酸の様なアルカリ可溶性のモノマーが必要となる。通常、マレイン酸無水物はアルカリ溶解性を示さないが、アルカリ現像液と反応し、開環した構造がアルカリ溶解性を発現するものと考えている。感光性樹脂の保管時の安定性という観点からはアルカリ溶解性を発現させるモノマーとしてはマレイン酸無水物が好ましい。 An alkali-soluble monomer such as (meth) acrylic acid is required to develop the alkali solubility of the copolymer. Normally, maleic anhydride does not show alkali solubility, but it is considered that the structure that opens the ring by reacting with an alkali developer exhibits alkali solubility. From the viewpoint of stability of the photosensitive resin during storage, maleic anhydride is preferable as the monomer that exhibits alkali solubility.

(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸、もしくはマレイン酸無水物である共重合体の重量平均分子量は1,000〜50,000、好ましくは3,000〜30,000である。1,000未満であると後の工程において、硬化物表面への染み出しによるタックが発生する可能性がある。50,000を超えると(A)成分との相溶性が悪化する。(メタ)アクリル酸エステルとしてはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。スチレン誘導体としては、スチレンにおける水素原子が置換基(アルキル基等の有機基、ハロゲン原子など)で置換されたものであり、具体的には、α−メチルスチレン、スチレンの芳香環上に炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基、フェニル基、ヒドロキシ基が置換した化合物等が挙げられる。マレイン酸無水物としてはマレイン酸無水物、メチルマレイン酸無水物などが挙げられる。 A copolymer composed of at least two or more monomers of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic anhydride, and one of the monomers constituting the copolymer. The weight average molecular weight of the copolymer, which is (meth) acrylic acid or maleic anhydride, is 1,000 to 50,000, preferably 3,000 to 30,000. If it is less than 1,000, tack due to exudation to the surface of the cured product may occur in a later step. If it exceeds 50,000, the compatibility with the component (A) deteriorates. Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and phenyl (meth) acrylate. Benzyl (meth) acrylate and the like can be mentioned. The styrene derivative is one in which the hydrogen atom in styrene is substituted with a substituent (organic group such as an alkyl group, halogen atom, etc.), and specifically, α-methylstyrene, the number of carbon atoms on the aromatic ring of styrene. Examples thereof include compounds in which 1 to 6 alkyl groups, alkoxy groups, phenyl groups and hydroxy groups are substituted. Examples of maleic anhydride include maleic anhydride and methyl maleic anhydride.

(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体における(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物は繰り返し単位当たり5〜60重量%含まれることが好ましい。60重量%を超えると現像性が高くなり過ぎてパターン形状が悪化する傾向にある。また5重量%未満ではアルカリ溶解性が低く、十分なリワーク性が得られなくなる傾向がある。 (C) A copolymer composed of at least two or more monomers of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic anhydride, and constitutes the copolymer thereof. The (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride in the copolymer in which one of the monomers is (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride is preferably contained in an amount of 5 to 60% by weight per repeating unit. If it exceeds 60% by weight, the developability tends to be too high and the pattern shape tends to deteriorate. Further, if it is less than 5% by weight, the alkali solubility is low, and there is a tendency that sufficient reworkability cannot be obtained.

(C)成分の例として、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレンもしくはスチレン誘導体の共重合体、(メタ)アクリル酸、スチレンもしくはスチレン誘導体の共重合体、以下の構造に示されるスチレン、マレイン酸無水物の共重合体が挙げられる。

Figure 2021120713
aは1から8の整数、bは1から12の整数である。 Examples of the component (C) include (meth) acrylic acid, a copolymer of (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, a copolymer of styrene or a styrene derivative, (meth). Examples thereof include copolymers of acrylic acid, styrene or styrene derivatives, and copolymers of styrene and maleic acid anhydrides shown in the following structures.
Figure 2021120713
a is an integer from 1 to 8, and b is an integer from 1 to 12.

(C)成分としてはリワーク性の観点からは(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が好ましく、耐熱性の観点からはスチレン、マレイン酸無水物の共重合体が好ましい。 As the component (C), a copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester is preferable from the viewpoint of reworkability, and a copolymer of styrene and maleic anhydride is preferable from the viewpoint of heat resistance.

感光性組成物における(C)成分の含有量は、(A)成分100重量部に対して、1〜10重量部が好ましく、3〜8重量部が耐熱性の点でより好ましい。またタック性の観点からは(A)成分100重量部に対して、1〜10重量部が好ましく、1〜8重量部がより好ましい。 The content of the component (C) in the photosensitive composition is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 3 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (A), in terms of heat resistance. From the viewpoint of tackiness, 1 to 10 parts by weight is preferable, and 1 to 8 parts by weight is more preferable with respect to 100 parts by weight of the component (A).

(C)(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つがアクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体の含有量が上記範囲であれば、硬化物表面への染み出しによるタックが発生することなく、リワーク性の良好な膜が得られる。 (C) A copolymer composed of at least two or more monomers of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic anhydride, and constitutes the copolymer thereof. When the content of the copolymer in which one of the monomers is acrylic acid or maleic anhydride is in the above range, a film having good reworkability can be obtained without causing tack due to exudation to the surface of the cured product. ..

<(D)架橋剤>
感光性組成物は、上記の(C)成分以外に(A)成分に架橋構造を導入可能な架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤としては、上記(A)成分と反応可能な官能基を1分子中に2以上含む化合物が好ましい。
<(D) Cross-linking agent>
The photosensitive composition may contain a cross-linking agent capable of introducing a cross-linked structure into the component (A) in addition to the above-mentioned component (C). As the cross-linking agent, a compound containing two or more functional groups capable of reacting with the above component (A) in one molecule is preferable.

