JP2021152634A - Negative photosensitive resin composition, negative photosensitive polymer and applications thereof - Google Patents

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JP2021152634A JP2020178214A JP2020178214A JP2021152634A JP 2021152634 A JP2021152634 A JP 2021152634A JP 2020178214 A JP2020178214 A JP 2020178214A JP 2020178214 A JP2020178214 A JP 2020178214A JP 2021152634 A JP2021152634 A JP 2021152634A
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Ritsuya Kawasaki
律也 川崎
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啓太 今井
雄大 山川
Yudai Yamakawa
雄大 山川
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Abstract

To provide a negative photosensitive resin composition that can produce a cured product such as a film, which has excellent mechanical strength, resists shrinkage by curing, and has excellent dimensional stability.SOLUTION: A negative photosensitive resin composition has polyimide (A), crosslinker having polyfunctional (meth)acrylate (B), and photopolymerization initiator (C).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ネガ型感光性樹脂組成物、ネガ型感光性ポリマー及びその用途に関する。 The present invention relates to a negative photosensitive resin composition, a negative photosensitive polymer, and uses thereof.

ポリイミド樹脂は、高い機械的強度、耐熱性、絶縁性、耐溶剤性を有しているため、液晶表示素子や半導体における保護材料、絶縁材料、カラーフィルタ等の電子材料用薄膜として広く用いられている。
特許文献1には、酸二無水物、ジアミン、及び1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼンを含むポリイミド前駆体が開示されている。
特許文献2〜4には、所定の構造を備えるポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物が開示されている。
Since polyimide resin has high mechanical strength, heat resistance, insulating property, and solvent resistance, it is widely used as a thin film for electronic materials such as protective materials, insulating materials, and color filters in liquid crystal display elements and semiconductors. There is.
Patent Document 1 discloses a polyimide precursor containing an acid dianhydride, a diamine, and 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene.
Patent Documents 2 to 4 disclose photosensitive resin compositions containing a polyimide precursor having a predetermined structure.

特許文献5には、ポリマーと、フェノール性低分子化合物と、重合性基を有する低分子化合物と、光重合開始剤を含有することを特徴とするネガ型感光性樹脂前駆体組成物が開示されている。 Patent Document 5 discloses a negative photosensitive resin precursor composition containing a polymer, a phenolic low molecular weight compound, a low molecular weight compound having a polymerizable group, and a photopolymerization initiator. ing.

特許文献6には、所定の構造を備えるポリイミド樹脂を含有する樹脂組成物が開示されている。
特許文献7には、ポリイミドと、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物とを反応させて得られる感光性ポリイミドが開示されている。
特許文献8には、所定の繰り返し単位を有するポリイミドと、光開始剤と、有機溶媒とを含有してなる感光性樹脂組成物が開示されている。
特許文献6〜8の実施例には、アミンと、酸無水物として3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物と、修飾体として(メタ)アクリレート基を備える化合物とを用いた合成法が記載されている。
Patent Document 6 discloses a resin composition containing a polyimide resin having a predetermined structure.
Patent Document 7 discloses a photosensitive polyimide obtained by reacting a polyimide with an isocyanate compound having a carbon-carbon double bond.
Patent Document 8 discloses a photosensitive resin composition containing a polyimide having a predetermined repeating unit, a photoinitiator, and an organic solvent.
In the examples of Patent Documents 6 to 8, amine, 3,3', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride as an acid anhydride, and a compound having a (meth) acrylate group as a modified product are used. The synthetic method used is described.

特開2013−241607号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-241607 特開2013−95894号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-95894 特開2014−172994号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-172994 国際公開第2010/110335号International Publication No. 2010/11335 特開2004−133435号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-133435 特開2018−070829号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-070829 特開2000−147761号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-147761 特開平05−232701号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-232701

しかしながら、特許文献1〜8に記載の従来の技術においては、感光性樹脂組成物から得られたポリイミドを含むフィルム等の機械的強度に改善の余地があった。 However, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 8, there is room for improvement in the mechanical strength of a film or the like containing polyimide obtained from a photosensitive resin composition.

さらに、特許文献1〜8に記載の従来の技術において、ポリイミド前駆体と有機溶剤とを含む感光性樹脂組成物を塗布し、得られた塗布膜を露光した後に硬化する場合、ポリイミド前駆体からポリイミドに変化する際の硬化収縮によりフィルムの寸法安定性に影響を与える。ポリイミドを有機溶剤に溶解した感光性樹脂組成物であれば、得られる樹脂の硬化収縮は抑制されるが、従来のポリイミドは有機溶剤への溶解性に改善の余地があった。 Further, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 8, when a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor and an organic solvent is applied and the obtained coating film is exposed and then cured, the polyimide precursor is used. Curing shrinkage when changing to polyimide affects the dimensional stability of the film. If the photosensitive resin composition is prepared by dissolving polyimide in an organic solvent, the curing shrinkage of the obtained resin is suppressed, but the conventional polyimide has room for improvement in solubility in an organic solvent.

本発明者らは、特定の構造を備えるポリイミドであれば上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
The present inventors have found that a polyimide having a specific structure can solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.
That is, the present invention can be shown below.

本発明によれば、
(A)ポリイミドと、
(B)多官能(メタ)アクリレートを含む架橋剤と、
(C)光重合開始剤と、
を含み、
ポリイミド(A)は下記一般式(1−1)で表される構造単位(a)と下記一般式(1−2)で表される構造単位(b)とを有する化合物を含む、ネガ型感光性樹脂組成物が提供される。

Figure 2021152634
Figure 2021152634
(一般式(1−1)中、Qは、2価〜4価の炭素数1〜10の有機基を示し、複数存在するQは同一でも異なっていてもよい。
Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
m1およびm2は、それぞれ独立して1〜3の整数を示す。
Xは単結合、−SO−、−C(=O)−、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1〜5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基を示し、複数存在するXは同一でも異なっていてもよい。
一般式(1−2)中、Yは下記一般式(1a)、下記一般式(1b)および下記一般式(1c)で表される基から選択され、複数存在するYは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2021152634
(一般式(1a)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1b)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1c)中、Zは炭素数1〜5のアルキレン基、2価の芳香族基を示す。
*は結合手を示す。) According to the present invention
(A) Polyimide and
(B) A cross-linking agent containing a polyfunctional (meth) acrylate and
(C) Photopolymerization initiator and
Including
The polyimide (A) contains a compound having a structural unit (a) represented by the following general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2), and is a negative type photosensitive member. A sex resin composition is provided.
Figure 2021152634
Figure 2021152634
(In the general formula (1-1), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of Qs existing may be the same or different.
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a plurality of Rs existing may be the same or different.
m1 and m2 each independently represent an integer of 1 to 3.
X represents a single bond, -SO 2- , -C (= O)-, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A plurality of Xs may be the same or different.
In the general formula (1-2), Y is selected from the groups represented by the following general formula (1a), the following general formula (1b), and the following general formula (1c), and a plurality of Ys existing are the same but different. May be good. )
Figure 2021152634
(In the general formula (1a), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other R 1 there are a plurality of, R 2 to each other is good .R 3 be the same or different where there are a plurality of hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other multiple R 3 groups same However, they may be different. * Indicates a bond.
In the general formula (1b), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 together there are a plurality of, more R 5 each other there may be the same or different. * Indicates a bond.
In the general formula (1c), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and a divalent aromatic group.
* Indicates a bond. )

本発明によれば、
前記一般式(1−1)で表される構造単位(a)と前記一般式(1−2)で表される構造単位(b)とを有する化合物を含む、ネガ型感光性ポリマーが提供される。
According to the present invention
Provided is a negative photosensitive polymer containing a compound having a structural unit (a) represented by the general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the general formula (1-2). NS.

本発明によれば、前記ネガ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる硬化膜が提供される。 According to the present invention, there is provided a cured film made of a cured product of the negative photosensitive resin composition.

本発明によれば、前記ネガ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂膜を備える半導体装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a semiconductor device including a resin film containing a cured product of the negative photosensitive resin composition.

本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、機械的強度に優れるとともに、硬化収縮が抑制されており寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 The negative photosensitive resin composition of the present invention is excellent in mechanical strength and suppresses curing shrinkage, so that a cured product such as a film having excellent dimensional stability can be obtained.

本実施形態の半導体装置の概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device of this embodiment. 実施例1で得られた架橋基を含むポリイミドのH−NMRチャートである。 It is 1 H-NMR chart of the polyimide containing the cross-linking group obtained in Example 1. FIG. 実施例7で得られた架橋基を含むポリイミドのH−NMRチャートである。 6 is a 1 H-NMR chart of the polyimide containing a cross-linking group obtained in Example 7.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、「〜」は特に断りがなければ「以上」から「以下」を表す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all drawings, similar components are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In addition, "~" represents "greater than or equal to" to "less than or equal to" unless otherwise specified.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、一般式(1−1)で表される構造単位(a)と一般式(1−2)で表される構造単位(b)とを有する化合物を含むポリイミド(A)と、多官能(メタ)アクリレートを含む架橋剤(B)と、光重合開始剤(C)と、を含む。
本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物から得られるフィルム等の硬化物は、硬化収縮が抑制されており寸法安定性に優れる。
The negative photosensitive resin composition of the present embodiment is a compound having a structural unit (a) represented by the general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the general formula (1-2). It contains a polyimide (A) containing the above, a cross-linking agent (B) containing a polyfunctional (meth) acrylate, and a photopolymerization initiator (C).
The cured product such as a film obtained from the negative photosensitive resin composition of the present embodiment has suppressed curing shrinkage and is excellent in dimensional stability.

[ポリイミド(A)]
本実施形態のポリイミド(A)は、下記一般式(1−1)で表される構造単位(a)と下記一般式(1−2)で表される構造単位(b)とを有する化合物(ネガ型感光性ポリマー)を含む。
[Polyimide (A)]
The polyimide (A) of the present embodiment is a compound having a structural unit (a) represented by the following general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2). Negative photosensitive polymer) is included.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(1−1)中、Qは、2価〜4価の炭素数1〜10の有機基を示し、複数存在するQは同一でも異なっていてもよい。 In the general formula (1-1), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of Qs existing may be the same or different.

2価〜4価の炭素数1〜10の有機基としては、エステル基、2価〜4価の炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基、2価〜4価の炭素数3〜10の脂環式炭化水素基等が挙げられ、これらの炭化水素基は、酸素、窒素、硫黄原子等のヘテロ原子を含んでいてもよく、エステル結合、チオエステル結合、ウレタン結合、チオウレタン結合等を構造中に有していてもよい。 Examples of the divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms include an ester group, a divalent to tetravalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a divalent to tetravalent carbon number of 3 to 10 carbon atoms. Examples thereof include an alicyclic hydrocarbon group, and these hydrocarbon groups may contain heteroatoms such as oxygen, nitrogen, and sulfur atoms, and have an ester bond, a thioester bond, a urethane bond, a thiourethane bond, and the like. You may have it inside.

Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。Rとしては、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
m1およびm2は、それぞれ独立して1〜3の整数を示す。
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a plurality of Rs existing may be the same or different. As R, a hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms are preferable.
m1 and m2 each independently represent an integer of 1 to 3.

Xは単結合、−SO−、−C(=O)−、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1〜5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基を示し、複数存在するXは同一でも異なっていてもよい。
Xは、本発明の効果の観点から、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1〜5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基であることが好ましい。
X represents a single bond, -SO 2- , -C (= O)-, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A plurality of Xs may be the same or different.
From the viewpoint of the effect of the present invention, X is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(1−2)中、Yは下記一般式(1a)、下記一般式(1b)および下記一般式(1c)で表される基から選択され、複数存在するYは同一でも異なっていてもよい。 In the general formula (1-2), Y is selected from the groups represented by the following general formula (1a), the following general formula (1b), and the following general formula (1c), and a plurality of Ys existing are the same but different. May be good.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(1a)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。
およびRは、本発明の効果の観点から、好ましくは水素原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましく水素原子である。
In the general formula (1a), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other R 1 there are a plurality of, more R 2 together present may be the same or different.
From the viewpoint of the effect of the present invention, R 1 and R 2 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.

は、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。
は、本発明の効果の観点から、好ましくは水素原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましく水素原子である。
*は結合手を示す。
R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, among multiple R 3 groups may be the same or different.
From the viewpoint of the effect of the present invention, R 3 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
* Indicates a bond.