例えば、(A)成分がポリシロキサン化合物であり、ヒドロシリル化反応に使用されなかったSiH基を含んでいる場合は、架橋剤として1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物を感光性組成物に含めておけば、(A)成分と架橋剤とのヒドロシリル化反応により、架橋構造が導入される。1分子中に2個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物としては、上記(A)成分の合成に関して例示した化合物(γ)と同様の化合物等を用いることができる。 For example, when the component (A) is a polysiloxane compound and contains a SiH group that was not used in the hydrosilylation reaction, a compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule is used as a cross-linking agent. When included in the photosensitive composition, the crosslinked structure is introduced by the hydrosilylation reaction between the component (A) and the crosslinking agent. As the compound having two or more ethylenically unsaturated groups in one molecule, the same compound as the compound (γ) exemplified for the synthesis of the component (A) above can be used.

感光性組成物が架橋剤を含有する場合、架橋剤の含有量は、(A)成分100重量部に対し、0.5〜40重量部が好ましく、1〜35重量部がより好ましく、2〜30重量部がさらに好ましい。感光性組成物が架橋剤を含む場合、露光および現像によるパターニング後に、加熱(ポストベイク)により(A)成分と架橋剤とを反応させて、架橋構造を導入することが好ましい。架橋構造の導入によりパターン膜が硬化さるため、パターン膜の絶縁性、耐熱性、および耐溶剤性等を向上できる。 When the photosensitive composition contains a cross-linking agent, the content of the cross-linking agent is preferably 0.5 to 40 parts by weight, more preferably 1 to 35 parts by weight, and 2 to 2 to 100 parts by weight of the component (A). 30 parts by weight is more preferable. When the photosensitive composition contains a cross-linking agent, it is preferable to introduce a cross-linked structure by reacting the component (A) with the cross-linking agent by heating (post-baking) after patterning by exposure and development. Since the pattern film is hardened by the introduction of the crosslinked structure, the insulating property, heat resistance, solvent resistance and the like of the pattern film can be improved.

<溶媒>
上記の(A)成分、(B)成分および(C)成分、ならびに必要に応じて(D)成分を溶媒中に溶解または分散させることにより、感光性組成物が得られる。感光性組成物は、各成分を製膜直前に混合調製してもよく、全成分を予め混合調製した一液の状態で貯蔵しておいてもよい。
<Solvent>
A photosensitive composition is obtained by dissolving or dispersing the above-mentioned component (A), component (B) and component (C), and if necessary, component (D) in a solvent. The photosensitive composition may be prepared by mixing each component immediately before film formation, or may be stored in a one-component state in which all the components are mixed and prepared in advance.

溶媒は(A)成分を溶解可能であればよく、具体的には、ベンゼン、トルエン、ヘキサンおよびヘプタン等の炭化水素系溶媒;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソランおよびジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノン等のケトン系溶媒;プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート(PGMEA)、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルおよびジエチレングリコールジエチルエーテル等のグリコール系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、酪酸イソブチル等のエステル系溶媒;クロロホルム、塩化メチレンおよび1,2−ジクロロエタン等のハロゲン系溶媒等が挙げられる。製膜安定性の観点から、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテートおよびジエチレングリコールジエチルエーテル、酢酸ブチルが好ましい。溶媒の使用量は適宜設定すればよい。感光性組成物の固形分1gに対する溶媒の好ましい使用量は0.1〜10mLである。 The solvent may be any solvent as long as the component (A) can be dissolved, and specifically, a hydrocarbon solvent such as benzene, toluene, hexane and heptane; tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, diethyl ether and the like. Ether-based solvents; Ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Glycol-based solvents such as propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate (PGMEA), diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether and diethylene glycol diethyl ether. Solvents: Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl isobutyrate, isobutyl butyrate; halogen-based solvents such as chloroform, methylene chloride and 1,2-dichloroethane. From the viewpoint of film formation stability, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate, diethylene glycol diethyl ether, and butyl acetate are preferable. The amount of the solvent used may be set as appropriate. The preferable amount of the solvent used with respect to 1 g of the solid content of the photosensitive composition is 0.1 to 10 mL.

<その他の成分>
感光性組成物は、上記(A)〜(D)以外の樹脂成分や添加剤等を含有していてもよい。例えば、感光性組成物は、特性改質等の目的で、種々の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂シクロオレフィン系樹脂、オレフィン−マレイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、天然ゴムおよびEPDM等のゴム状樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、エポキシ基、アミノ基、ラジカル重合性不飽和基、カルボキシ基、イソシアネート基、ヒドロキシ基およびアルコキシシリル基等の架橋性基を有していてもよい。
<Other ingredients>
The photosensitive composition may contain resin components, additives and the like other than the above (A) to (D). For example, the photosensitive composition may contain various thermoplastic resins for the purpose of modifying the properties and the like. Examples of the thermoplastic resin include acrylic resin, polycarbonate resin cycloolefin resin, olefin-maleimide resin, polyester resin, polyether sulfone resin, polyarylate resin, polyvinyl acetal resin, polyethylene resin, polypropylene resin, and polystyrene. Examples thereof include resins, polyamide resins, silicone resins, fluororesins, natural rubbers and rubber-like resins such as EPDM. The thermoplastic resin may have a crosslinkable group such as an epoxy group, an amino group, a radically polymerizable unsaturated group, a carboxy group, an isocyanate group, a hydroxy group and an alkoxysilyl group.

感光性組成物は、アルカリ現像液への溶解性が向上等の観点から、上記(A)成分以外のアルカリ可溶性成分を含有していてもよい。アルカリ可溶性成分としては、アルカリ可溶性官能基を有する樹脂が挙げられる。樹脂としては、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アミド系樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシ基、下記のZ1またはZ2で表されるイソシアヌル酸誘導体構造等が挙げられる。 The photosensitive composition may contain an alkali-soluble component other than the above-mentioned component (A) from the viewpoint of improving the solubility in an alkaline developer. Examples of the alkali-soluble component include a resin having an alkali-soluble functional group. Examples of the resin include phenol resin, acrylic resin, amide resin, polysiloxane resin and the like. Examples of the alkali-soluble group include a phenolic hydroxyl group, a carboxy group, and an isocyanuric acid derivative structure represented by Z1 or Z2 below.