一般式(1b)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。
およびRは、本発明の効果の観点から、好ましくは水素原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくはRの少なくとも1つおよびRの少なくとも1つは炭素数1〜3のアルキル基であり、さらに好ましくは3つのRが炭素数1〜3のアルキル基であり1つのRが水素原子であり、かつ3つのRが炭素数1〜3のアルキル基であり1つのRが水素原子であり、特に好ましくは3つのRがメチル基であり1つのRが水素原子であり、かつ3つのRがメチル基であり1つのRが水素原子である。
*は結合手を示す。
In the general formula (1b), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 together there are a plurality of, more R 5 each other there may be the same or different.
From the viewpoint of the effect of the present invention, R 4 and R 5 are preferably hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably at least one of R 4 and at least one of R 5 have carbon atoms. is 1-3 alkyl group, more preferably three R 4 is one R 4 is a hydrogen atom an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and the three alkyl R 5 is 1 to 3 carbon atoms A group and one R 5 is a hydrogen atom, particularly preferably three R 4s are methyl groups, one R 4 is a hydrogen atom, and three R 5s are methyl groups and one R 5 is. It is a hydrogen atom.
* Indicates a bond.

一般式(1c)中、Zは炭素数1〜5のアルキレン基、2価の芳香族基を示す。
*は結合手を示す。
In the general formula (1c), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and a divalent aromatic group.
* Indicates a bond.

本実施形態のポリイミド(A)が、Yに前記一般式(1a)、前記一般式(1b)および前記一般式(1c)で表される基を主鎖に備える化合物(ポリマー)を含むことにより、ポリマー主鎖が変形に耐えることができ、さらにポリマー鎖間の滑りが改善されることから、伸びが顕著に改善され、機械的強度に優れるとともに、硬化収縮が抑制されており寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。
このような効果が得られる理由は明らかでないが、ポリマー鎖間の強いパッキングにより、ポリマー鎖の滑りぬけによる破断が抑えられ、伸びが向上し、可とう性に優れるためと推察される。
By the polyimide (A) of the present embodiment, Y contains a compound (polymer) having a group represented by the general formula (1a), the general formula (1b) and the general formula (1c) in the main chain. Since the polymer main chain can withstand deformation and the slip between the polymer chains is improved, the elongation is remarkably improved, the mechanical strength is excellent, and the curing shrinkage is suppressed, resulting in dimensional stability. A cured product such as an excellent film can be obtained.
The reason why such an effect is obtained is not clear, but it is presumed that the strong packing between the polymer chains suppresses the breakage of the polymer chains due to slippage, improves the elongation, and has excellent flexibility.

本実施形態のポリイミド(A)は、側鎖に(メタ)アクリレート基を有することにより、露光工程において、これらの基と架橋剤(B)とが重合し溶剤に不溶となり、その後の硬化の際に閉環することがないので、硬化収縮が抑制されており寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 Since the polyimide (A) of the present embodiment has a (meth) acrylate group in the side chain, these groups and the cross-linking agent (B) are polymerized in the exposure step to become insoluble in the solvent, and during the subsequent curing. Since the ring is not closed, a cured product such as a film having excellent dimensional stability can be obtained because the curing shrinkage is suppressed.

本実施形態のポリイミド(A)は、一般式(1−1)で表される構造単位(a)と、下記一般式(1−2)で表される構造単位(b)と、さらに下記一般式(1−3)で表される構造単位(c)と、を有する化合物を含むことが好ましい。 The polyimide (A) of the present embodiment has a structural unit (a) represented by the general formula (1-1), a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2), and the following general. It is preferable to contain a compound having the structural unit (c) represented by the formula (1-3).

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(1−3)中、ZおよびZはそれぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のフルオロアルキル基を示し、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のフルオロアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜3のフルオロアルキル基である。 In the general formula (1-3), Z 1 and Z 2 independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. It is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

本実施形態のポリイミド(A)は、一般式(1−3)で表される構造単位(c)をさらに含むことにより、線膨張係数が低くウェハ等の反りがより抑制され、引張強度や伸び率が改善されることから機械的強度にさらに優れる樹脂フィルムを得ることができる。 The polyimide (A) of the present embodiment further contains the structural unit (c) represented by the general formula (1-3), so that the linear expansion coefficient is low and the warpage of the wafer or the like is further suppressed, and the tensile strength and elongation are further suppressed. Since the coefficient is improved, a resin film having further excellent mechanical strength can be obtained.

本実施形態のポリイミド(A)は、構造単位(a)と構造単位(b)とが結合した構造単位を有する化合物を含む。当該化合物は、構造単位(b)と構造単位(c)とが結合した構造単位をさらに有することができ、構造単位(a)に構造単位(a)と構造単位(c)とが結合した構造単位を有することもできる。 The polyimide (A) of the present embodiment contains a compound having a structural unit in which the structural unit (a) and the structural unit (b) are bonded. The compound can further have a structural unit in which the structural unit (b) and the structural unit (c) are bonded, and the structure in which the structural unit (a) and the structural unit (c) are bonded to the structural unit (a). It can also have a unit.

本実施形態のポリイミド(A)は、具体的には、下記一般式(1)で表される構造単位を有する化合物(ネガ型感光性ポリマー)を含むことができる。 Specifically, the polyimide (A) of the present embodiment can contain a compound (negative photosensitive polymer) having a structural unit represented by the following general formula (1).

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(1)中、Q、X、R、m1、およびm2は一般式(1−1)と同義であり、Yは一般式(1−2)と同義である。 In the general formula (1), Q, X, R, m1 and m2 are synonymous with the general formula (1-1), and Y is synonymous with the general formula (1-2).

本実施形態のポリイミド(A)は、具体的には、上記一般式(1)で表される構造単位とともに、下記一般式(2)で表される構造単位を有する化合物(ネガ型感光性ポリマー)を含むことができる。 Specifically, the polyimide (A) of the present embodiment is a compound (negative photosensitive polymer) having a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2). ) Can be included.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(2)中、Yは一般式(1−2)と同義であり、ZおよびZは一般式(1−3)と同義である。 In the general formula (2), Y is synonymous with the general formula (1-2), and Z 1 and Z 2 are synonymous with the general formula (1-3).

また、本実施形態のポリイミド(A)は、具体的には、下記一般式(3)で表される構造単位を有する化合物(ネガ型感光性ポリマー)を含むことができる。 Further, the polyimide (A) of the present embodiment can specifically contain a compound (negative photosensitive polymer) having a structural unit represented by the following general formula (3).

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(3)中、Q、X、R、m1、およびm2は一般式(1−1)と同義であり、Yは一般式(1−2)と同義であり、ZおよびZは一般式(1−3)と同義である。 In the general formula (3), Q, X, R, m1 and m2 are synonymous with the general formula (1-1), Y is synonymous with the general formula (1-2), and Z 1 and Z 2 are synonymous with the general formula (1-2). It is synonymous with the general formula (1-3).