Figure 2021120713
Figure 2021120713

アルカリ溶解性の向上と、硬化膜の絶縁性、耐熱性および耐溶剤性等とを両立する観点から、アルカリ可溶性成分としては、上記の構造Z1および/または構造Z2を有する樹脂が好ましく、中でも上記の構造Z1および/または構造Z2を有するポリシロキサン樹脂が好ましい。 From the viewpoint of achieving both improvement in alkali solubility and insulation, heat resistance, solvent resistance, etc. of the cured film, the resin having the above-mentioned structure Z1 and / or structure Z2 is preferable as the alkali-soluble component, and above all, the above-mentioned resin has the above-mentioned structure Z1 and / or structure Z2. A polysiloxane resin having the structure Z1 and / or the structure Z2 of the above is preferable.

構造Z1および/またはZ2を有するポリシロキサン樹脂は、例えば、上記の構造Z1とエチレン性不飽和基を含む化合物(ジアリルイソシアヌレート等)および/または上記の構造Z2とエチレン性不要和基を含む化合物(モノアリルイソシアヌレート等)と、SiH基を有するポリシロキサン化合物とのヒドロシリル化反応により得られる。SiH基を有するポリシロキサン化合物としては、化合物(β)として先に例示した、1分子中に少なくとも2個のSiH基を有するポリシロキサン化合物が好適に用いられる。 The polysiloxane resin having the structure Z1 and / or Z2 is, for example, a compound containing the above structure Z1 and an ethylenically unsaturated group (such as diallyl isocyanurate) and / or a compound containing the above structure Z2 and an ethylenically unnecessary sum group. It is obtained by a hydrosilylation reaction between (monoallyl isocyanurate, etc.) and a polysiloxane compound having a SiH group. As the polysiloxane compound having a SiH group, the polysiloxane compound having at least two SiH groups in one molecule exemplified above as the compound (β) is preferably used.

感光性組成物は、上記の他に、増感剤、酸拡散防止剤(クエンチャー)、接着性改良剤、シランカップリング剤等のカップリング剤、劣化防止剤、ヒドロシリル化反応抑制剤、重合禁止剤、重合触媒(架橋促進剤)、離型剤、難燃剤、難燃助剤、界面活性剤、消泡剤、乳化剤、レベリング剤、はじき防止剤、イオントラップ剤、チクソ性付与剤、粘着性付与剤、保存安定改良剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、反応性希釈剤、酸化防止剤、熱安定化剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、金属不活性化剤、熱伝導性付与剤および物性調整剤等を、本発明の目的および効果を損なわない範囲において含有していてもよい。 In addition to the above, the photosensitive composition includes a sensitizer, an acid diffusion inhibitor (quencher), an adhesive improver, a coupling agent such as a silane coupling agent, a deterioration inhibitor, a hydrosilylation reaction inhibitor, and a polymerization agent. Prohibition agent, polymerization catalyst (crosslink accelerator), mold release agent, flame retardant, flame retardant aid, surfactant, antifoaming agent, emulsifier, leveling agent, repellent inhibitor, ion trapping agent, thixo-imparting agent, adhesive Sex-imparting agent, storage stability improving agent, light stabilizer, thickener, plasticizer, reactive diluent, antioxidant, heat stabilizer, conductivity-imparting agent, antistatic agent, radiation blocker, nucleating agent, A phosphorus-based peroxide decomposing agent, a lubricant, a metal inactivating agent, a heat conductivity imparting agent, a physical property adjusting agent and the like may be contained within a range that does not impair the object and effect of the present invention.

感光性組成物は、充填材や着色剤を含んでいてもよい。充填材としては、シリカ系充填材(石英、ヒュームシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、溶融シリカ、結晶性シリカおよび超微粉無定型シリカ等)、窒化ケイ素、銀粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、ガラス繊維、炭素繊維、マイカ、カーボンブラック、グラファイト、ケイソウ土、白土、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムおよび無機バルーン等が挙げられる。着色剤としては、有機顔料、無機顔料、染料等が挙げられる。 The photosensitive composition may contain a filler and a colorant. Fillers include silica-based fillers (quartz, fume silica, precipitated silica, silicic anhydride, fused silica, crystalline silica and ultrafine powder atypical silica, etc.), silicon nitride, silver powder, alumina, aluminum hydroxide, and oxidation. Examples thereof include titanium, glass fiber, carbon fiber, mica, carbon black, graphite, silica clay, white clay, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate and an inorganic balloon. Examples of the colorant include organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like.

(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分の合計量は、感光性組成物の固形分全量の50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましく、70重量%以上がさらに好ましい。 The total amount of the component (A), the component (B), the component (C), and the component (D) is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, and 70% by weight, based on the total solid content of the photosensitive composition. % Or more is more preferable.

[製膜およびパターン硬化膜の形成]
上記のポジ型感光性樹脂組成物を各種基材にコーティングして塗膜を形成し、所定形状のマスクを介して露光を行い、アルカリ現像により露光部を溶解および除去することにより、パターン膜を形成できる。現像後にポストベイクを行うことにより、パターン硬化膜が得られる。
[Film formation and pattern hardening film formation]
The above positive photosensitive resin composition is coated on various substrates to form a coating film, exposed through a mask having a predetermined shape, and the exposed portion is dissolved and removed by alkaline development to form a pattern film. Can be formed. By performing post-baking after development, a pattern cured film can be obtained.