本実施形態のポリイミド(A)は、前記構造単位を有する化合物を含み、当該化合物はさらに一部に以下の構造単位を有する化合物を含んでいてもよい。 The polyimide (A) of the present embodiment contains the compound having the structural unit, and the compound may further contain a compound having the following structural unit.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

本実施形態のポリイミド(A)の重量平均分子量は、10,000〜300,000であり、好ましくは15,000〜200,000である。 The weight average molecular weight of the polyimide (A) of the present embodiment is 10,000 to 300,000, preferably 15,000 to 200,000.

また、本実施形態のポリイミド(A)は、溶剤への溶解性に優れており前駆体の状態でワニスとする必要がないことから、ポリイミド(A)を含むワニスを調製することができ、当該ワニスから寸法安定性に優れたフィルム等の硬化物を得ることができる。 Further, since the polyimide (A) of the present embodiment has excellent solubility in a solvent and does not need to be made into a varnish in the state of a precursor, a varnish containing the polyimide (A) can be prepared. A cured product such as a film having excellent dimensional stability can be obtained from the varnish.

<ポリイミド(A)の製造方法>
ポリイミド(A)の製造方法を、第1または第2実施形態により説明する。
(第1実施形態)
本実施形態の一般式(1)で表される構造単位を有するポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)の製造方法は、
下記一般式(a)で表されるビスアミノフェノール(a)と、下記一般式(b)で表される酸無水物(b)とを、100℃以上250℃以下の温度下でイミド化する工程aと、
工程aで得られたポリヒドロキシイミドの水酸基に(メタ)アクリレート基を備える化合物を反応させて、(メタ)アクリレート基を含む基を導入する工程bと、
を含む。
本実施形態によれば、有機溶剤に対する溶解性に優れたポリイミド(A)を簡便な方法で合成することができる。
<Manufacturing method of polyimide (A)>
The method for producing polyimide (A) will be described with reference to the first or second embodiment.
(First Embodiment)
The method for producing the polyimide (A) (negative photosensitive polymer) having the structural unit represented by the general formula (1) of the present embodiment is
The bisaminophenol (a) represented by the following general formula (a) and the acid anhydride (b) represented by the following general formula (b) are imidized at a temperature of 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. Step a and
In step b, a compound having a (meth) acrylate group is reacted with the hydroxyl group of the polyhydroxyimide obtained in step a to introduce a group containing a (meth) acrylate group.
including.
According to this embodiment, the polyimide (A) having excellent solubility in an organic solvent can be synthesized by a simple method.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(a)中、Xは一般式(1)と同義である。 In the general formula (a), X is synonymous with the general formula (1).

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(b)中、Yは下記一般式(1a)、(1b)または(1c)で表される基から選択される。 In the general formula (b), Y is selected from the groups represented by the following general formulas (1a), (1b) or (1c).

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(1a)中、R、RおよびRは、一般式(1)のYにおける一般式(1a)のR、RおよびRと同義であり、一般式(1b)中、RおよびRは、一般式(1)のYにおける一般式(1b)のRおよびRと同義であり、一般式(1c)中、Zは、一般式(1)のYにおける一般式(1c)のZと同義である。*は結合手を示す。
得られるポリヒドロキシイミドの分子量を制御するために、エンドキャップ剤として少量の酸無水物(b)や芳香族アミンを添加して反応を行うことも可能である。
In the general formula (1a), R 1 , R 2 and R 3 are synonymous with R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1a) in Y of the general formula (1), and in the general formula (1b). , R 4 and R 5 are synonymous with R 4 and R 5 of the general formula (1b) in Y of the general formula (1), and in the general formula (1c), Z is the Y of the general formula (1). It is synonymous with Z in the general formula (1c). * Indicates a bond.
In order to control the molecular weight of the obtained polyhydroxyimide, it is also possible to add a small amount of acid anhydride (b) or aromatic amine as an end cap agent to carry out the reaction.

エンドキャップ剤である酸無水物(b)としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水ナジック酸等が、芳香族アミンとしては、p−メチルアニリン、p−メトキシアニリン、p−フェノキシアニリン等が挙げられる。これらエンドキャップ剤である酸無水物(b)、又は芳香族アミンの添加量は5モル%以下であることが好ましい。5モル%を越えると、得られるポリヒドロキシイミドの分子量が著しく低下し、耐熱性や機械的特性に問題を生じる。 Phthalic anhydride, maleic anhydride, nadicic anhydride and the like are examples of the acid anhydride (b) as the end cap agent, and p-methylaniline, p-methoxyaniline, p-phenoxyaniline and the like are examples of the aromatic amine. Can be mentioned. The amount of the acid anhydride (b) or aromatic amine added as these end cap agents is preferably 5 mol% or less. If it exceeds 5 mol%, the molecular weight of the obtained polyhydroxyimide is significantly reduced, which causes problems in heat resistance and mechanical properties.

工程aのイミド化反応における酸無水物(b)とビスアミノフェノール(a)の当量比は、得られるポリヒドロキシイミドの分子量を決定する重要な因子である。一般に、ポリマーの分子量と機械的性質の間に相関があることは良く知られており、分子量が大きいほど機械的性質が優れている。従って、実用的に優れた強度のポリヒドロキシイミドを得るためには、ある程度高分子量であることが必要である。本発明では、使用する酸無水物(b)とビスアミノフェノール(a)の当量比を特に制限はしないが、ビスアミノフェノール(a)に対する酸無水物(b)の当量比が0.90〜1.06の範囲にあることが好ましい。0.90未満では、分子量が低くて脆くなるため機械的強度が弱くなる。また、1.06を越えると、未反応のカルボン酸が加熱時に脱炭酸してガス発生、発泡の原因となり好ましくないことがある。すなわち、当該当量比が上記範囲にあれば、機械的強度に優れ、製造安定性に優れる。 The equivalent ratio of acid anhydride (b) to bisaminophenol (a) in the imidization reaction of step a is an important factor in determining the molecular weight of the obtained polyhydroxyimide. In general, it is well known that there is a correlation between the molecular weight and mechanical properties of a polymer, and the higher the molecular weight, the better the mechanical properties. Therefore, in order to obtain a polyhydroxyimide having a practically excellent strength, it is necessary to have a high molecular weight to some extent. In the present invention, the equivalent ratio of the acid anhydride (b) and the bisaminophenol (a) to be used is not particularly limited, but the equivalent ratio of the acid anhydride (b) to the bisaminophenol (a) is 0.90 to 0. It is preferably in the range of 1.06. If it is less than 0.90, the molecular weight is low and the material becomes brittle, so that the mechanical strength becomes weak. If it exceeds 1.06, the unreacted carboxylic acid may be decarboxylated during heating, causing gas generation and foaming, which is not preferable. That is, when the equivalent ratio is within the above range, the mechanical strength is excellent and the production stability is excellent.