<塗膜の形成>
感光性組成物を基材上に塗布する方法は、均一に塗布が可能である方法であれば特に限定されず、スピンコーティング、スリットコーティング、スクリーンコーティング等の一般的なコーティング法を使用できる。塗膜の厚みは特に限定されない。パターン膜が永久レジストである場合は、信頼性の観点から、厚みは0.05〜100μmが好ましく、0.1〜80μmがより好ましく、0.2〜50μmがさらに好ましい。
<Formation of coating film>
The method of applying the photosensitive composition onto the substrate is not particularly limited as long as it can be applied uniformly, and general coating methods such as spin coating, slit coating, and screen coating can be used. The thickness of the coating film is not particularly limited. When the pattern film is a permanent resist, the thickness is preferably 0.05 to 100 μm, more preferably 0.1 to 80 μm, and even more preferably 0.2 to 50 μm from the viewpoint of reliability.

<プリベイク>
露光前に、溶媒を乾燥するために加熱(プリベイク)を行ってもよい。加熱温度は適宜設定され得るが、好ましくは50〜200℃、より好ましくは60〜150℃である。さらに、露光前に真空脱揮を行ってもよい。真空脱揮は加熱前もしくは加熱と同時に行われてもよい。熱硬化性の成分(例えば、上記の(C)成分および(D)成分)を含む感光性組成物は、加熱により硬化が進むと現像性が低下する場合がある。そのため、プリベイクにおける加熱温度は120℃以下が好ましい。
<Pre-bake>
Prior to exposure, heating (pre-baking) may be performed to dry the solvent. The heating temperature can be set as appropriate, but is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 150 ° C. Further, vacuum devolatile may be performed before exposure. Vacuum volatilization may be performed before or at the same time as heating. A photosensitive composition containing a thermosetting component (for example, the above-mentioned components (C) and (D)) may have a reduced developability as the curing progresses by heating. Therefore, the heating temperature in the prebake is preferably 120 ° C. or lower.

<露光>
露光の光源は、感光性組成物に含まれる光酸発生剤および増感剤の感度波長に応じて選択すればよい。通常は、200〜450nmの範囲の波長を含む光源(例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハイパワーメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプまたは発光ダイオード等)が用いられる。
<Exposure>
The light source for exposure may be selected according to the sensitivity wavelengths of the photoacid generator and the sensitizer contained in the photosensitive composition. Usually, a light source having a wavelength in the range of 200 to 450 nm (for example, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a high-power metal halide lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, a light emitting diode, etc.) is used.

露光量は特に制限されないが、1〜5000mJ/cmが好ましく、5〜1000mJ/cmがより好ましく、10〜500mJ/cmがさらに好ましい。露光量が過度に少ないと硬化が不十分となりパターンのコントラストが低下する場合があり、露光量が過度に多いとタクトタイムの増大による製造コスト増加を招く場合がある。 Exposure is not particularly limited but is preferably 1~5000mJ / cm 2, more preferably 5~1000mJ / cm 2, more preferably 10 to 500 mJ / cm 2. If the exposure amount is excessively small, curing may be insufficient and the pattern contrast may decrease, and if the exposure amount is excessively large, the manufacturing cost may increase due to an increase in tact time.

<ポストエクスポージャーベイク>
露光後、現像前に、酸と成分(A)との反応促進等を目的として、ポストエクスポージャーベイク(PEB)を行ってもよい。ポストエクスポージャーベイクにおける加熱温度は、40〜120℃が好ましく、50〜110℃がより好ましく、60〜100℃がさらに好ましい。
<Post-exposure bake>
Post-exposure baking (PEB) may be performed after exposure and before development for the purpose of promoting the reaction between the acid and the component (A). The heating temperature in the post-exposure bake is preferably 40 to 120 ° C, more preferably 50 to 110 ° C, still more preferably 60 to 100 ° C.

<現像>
露光後の塗膜に、浸漬法またはスプレー法等によりアルカリ現像液を接触させ、露光部の塗膜を溶解および除去することによりパターン膜が得られる。露光部では、光酸発生剤への活性エネルギー線の照射により発生した酸の作用により、(A)成分のアルカリ溶解性が増大するため、アルカリ現像により塗膜が溶解する。
<Development>
A patterned film is obtained by contacting the exposed coating film with an alkaline developer by a dipping method, a spraying method, or the like to dissolve and remove the coating film in the exposed portion. In the exposed portion, the alkali solubility of the component (A) is increased by the action of the acid generated by irradiating the photoacid generator with the active energy ray, so that the coating film is dissolved by the alkaline development.

アルカリ現像液は、一般に使用されるものを特に限定なく使用できる。アルカリ現像液の具体例としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液およびコリン水溶液等の有機アルカリ水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液および炭酸リチウム水溶液等の無機アルカリ水溶液等が挙げられる。現像液のアルカリ濃度は0.01〜25重量%が好ましく、0.1〜10重量%がより好ましく、0.3〜5重量%がさらに好ましい。溶解速度の調整等を目的として、現像液には界面活性剤等が含まれていてもよい。 As the alkaline developer, generally used ones can be used without particular limitation. Specific examples of the alkaline developing solution include organic alkaline aqueous solutions such as tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution and choline aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, potassium carbonate aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution and lithium carbonate aqueous solution. An inorganic alkaline aqueous solution and the like can be mentioned. The alkali concentration of the developer is preferably 0.01 to 25% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, still more preferably 0.3 to 5% by weight. The developer may contain a surfactant or the like for the purpose of adjusting the dissolution rate or the like.

<ポストベイク>
現像により露光部を溶解および除去した後、ポストベイクを行い、残存した非露光部の膜の組成物の硬化を行ってもよい。例えば(A)成分がSiH基を含む化合物であり、感光性組成物が(D)成分として複数のエチレン性不飽和基を有する化合物を含む場合、ポストベイクを行うと、(A)成分のSiH基と(D)成分のエチレン性不飽和基とのヒドロシリル化反応により硬化が進行する。本発明の感光性樹脂組成物は(D)成分を含有する。(D)成分のエチレン性不飽和基と全てもしくは部分的に架橋反応することにより、(A)成分との架橋構造が形成されることによりポストベイクによる耐熱性や耐薬品性を向上することができる。ポストベイク条件は適宜に設定され得る。ポストベイク温度は、好ましくは100〜400℃、より好ましくは120〜350℃である。
<Post-bake>
After the exposed portion is melted and removed by development, post-baking may be performed to cure the composition of the film of the remaining non-exposed portion. For example, when the component (A) is a compound containing a SiH group and the photosensitive composition contains a compound having a plurality of ethylenically unsaturated groups as the component (D), post-baking results in a SiH group of the component (A). Curing proceeds by a hydrosilylation reaction with the ethylenically unsaturated group of the component (D). The photosensitive resin composition of the present invention contains the component (D). By forming a crosslinked structure with the component (A) by fully or partially cross-linking with the ethylenically unsaturated group of the component (D), the heat resistance and chemical resistance due to post-baking can be improved. .. Post-baking conditions can be set as appropriate. The post-bake temperature is preferably 100-400 ° C, more preferably 120-350 ° C.

[用途]
本発明の感光性組成物は、アルカリ現像性透明レジストとして使用可能であり、特にFPD用材料として好適な材料である。より具体的には、TFT用パッシベーション膜、TFT用ゲート絶縁膜、TFT用層間絶縁膜、TFT用透明平坦化膜、液晶セル用フォトスペーサー材料、OLED素子用透明封止材料等が挙げられる。また、感光性組成物は、カラーフィルターやブラックマトリクス等の着色膜の材料として使用することもできる。
[Use]
The photosensitive composition of the present invention can be used as an alkali-developable transparent resist, and is particularly suitable as a material for FPD. More specifically, a passivation film for a TFT, a gate insulating film for a TFT, an interlayer insulating film for a TFT, a transparent flattening film for a TFT, a photospacer material for a liquid crystal cell, a transparent sealing material for an OLED element, and the like can be mentioned. The photosensitive composition can also be used as a material for a colored film such as a color filter or a black matrix.

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[ポリシロキサン化合物の合成]
反応容器内に、ジアリルビスフェノールS:100重量部、およびテトラヒドロフラン(THF)400重量部を入れ、室温で攪拌した。均一な溶液を得た。反応容器にヘキサメチルジシラザン:50重量部を添加し、室温で2時間反応させ、H−NMRにより、トリメチルシリル基由来のピークの存在および水酸基由来のピークの消失を確認した後、THFおよび反応残渣を減圧留去して、水酸基がトリメチルシリル基で保護されたジアリルビスフェノールS(化合物1)を得た。
[Synthesis of polysiloxane compounds]
100 parts by weight of diallyl bisphenol S and 400 parts by weight of tetrahydrofuran (THF) were placed in the reaction vessel, and the mixture was stirred at room temperature. A uniform solution was obtained. A reaction vessel hexamethyldisilazane: 50 parts by weight was added, reacted for 2 hours at room temperature, by 1 H-NMR, after confirming the disappearance of the peak of the presence and the hydroxyl group-derived peak derived from trimethylsilyl group, THF and the reaction The residue was distilled off under reduced pressure to obtain diallyl bisphenol S (Compound 1) having a hydroxyl group protected by a trimethylsilyl group.

反応容器に、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン:60重量部、およびトルエン:400重量部を入れ、気相部を窒素置換した後、内温を100℃に加熱し、攪拌下で、上記の化合物1を100重量部、1,3,5,7−テトラビニル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンを15重量部、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金を3重量%含有)0.14重量部、およびトルエン100重量部の混合液を滴下した。滴下後、H−NMRにより、アリル基由来のピーク消失を確認した後、トルエンを減圧留去し、無色透明の液体(反応物A)を得た。H−NMRにより、反応物Aは、トリメチルシリル基で保護されたビスフェノールS構造を有し、ジブロモエタン当量換算で3.0mmol/gのSiH基を有するポリシロキサン系化合物であることを確認した。 Put 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane: 60 parts by weight and toluene: 400 parts by weight in a reaction vessel, replace the gas phase part with nitrogen, heat the internal temperature to 100 ° C., and stir. Below, 100 parts by weight of the above compound 1, 15 parts by weight of 1,3,5,7-tetravinyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, and a xylene solution of a platinum vinylsiloxane complex (platinum). 0.14 parts by weight and 100 parts by weight of toluene were added dropwise. After the dropwise addition, after confirming the disappearance of the peak derived from the allyl group by 1 H-NMR, toluene was distilled off under reduced pressure to obtain a colorless and transparent liquid (reactant A). 1 By 1 H-NMR, it was confirmed that the reaction product A was a polysiloxane compound having a bisphenol S structure protected by a trimethylsilyl group and having a SiH group of 3.0 mmol / g in terms of dibromoethane equivalent.