なお、機械特性を改善する観点からは、ビスアミノフェノール(a)に対する酸無水物(b)の当量比が上記範囲を外れる場合であっても、樹脂を側鎖架橋させることで見かけの分子量を上げることもできる。
工程a(イミド化反応工程)は、有機溶媒中で、公知の方法で行うことができる。
From the viewpoint of improving the mechanical properties, even when the equivalent ratio of the acid anhydride (b) to the bisaminophenol (a) is out of the above range, the apparent molecular weight can be increased by side chain cross-linking of the resin. You can also raise it.
Step a (imidization reaction step) can be carried out in an organic solvent by a known method.

有機溶媒としては、γ−ブチルラクトン(GBL)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、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ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、1,4−ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒類が挙げられ、1種類又は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。この時、上記非プロトン性極性溶媒と相溶性がある非極性溶媒を混合して使用しても良い。非極性溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素類やシクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶剤等が挙げられる。混合溶媒における非極性溶媒の割合については、溶媒の溶解度が低下し、反応して得られるポリアミド酸樹脂が析出しない範囲であれば、攪拌装置能力や溶液粘度等の樹脂性状に応じて任意に設定することができる。
反応温度は、0℃以上100℃以下、好ましくは20℃以上80℃以下で30分〜2時間程度反応させた後、100℃以上250℃以下、好ましくは120℃以上200℃以下で1〜5時間程度反応させる。
Examples of the organic solvent include aprotic polar solvents such as γ-butyl lactone (GBL), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, cyclohexanone, and 1,4-dioxane. Types may be mentioned, and one type or a combination of two or more types may be used. At this time, a non-polar solvent compatible with the aprotic polar solvent may be mixed and used. Examples of the non-polar solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene and solvent naphtha, and ether solvents such as cyclopentyl methyl ether. The ratio of the non-polar solvent in the mixed solvent is arbitrarily set according to the resin properties such as the stirring device capacity and the solution viscosity as long as the solubility of the solvent decreases and the polyamic acid resin obtained by the reaction does not precipitate. can do.
The reaction temperature is 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, preferably 20 ° C. or higher and 80 ° C. or lower for about 30 minutes to 2 hours, and then 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, 1 to 5 React for about an hour.

工程aにより、以下の構成単位を含むポリヒドロキシイミドを得ることができる。なお、工程aにおいては、ポリヒドロキシイミドを公知の方法で精製することができるが、重合での脱水効率を向上させ、得られたポリヒドロキシイミドを精製することなく工程aおよび工程bを連続的に行うことができる。 By step a, a polyhydroxyimide containing the following structural units can be obtained. In step a, the polyhydroxyimide can be purified by a known method, but the dehydration efficiency in polymerization is improved, and the steps a and b can be continuously carried out without purifying the obtained polyhydroxyimide. Can be done.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

工程bは、工程aで得られたポリヒドロキシイミドの水酸基に(メタ)アクリレート基を備える化合物を反応させて、(メタ)アクリレート基を含む架橋基を導入する。
ポリイミド(A)に導入された架橋基が、露光工程において後述する架橋剤(B)と反応し、露光部が有機溶媒に不溶となる。
なお、工程bは、工程aで得られたポリヒドロキシイミドを精製
In step b, a compound having a (meth) acrylate group is reacted with the hydroxyl group of the polyhydroxyimide obtained in step a to introduce a cross-linking group containing a (meth) acrylate group.
The cross-linking group introduced into the polyimide (A) reacts with the cross-linking agent (B) described later in the exposure step, and the exposed portion becomes insoluble in the organic solvent.
In step b, the polyhydroxyimide obtained in step a is purified.

(メタ)アクリレート基を備える化合物としては、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、2−(2−(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアナート、1,1−(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート、メタクリル酸グリシジル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル等を挙げることができる。 Examples of the compound having a (meth) acrylate group include 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, 2- (2- (meth) acryloyloxyethyloxy) ethyl isocyanate, and 1,1- (bisacryloyloxymethyl) ethyl isocyanate. , Glycidyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether and the like.

ポリヒドロキシイミドに(メタ)アクリレート基を含む架橋基を導入するには、有機溶媒中に、ポリヒドロキシイミドと、(メタ)アクリレート基を備える化合物とを混合しながら、60℃〜150℃で2〜10時間程度反応させる。反応は、特に限定されないが常圧で行うことができる。
(メタ)アクリレート基を備える化合物は、ポリヒドロキシイミドに対する架橋基の導入量に合わせて適宜選択することができるが、例えば、ポリヒドロキシイミドの水酸基モル量に対して0.8〜3.0モル倍となるように添加することができ、等モルであることが好ましい。なお、ポリヒドロキシイミドが架橋基を導入することができる基を有している場合には、その基をモル量に加えることができる。
To introduce a cross-linking group containing a (meth) acrylate group into the polyhydroxyimide, the polyhydroxyimide and the compound having the (meth) acrylate group are mixed in an organic solvent at 60 ° C. to 150 ° C. for 2 React for about 10 hours. The reaction is not particularly limited, but can be carried out under normal pressure.
The compound having a (meth) acrylate group can be appropriately selected according to the amount of the cross-linking group introduced into the polyhydroxyimide. For example, 0.8 to 3.0 mol with respect to the molar amount of the hydroxyl group of the polyhydroxyimide. It can be added in a doubling manner and is preferably equimolar. If the polyhydroxyimide has a group into which a cross-linking group can be introduced, the group can be added to the molar amount.