[ポジ型感光性樹脂組成物の調製]
上記の反応物Aを100.00重量部、光酸発生剤としてイミドスルホネート化合物(ADEKA製「SP−606」)を2重量部および(4−tert−ブチルフェニル)スルホニウムノナフルオロブタン−1−スルホナート(東洋合成化学工業製「TTBPS−PFBS」)を1重量部、増感剤として9,10−ジブトキシアントラセンを4重量部、触媒として[Pt−1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体の3重量%イソプロパノール溶液(エヌイーケムキャット製)を0.05重量部、可塑剤として、「ビス(2−エチルへキシル)アジペート](大八化学製)を5重量部、遅延剤として2−メチル−3−ブチン−2−オールを2重量部、シリコーン系表面調整剤(SiVance製「MQV6レジン」)を0.5重量部、酸拡散防止剤として1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン(三国製薬工業製「1,3−PBO」)を0.1重量部、2−メチル−4’−(メチルチオ)−2−モルホリノプロピオフェノン(IGM製「OMNIRAD907」)を0.15重量部、酸化防止剤として「アデカスタブAO−80」(ADEKA製)を1重量部、ならびに溶媒としてプロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート143.91重量部を混合して、ポジ型感光性樹脂組成物を調製した。この組成を「標準組成」(比較例1)とする。
[Preparation of positive photosensitive resin composition]
100.00 parts by weight of the above reaction product A, 2 parts by weight of an imide sulfonate compound (“SP-606” manufactured by ADEKA) as a photoacid generator, and (4-tert-butylphenyl) sulfonium nonafluorobutane-1-sulfonate. (1 part by weight of "TTBPS-PFBS" manufactured by Toyo Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 4 parts by weight of 9,10-dibutoxyanthracene as a sensitizer, and [Pt-1,3-divinyl-1,1,3, as a catalyst. 0.05 parts by weight of a 3 wt% isopropanol solution (manufactured by NEchemcat) of 3-tetramethyldisiloxane complex, and 5 parts by weight of "bis (2-ethylhexyl) adipate" (manufactured by Daihachi Chemicals) as a plasticizing agent. , 2 parts by weight of 2-methyl-3-butin-2-ol as a retarder, 0.5 parts by weight of a silicone-based surface conditioner ("MQV6 resin" manufactured by SiVance), and 1,3-bis as an acid diffusion inhibitor. 0.1 part by weight of (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene (“1,3-PBO” manufactured by Mikuni Pharmaceutical Co., Ltd.), 2-methyl-4'-(methylthio) -2-morpholinopropiophenone ( 0.15 parts by weight of IGM "OMNIRAD907"), 1 part by weight of "Adecastab AO-80" (made by ADEKA) as an antioxidant, and 143.91 parts by weight of propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate as a solvent. The parts were mixed to prepare a positive photosensitive resin composition. This composition is referred to as "standard composition" (Comparative Example 1).

以下に説明する実施例では、上記の標準組成に、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であり、且つその共重合体を構成するモノマーの一つが(メタ)アクリル酸もしくはマレイン酸無水物である共重合体を、(A)成分100重量部に対して、表1に示す割合で添加して、ポジ型感光性樹脂組成物を調製した。 In the examples described below, a copolymer composed of at least two or more monomers of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic acid anhydride in the above standard composition. And one of the monomers constituting the copolymer is (meth) acrylic acid or maleic acid anhydride, the copolymer was added at the ratio shown in Table 1 with respect to 100 parts by weight of the component (A). Then, a positive photosensitive resin composition was prepared.

(C)成分のアルカリ溶解性は、共重合体の分子量及びアルカリ溶解性を示すモノマーの含量により異なるものと考えられる。スチレン、マレイン酸無水物の共重合体としてアルカリ溶解能が高いと考えられる分子量が10,000未満と比較的低く、アルカリ溶解性を示すマレイン酸無水物モノマー含量が25%以上であるSMA1000、SMA2000、SMA3000、添加成分のブリードによるタック性が発現しにくいと考えられる分子量が10,000以上でマレイン酸無水物モノマー含量が20%以下であるEF40、EF60、EF80(Cray Valley社製)、アルカリ溶解能が高いと考えられる(メタ)アクリル酸構造を有する(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルの共重合体として、フォレットZAH−110、フォレットZAH−310、アクトフローCB3098(綜研化学社製)を使用した。 The alkali solubility of the component (C) is considered to differ depending on the molecular weight of the copolymer and the content of the monomer exhibiting alkali solubility. SMA1000 and SMA2000 have a relatively low molecular weight of less than 10,000, which is considered to have high alkali-dissolving ability as a copolymer of styrene and maleic acid anhydride, and have an alkali-soluble maleic acid anhydride monomer content of 25% or more. , SMA3000, EF40, EF60, EF80 (manufactured by Cray Valley) having a molecular weight of 10,000 or more and a maleic acid anhydride monomer content of 20% or less, which are considered to be difficult to develop tackiness due to bleeding of additive components, alkaline dissolution. As a copolymer of (meth) acrylic acid having a (meth) acrylic acid structure considered to have high ability and (meth) acrylic acid ester, follet ZAH-110, follet ZAH-310, Actflow CB3098 (manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd.) )It was used.

また比較例2では、上記の標準組成に、カルボン酸のモノマーとしてステアリン酸(東京化成工業社製)を使用した。 Further, in Comparative Example 2, stearic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the monomer of the carboxylic acid in the above standard composition.

[パターン硬化膜の形成およびホール幅の評価]
50mm×50mmの無アルカリガラス基板上に、実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレートを使用して110℃で2分間加熱(プリベイク)を行い、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。マスクアライナー(大日本科研製「MA−1300」)を用い、フォトマスク(ホール10μm)越しに、各積算照射量で露光を行った。露光から2分後に、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に60秒間浸漬して、現像処理を行った。さらにさらにオーブンにて230℃で30分ポストベイクを行ってパターン硬化膜を形成した。
[Formation of pattern cured film and evaluation of hole width]
The positive photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples were applied by spin coating on a 50 mm × 50 mm non-alkali glass substrate, and heated (prebaked) at 110 ° C. for 2 minutes using a hot plate to form a film. A coating film having a thickness of 2.5 μm was formed. Using a mask aligner (“MA-1300” manufactured by Dainippon Kaken), exposure was performed through a photomask (hole 10 μm) at each integrated irradiation dose. Two minutes after the exposure, the developer was immersed in an alkaline developer at 23 ° C. (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, manufactured by Tama Chemical Industries, Ltd.) for 60 seconds for development. Further, post-baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes in an oven to form a pattern cured film.

[感度の評価]
各実施例および比較例の組成物に関して、前記条件で露光量を変えて製膜し、10μmのホールパターンにおいて、ボトム(塗膜が溶解してガラス基板が露出している部分)から高さ1.25μmの位置の幅をレーザー顕微鏡(オリンパス製「OLS4000」)にて観察し、膜厚が10±0.2μmに収まる露光量を最適感度とした。
[Evaluation of sensitivity]
For the compositions of each Example and Comparative Example, a film was formed by changing the exposure amount under the above conditions, and in a hole pattern of 10 μm, the height was 1 from the bottom (the portion where the coating film was melted and the glass substrate was exposed). The width of the position of .25 μm was observed with a laser microscope (“OLS4000” manufactured by Olympus), and the exposure amount with a film thickness of 10 ± 0.2 μm was taken as the optimum sensitivity.

[タック性試験用硬化膜の形成およびタック性試験の評価]
50mm×50mmの無アルカリガラス基板上に、実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレートを使用して110℃で2分間加熱(プリベイク)を行い、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。露光工程を除き、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に60秒間浸漬して、現像処理を行った。さらにオーブンにて120℃で30分ベークし、硬化膜表面を指で触ってタック性を確認した。タックがないものを○、タックがあるものを×とした。
[Formation of cured film for tackiness test and evaluation of tackiness test]
The positive photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples were applied by spin coating on a 50 mm × 50 mm non-alkali glass substrate, and heated (prebaked) at 110 ° C. for 2 minutes using a hot plate to form a film. A coating film having a thickness of 2.5 μm was formed. Except for the exposure step, the development process was carried out by immersing in an alkaline developer at 23 ° C. (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd.) for 60 seconds. Further, it was baked in an oven at 120 ° C. for 30 minutes, and the surface of the cured film was touched with a finger to confirm the tackiness. Those without tack were marked with ◯, and those with tack were marked with x.

[リワーク性試験用硬化膜の形成およびリワーク性試験の評価]
50mm×50mmの無アルカリガラス基板上に、実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物をスピンコートにより塗布し、ホットプレートを使用して110℃で2分間加熱(プリベイク)を行い、膜厚2.5μmの塗膜を形成した。フォトマスク(ホール10μm)越しに、マスクアライナー(大日本科研製「MA−1300」)を用い、前記最適感度の積算照射量で露光を行った。露光から2分後に、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に60秒間浸漬して、現像処理を行った。このパターニング膜を23℃、湿度50%の環境下で保管し、所定の時間を経過したパターニング膜に前記最適感度の積算照射量で全面露光を行い、露光から2分後に、23℃のアルカリ現像液(2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、多摩化学工業製)に120秒間浸漬して、リワーク処理を行った。リワーク後の基板を光学顕微鏡で観察し、樹脂残渣やパターニング痕のないものを○、樹脂残渣やパターニング痕のあるものを×とした。実施例および比較例の組成、また上記評価結果を表1に示す。
[Formation of cured film for reworkability test and evaluation of reworkability test]
The positive photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples were applied by spin coating on a 50 mm × 50 mm non-alkali glass substrate, and heated (prebaked) at 110 ° C. for 2 minutes using a hot plate to form a film. A coating film having a thickness of 2.5 μm was formed. An exposure was performed through a photomask (hole 10 μm) using a mask aligner (“MA-1300” manufactured by Dainippon Kaken Co., Ltd.) with the integrated irradiation amount of the optimum sensitivity. Two minutes after the exposure, the developer was immersed in an alkaline developer at 23 ° C. (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, manufactured by Tama Chemical Industries, Ltd.) for 60 seconds for development. This patterning film is stored in an environment of 23 ° C. and 50% humidity, and the patterning film after a predetermined time is exposed to the entire surface with the integrated irradiation amount of the optimum sensitivity. Two minutes after the exposure, alkaline development at 23 ° C. is performed. It was immersed in a solution (2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd.) for 120 seconds to perform a rework treatment. The substrate after rework was observed with an optical microscope, and those without resin residue and patterning marks were marked with ◯, and those with resin residue and patterning marks were marked with x. The compositions of Examples and Comparative Examples and the above evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2021120713
Figure 2021120713
Figure 2021120713
Figure 2021120713
Figure 2021120713
Figure 2021120713

(C)成分を含有しない比較例1では感度は低く、タック性は良いものの、リワークできないことがわかった。また比較例2は感度がやや良くなり、現像直後のリワーク性は良いもののタック性が悪くなり、保管24時間後にはリワーク性が悪化する結果であった。一方、(C)成分を添加した実施例1から27では(C)成分の添加部数に応じて高い感度が得られ、実施例1から9の分子量が比較的低く、アルカリ溶解性を示すモノマー含量が高いスチレン、マレイン酸無水物共重合体であるSMA1000、SMA2000、SMA3000を添加した場合にはリワーク性も直後、24時間後、40時間後も良好であり、またタック性についても良好であることを確認した。実施例10から18では分子量が比較的高く、アルカリ溶解性を示すモノマー含量が低いスチレン、マレイン酸無水物共重合体であるEF40、EF60,EF80を添加した場合には直後のリワーク性はすべて良好であり、また添加部数が多い実施例12や15では24時間後、40時間後のリワーク性も良好であった。実施例19から27では(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体であるフォレットZAH−110、フォレットZAH−310、アクトフローCB3098を添加した場合には感度が最も高く、リワーク性も良好であった。また(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルの共重合体であり、比較的分子量が高いフォレットZAH−110、フォレットZAH−310を少量添加した実施例19や22でも良好なリワーク性を示した。 It was found that in Comparative Example 1 containing no component (C), the sensitivity was low and the tackiness was good, but rework was not possible. Further, in Comparative Example 2, the sensitivity was slightly improved, the reworkability immediately after development was good, but the tackiness was deteriorated, and the reworkability was deteriorated 24 hours after storage. On the other hand, in Examples 1 to 27 to which the component (C) was added, high sensitivity was obtained according to the number of copies of the component (C) added, the molecular weight of Examples 1 to 9 was relatively low, and the monomer content exhibiting alkali solubility. When SMA1000, SMA2000, and SMA3000, which are copolymers of styrene and maleic anhydride having a high molecular weight, are added, the reworkability is good immediately after, 24 hours, and 40 hours later, and the tackiness is also good. It was confirmed. In Examples 10 to 18, when styrene and maleic anhydride copolymers EF40, EF60, and EF80 having a relatively high molecular weight and a low monomer content showing alkali solubility were added, the reworkability immediately after all was good. In addition, in Examples 12 and 15 in which the number of added portions was large, the reworkability after 24 hours and 40 hours was also good. In Examples 19 to 27, when the copolymers of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester, Foret ZAH-110, Foret ZAH-310, and Actflow CB3098 were added, the sensitivity was the highest and the reworkability was the highest. Was also good. Further, even in Examples 19 and 22 in which a small amount of follet ZAH-110 and follet ZAH-310, which are copolymers of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid ester and have relatively high molecular weights, were added, good reworkability was exhibited. rice field.