有機溶媒としては、γ−ブチルラクトン(GBL)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、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ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、1,4−ジオキサン等の非プロトン性極性溶媒類が挙げられ、1種類又は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。この時、上記非プロトン性極性溶媒と相溶性がある非極性溶媒を混合して使用しても良い。非極性溶媒としては、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素類、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶剤等が挙げられる。
反応に際しては、トリエチルアミン、1,1,3,3−テトラメチルグアニジンなどの塩基を加えることもできる。
Examples of the organic solvent include aprotic polar solvents such as γ-butyl lactone (GBL), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, cyclohexanone, and 1,4-dioxane. Types may be mentioned, and one type or a combination of two or more types may be used. At this time, a non-polar solvent compatible with the aprotic polar solvent may be mixed and used. Examples of the non-polar solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene and solvent naphtha, and ether solvents such as cyclopentyl methyl ether.
In the reaction, bases such as triethylamine and 1,1,3,3-tetramethylguanidine can also be added.

工程bにおいては、工程aで得られたポリヒドロキシイミドを含む反応溶液を、再沈殿等により精製し、得られたポリヒドロキシイミドを用いることもできるが、工程aの反応溶液をそのまま工程bに用いることができる。 In step b, the reaction solution containing the polyhydroxyimide obtained in step a can be purified by reprecipitation or the like, and the obtained polyhydroxyimide can be used, but the reaction solution of step a can be used as it is in step b. Can be used.

(第2実施形態)
本実施形態の一般式(1)で表される構造単位および一般式(2)で表される構造単位を有するポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)、または一般式(3)で表される構造単位を有するポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)の製造方法は、
前記一般式(a)で表されるビスアミノフェノール(a)と、前記一般式(b)で表される酸無水物(b)と、さらに下記一般式(c)で表されるジアミノビフェニル(c)を、100℃以上250℃以下の温度下でイミド化する工程1と、
工程1で得られた重合体の前記一般式(a)のビスアミノフェノール(a)由来の構造単位の水酸基に(メタ)アクリレート基を備える化合物を反応させて、(メタ)アクリレート基を含む基を導入する工程2と、
を含む。
(Second Embodiment)
Polyimide (A) (negative photosensitive polymer) having a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2) of the present embodiment, or represented by the general formula (3). The method for producing the polyimide (A) (negative photosensitive polymer) having the structural unit is as follows.
The bisaminophenol (a) represented by the general formula (a), the acid anhydride (b) represented by the general formula (b), and the diaminobiphenyl represented by the following general formula (c) ( In step 1 of imidizing c) at a temperature of 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower,
A group containing a (meth) acrylate group by reacting a hydroxyl group of a structural unit derived from the bisaminophenol (a) of the general formula (a) of the polymer obtained in step 1 with a compound having a (meth) acrylate group. Step 2 to introduce
including.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

一般式(c)中、ZおよびZは一般式(1−3)と同義である。 In the general formula (c), Z 1 and Z 2 are synonymous with the general formula (1-3).

工程1のイミド化反応におけるビスアミノフェノール(a)と酸無水物(b)とジアミノビフェニル(c)との当量比は、得られる重合体の分子量を決定する重要な因子である。一般に、ポリマーの分子量と機械的性質の間に相関があることは良く知られており、分子量が大きいほど機械的性質が優れている。従って、実用的に優れた強度の重合体を得るためには、ある程度高分子量であることが必要である。本発明では、使用するビスアミノフェノール(a)と酸無水物(b)とジアミノビフェニル(c)との当量比は特に制限されないが、ビスアミノフェノール(a)に対して、酸無水物(b)の当量比が1.00〜10.00の範囲にあり、ジアミノビフェニル(c)の当量比が0.10〜10.00の範囲にあることが好ましい。当該当量比が上記範囲内にあれば、機械的強度に優れ、製造安定性に優れる。 The equivalent ratio of bisaminophenol (a), acid anhydride (b) and diaminobiphenyl (c) in the imidization reaction of Step 1 is an important factor for determining the molecular weight of the obtained polymer. In general, it is well known that there is a correlation between the molecular weight and mechanical properties of a polymer, and the higher the molecular weight, the better the mechanical properties. Therefore, in order to obtain a polymer having practically excellent strength, it is necessary to have a high molecular weight to some extent. In the present invention, the equivalent ratio of the bisaminophenol (a) to the acid anhydride (b) and the diaminobiphenyl (c) to be used is not particularly limited, but the acid anhydride (b) is relative to the bisaminophenol (a). ) Is in the range of 1.00 to 10.00, and the equivalent ratio of diaminobiphenyl (c) is preferably in the range of 0.10 to 10.00. When the corresponding amount ratio is within the above range, the mechanical strength is excellent and the production stability is excellent.

なお、機械特性を改善する観点からは、ビスアミノフェノール(a)に対する酸無水物(b)またはジアミノビフェニル(c)の当量比が上記範囲を外れる場合であっても、樹脂を側鎖架橋させることで見かけの分子量を上げることもできる。 From the viewpoint of improving mechanical properties, the resin is side-chain crosslinked even when the equivalent ratio of the acid anhydride (b) or diaminobiphenyl (c) to the bisaminophenol (a) is out of the above range. It is also possible to increase the apparent molecular weight.

本実施形態の工程1および工程2の反応条件等は、第1実施形態の工程aおよび工程bと同様であるので説明を省略する。
本実施形態によれば、有機溶剤に対する溶解性に優れたポリイミド(A)を簡便な方法で合成することができる。
Since the reaction conditions and the like of the steps 1 and 2 of the present embodiment are the same as those of the steps a and b of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
According to this embodiment, the polyimide (A) having excellent solubility in an organic solvent can be synthesized by a simple method.

以上の第1または第2実施形態の製造方法により、本実施形態のポリイミド(A)(ネガ型感光性ポリマー)を含む反応溶液を得ることができ、さらに必要に応じて有機溶媒等で希釈し、ポリマー溶液(塗布用ワニス)として使用することができる。有機溶剤としては、反応工程において例示したものを用いることができ、反応工程と同じ有機溶剤であってもよく、異なる有機溶剤であってもよい。 By the above-mentioned production method of the first or second embodiment, a reaction solution containing the polyimide (A) (negative photosensitive polymer) of the present embodiment can be obtained, and further diluted with an organic solvent or the like as necessary. , Can be used as a polymer solution (varnish for coating). As the organic solvent, those exemplified in the reaction step can be used, and the same organic solvent as in the reaction step may be used, or a different organic solvent may be used.

また、この反応溶液を貧溶媒中に投入してポリイミド(A)樹脂を再沈殿析出させて未反応モノマーを除去し、乾燥固化させたもの再び有機溶剤に溶解し精製品として用いることもできる。特に不純物や異物が問題になる用途では、再び有機溶剤に溶解して濾過精製ワニスとすることが好ましい。 Further, this reaction solution can be put into a poor solvent to reprecipitate the polyimide (A) resin to remove unreacted monomers, dried and solidified, and then dissolved in an organic solvent again to be used as a refined product. In particular, in applications where impurities and foreign substances are a problem, it is preferable to dissolve the varnish in an organic solvent again to obtain a filtered and purified varnish.

[架橋剤(B)]
本実施形態において、架橋剤(B)としては公知の架橋剤を用いることができる。
架橋剤(B)は、露光工程においてポリイミド(A)に導入された架橋基と反応してこれらを架橋することにより、露光部が有機溶媒に不溶となる。
[Crosslinking agent (B)]
In the present embodiment, a known cross-linking agent can be used as the cross-linking agent (B).
The cross-linking agent (B) reacts with the cross-linking groups introduced into the polyimide (A) in the exposure step to crosslink them, so that the exposed portion becomes insoluble in the organic solvent.

架橋剤(B)としては、例えば、(メタ)アクリル基を含む(メタ)アクリレートを用いることが好ましく、多官能(メタ)アクリレートであることがより好ましい。ここで、多官能(メタ)アクリレートとは、2以上の(メタ)アクリル基を有する化合物のことである。
なお、本実施形態において、(メタ)アクリル基とは、アクリル基、またはメタクリル基を示す。
As the cross-linking agent (B), for example, a (meth) acrylate containing a (meth) acrylic group is preferably used, and a polyfunctional (meth) acrylate is more preferable. Here, the polyfunctional (meth) acrylate is a compound having two or more (meth) acrylic groups.
In this embodiment, the (meth) acrylic group refers to an acrylic group or a methacrylic group.

具体的な多官能アクリル化合物としては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール#400ジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート等の三官能(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等の四官能(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の六官能(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート等の八官能(メタ)アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ(メタ)アクリレート等の十官能(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのうち、1種または2種以上を使用してもよい。
なお、本実施形態において、(メタ)アクリレート基とは、アクリレート基またはメタアクリレート基を示す。
Specific examples of the polyfunctional acrylic compound include bifunctional (meth) acrylates such as diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol # 200 di (meth) acrylate, and polyethylene glycol # 400 di (meth) acrylate, and trimethyl propantri (trimethylol propantri). Trifunctional (meth) acrylates such as meta) acrylates, pentaerythritol tri (meth) acrylates and ethoxylated isocyanuric acid triacrylates, tetrafunctional (meth) acrylates such as pentaerythritol tetra (meth) acrylates and ditrimethylol propanetetra (meth) acrylates. Hexafunctional (meth) acrylates such as acrylates and dipentaerythritol hexa (meth) acrylates, octafunctional (meth) acrylates such as tripentaerythritol octa (meth) acrylates, and ten-functional (meth) acrylates such as tetrapentaerythritol deca (meth) acrylates. ) Acrylate can be mentioned. Of these, one or more may be used.
In this embodiment, the (meth) acrylate group refers to an acrylate group or a methacrylate group.

本実施形態における、架橋剤(B)の含有量の下限値は、ポリイミド(A)100質量部に対して、20質量部以上であってもよく、25質量部以上であるのが好ましく、30重量部以上とするのがさらに好ましい。これにより、耐熱性の向上、耐溶剤性の向上、及び、現像後における残膜率の向上を実現することができる。 The lower limit of the content of the cross-linking agent (B) in the present embodiment may be 20 parts by mass or more, preferably 25 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyimide (A). It is more preferable to make it by weight or more. As a result, it is possible to improve the heat resistance, the solvent resistance, and the residual film ratio after development.

また、架橋剤(B)の含有量の上限値は、ポリイミド(A)100質量部に対して、80質量部以下であってもよく、75質量部以下であるのが好ましく、70質量部以下であることが更に好ましい。これにより、架橋剤(B)が過剰に架橋構造に寄与することを防ぐことができ、耐熱性の向上、耐溶剤性の向上、及び、現像後における残膜率の向上を実現することができる。 The upper limit of the content of the cross-linking agent (B) may be 80 parts by mass or less, preferably 75 parts by mass or less, and 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyimide (A). Is more preferable. As a result, it is possible to prevent the cross-linking agent (B) from excessively contributing to the cross-linked structure, and it is possible to improve the heat resistance, the solvent resistance, and the residual film ratio after development. ..

[光重合開始剤(C)]
光重合開始剤(C)としては、例えば光ラジカル発生剤を用いることができる。光ラジカル発生剤としては、紫外線等の活性光線の照射によりラジカルを発生して、上述したポリイミド(A)の光重合開始剤として機能する光ラジカル発生剤を含有する。
[Photopolymerization Initiator (C)]
As the photopolymerization initiator (C), for example, a photoradical generator can be used. The photoradical generator contains a photoradical generator that generates radicals by irradiation with active rays such as ultraviolet rays and functions as a photopolymerization initiator of the above-mentioned polyimide (A).

光ラジカル発生剤としては、アルキルフェノン型の開始剤、オキシムエステル型の開始剤、アシルフォスフィンオキサイド型の開始剤等が挙げられる。例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム))、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)、2−(ジメチルアミノ)−1−(4−(4−モルホリノ)フェニル)−2−(フェニルメチル)−1−ブタノン、Irgacure Oxe01(BASFジャパン株式会社)、Irgacure Oxe02(BASFジャパン株式会社)、Irgacure Oxe03(BASFジャパン株式会社)、Irgacure Oxe04(BASFジャパン株式会社)、N−1919T(株式会社ADEKA)、NCI−730(株式会社ADEKA)、NCI−831E(株式会社ADEKA)、NCI−930(株式会社ADEKA)等を挙げることができる。これらのうちいずれか1種以上を使用できる。
これらの中でも、より露光感度の優れた感光性樹脂組成物で構成される樹脂膜を作製する観点から、NCI−930が好ましい。
Examples of the photoradical generator include an alkylphenone-type initiator, an oxime ester-type initiator, and an acylphosphine oxide-type initiator. For example, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-moriphorinopropane-1-one. , 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)), etanone, 1- [9- Ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazole-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime), 2- (dimethylamino) -1- (4- (4-morpholino) phenyl)- 2- (Phenylmethyl) -1-butanone, Irgacure Oxe01 (BASF Japan Co., Ltd.), Irgacure Oxe02 (BASF Japan Co., Ltd.), Irgacure Oxe03 (BASF Japan Co., Ltd.), Irgacure Oxe04 (BASF Japan Co., Ltd.), N-1919T (ADEKA Co., Ltd.), NCI-730 (ADEKA Co., Ltd.), NCI-831E (ADEKA Co., Ltd.), NCI-930 (ADEKA Co., Ltd.) and the like can be mentioned. Any one or more of these can be used.
Among these, NCI-930 is preferable from the viewpoint of producing a resin film composed of a photosensitive resin composition having more excellent exposure sensitivity.