以上の結果より、(C)成分の添加によりタック性とリワーク性を両立するパターニング膜が得られ、且つ(C)成分の添加量に応じて高感度の硬化膜が得られることが分かった。 From the above results, it was found that a patterning film having both tackiness and reworkability can be obtained by adding the component (C), and a highly sensitive cured film can be obtained depending on the amount of the component (C) added.

Claims (7)

(A)成分:酸の作用によりアルカリ溶解性が増大する化合物;
(B)成分:光酸発生剤;
(C)成分:(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、マレイン酸無水物の群から選択される少なくとも2つ以上のモノマーから構成される共重合体であって、(メタ)アクリル酸又はマレイン酸無水物の少なくとも一方が必須成分である共重合体;を含有し、
前記(A)成分100重量部に対する前記(C)成分の含有量が1〜10重量部であるポジ型感光性樹脂組成物。
Ingredient (A): A compound whose alkali solubility is increased by the action of an acid;
(B) Ingredient: Photoacid generator;
Component (C): A copolymer composed of at least two or more monomers selected from the group of (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, styrene, styrene derivative, and maleic anhydride. Contains a copolymer in which at least one of (meth) acrylic acid or maleic anhydride is an essential component;
A positive photosensitive resin composition in which the content of the component (C) is 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).
前記(A)成分が、フェノール性水酸基が保護基により保護された構造を含む、請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the component (A) contains a structure in which a phenolic hydroxyl group is protected by a protecting group. 前記(A)成分と反応可能な官能基を1分子中に2つ以上含む化合物を(D)成分としてさらに含む、請求項1又は2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, further comprising a compound containing two or more functional groups capable of reacting with the component (A) in one molecule as the component (D). 前記(A)成分がポリシロキサン化合物を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the component (A) contains a polysiloxane compound. 前記シロキサン化合物が環状シロキサン構造を有する、請求項4に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to claim 4, wherein the siloxane compound has a cyclic siloxane structure. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化物からなるパターン硬化膜。 A pattern cured film made of a cured product of the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、露光およびアルカリ現像によりパターニングを実施する、パターン硬化膜の製造方法。 A method for producing a pattern cured film, wherein the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5 is applied onto a substrate, and patterning is carried out by exposure and alkaline development.
JP2020014143A 2020-01-30 2020-01-30 Positive-type photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing same Active JP7482637B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020014143A JP7482637B2 (en) 2020-01-30 2020-01-30 Positive-type photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020014143A JP7482637B2 (en) 2020-01-30 2020-01-30 Positive-type photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021120713A true JP2021120713A (en) 2021-08-19
JP7482637B2 JP7482637B2 (en) 2024-05-14

Family

ID=77270233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020014143A Active JP7482637B2 (en) 2020-01-30 2020-01-30 Positive-type photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7482637B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6569466B2 (en) 2015-10-27 2019-09-04 信越化学工業株式会社 Chemically amplified positive resist composition and pattern forming method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7482637B2 (en) 2024-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7069024B2 (en) Photosensitive composition, coloring pattern and method for producing the same
JP6845931B2 (en) Photoinitiator and photosensitive resin composition for light shielding containing it
JP2003048988A (en) Organosiloxane-based polymer, photocurable resin composition, method for forming pattern and film for protecting substrate
JP2020184010A (en) Radiation-sensitive composition, insulation film for display device, display device, method of forming insulation film for display device, and silsesquioxane
WO2022019205A1 (en) Thin film transistor element and method for manufacturing same
JP2019120932A (en) Positive-type photosensitive resin composition and cured film prepared therefrom
JP2021092700A (en) Positive type photosensitive composition, pattern cured film, and method for producing the same
JP5648518B2 (en) Positive-type radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film for display element, and method for forming the same
JP7482637B2 (en) Positive-type photosensitive resin composition, patterned cured film, and method for producing same
JP7394612B2 (en) Positive photosensitive composition, patterned cured film and method for producing the same
CN109478017B (en) Photosensitive resin composition and cured film prepared from same
JP7042094B2 (en) Photosensitive composition, pattern cured film and its manufacturing method
JP2021181526A (en) Isocyanuric acid derivative, polymer, positive type photosensitive resin composition, insulation film and its manufacturing method
JP6758897B2 (en) Positive photosensitive composition
JP2020166255A (en) Method for manufacturing substrate with cured film, substrate with cured film, photosensitive resin composition, cured film formed by curing photosensitive resin composition, and display device having cured film or substrate with cured film
JP2020086463A (en) Positive photosensitive resin composition and cured film prepared therefrom
JP2021071661A (en) Photosensitive composition, colored pattern, and method for producing the same
JP7257134B2 (en) Positive photosensitive composition, pattern cured film and method for producing the same
JP6739224B2 (en) Positive photosensitive composition for forming barrier ribs
KR102477633B1 (en) Alkali soluble resin, photosensitive resin composition including the same, photosensitive resin layer and display device
WO2023026933A1 (en) Thin film transistor element and method for producing same
TW201809866A (en) Photosensitive resin composition and cured film prepared therefrom
KR20230102760A (en) Positive-type photosensitive resin composition and cured film prepared therefrom
JP6799372B2 (en) Negative photosensitive composition
JPWO2011086981A1 (en) Negative photosensitive resin composition and method for producing cured film and substrate using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240430

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7482637

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150