光重合開始剤(C)の添加量は、特に限定されないが、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分全体の0.3〜10質量%程度であるのが好ましく、0.5〜7.5質量%程度であるのがより好ましく、1〜5質量%程度であるのがさらに好ましい。光重合開始剤(C)の添加量を前記範囲内に設定することにより、ネガ型感光性樹脂組成物を含む感光性樹脂層のパターニング性を高めるとともに、ネガ型感光性樹脂組成物の長期保管性を向上させることができる。 The amount of the photopolymerization initiator (C) added is not particularly limited, but is preferably about 0.3 to 10% by mass, preferably 0.5 to 7.5% by mass, based on the total solid content of the negative photosensitive resin composition. It is more preferably about 1 to 5% by mass, more preferably about 1 to 5% by mass. By setting the addition amount of the photopolymerization initiator (C) within the above range, the patternability of the photosensitive resin layer containing the negative photosensitive resin composition is enhanced, and the negative photosensitive resin composition is stored for a long period of time. The sex can be improved.

(溶媒)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、溶媒として、ウレア化合物、または、非環状構造のアミド化合物を含むことができる。溶媒としては、例えば、ウレア化合物を含むことが好ましい。これにより、ネガ型感光性樹脂組成物の硬化物と、Al、Cuといった金属との密着性をより向上できる。
(solvent)
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may contain a urea compound or an amide compound having an acyclic structure as a solvent. The solvent preferably contains, for example, a urea compound. Thereby, the adhesion between the cured product of the negative photosensitive resin composition and the metal such as Al and Cu can be further improved.

なお、本明細書において、ウレア化合物とは、尿素結合、すなわち、ウレア結合を備える化合物を示す。また、アミド化合物とは、アミド結合を備える化合物、すなわちアミドを示す。なお、アミドとは、具体的には、1級アミド、2級アミド、3級アミドが挙げられる。 In the present specification, the urea compound refers to a compound having a urea bond, that is, a urea bond. Further, the amide compound means a compound having an amide bond, that is, an amide. Specific examples of the amide include primary amides, secondary amides, and tertiary amides.

また、本実施形態において、非環状構造とは、化合物の構造中に炭素環、無機環、複素環などの環状構造を備えないことを意味する。環状構造を備えない化合物の構造としては、例えば、直鎖状構造、分岐鎖状構造などが挙げられる。 Further, in the present embodiment, the non-cyclic structure means that the structure of the compound does not include a cyclic structure such as a carbon ring, an inorganic ring, or a heterocycle. Examples of the structure of the compound having no cyclic structure include a linear structure and a branched chain structure.

ウレア化合物、非環状構造のアミド化合物としては、分子構造中の窒素原子の数が多いものが好ましい。具体的には、分子構造中の窒素原子の数が2個以上であることが好ましい。これにより、孤立電子対の数を増やすことができる。したがって、Al、Cuといった金属との密着性を向上できる。 As the urea compound and the amide compound having an acyclic structure, those having a large number of nitrogen atoms in the molecular structure are preferable. Specifically, it is preferable that the number of nitrogen atoms in the molecular structure is two or more. This makes it possible to increase the number of lone electron pairs. Therefore, the adhesion to metals such as Al and Cu can be improved.

ウレア化合物の構造としては、具体的には、環状構造、非環状構造などが挙げられる。ウレア化合物の構造としては、上記具体例のうち、非環状構造であることが好ましい。これにより、ネガ型感光性樹脂組成物の硬化物と、Al、Cuといった金属との密着性を向上できる。この理由は以下のように推測される。非環状構造のウレア化合物は、環状構造のウレア化合物と比べて、配位結合を形成しやすいと推測される。これは非環状構造のウレア化合物は、環状構造のウレア化合物と比べて、分子運動の束縛が少なく、さらに、分子構造の変形の自由度が大きいためと考えられる。したがって、非環状構造のウレア化合物を用いた場合、強力な配位結合を形成でき、密着性を向上できる。 Specific examples of the structure of the urea compound include a cyclic structure and a non-cyclic structure. The structure of the urea compound is preferably a non-cyclic structure among the above specific examples. This makes it possible to improve the adhesion between the cured product of the negative photosensitive resin composition and a metal such as Al or Cu. The reason for this is presumed as follows. It is presumed that the urea compound having a non-cyclic structure is more likely to form a coordination bond than the urea compound having a cyclic structure. It is considered that this is because the urea compound having a non-cyclic structure has less binding of molecular motion than the urea compound having a cyclic structure, and further, the degree of freedom of deformation of the molecular structure is large. Therefore, when a urea compound having a non-cyclic structure is used, a strong coordination bond can be formed and the adhesion can be improved.

ウレア化合物としては、具体的には、テトラメチル尿素(TMU)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラブチル尿素、N,N'−ジメチルプロピレン尿素、1,3−ジメトキシ−1,3−ジメチル尿素、N,N'−ジイソプロピル−O−メチルイソ尿素、O,N,N'−トリイソプロピルイソ尿素、O−tert−ブチル−N,N'−ジイソプロピルイソ尿素、O−エチル−N,N'−ジイソプロピルイソ尿素、O−ベンジル−N,N'−ジイソプロピルイソ尿素などが挙げられる。ウレア化合物としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。ウレア化合物としては、上記具体例のうち例えば、テトラメチル尿素(TMU)、テトラブチル尿素、1,3−ジメトキシ−1,3−ジメチル尿素、N,N'−ジイソプロピル−O−メチルイソ尿素、O,N,N'−トリイソプロピルイソ尿素、O−tert−ブチル−N,N'−ジイソプロピルイソ尿素、O−エチル−N,N'−ジイソプロピルイソ尿素及びO−ベンジル−N,N'−ジイソプロピルイソ尿素からなる群より選択される1種または2種以上を用いることが好ましく、テトラメチル尿素(TMU)を用いることがより好ましい。これにより、強力な配位結合を形成でき、密着性を向上できる。 Specific examples of the urea compound include tetramethylurea (TMU), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N, N-dimethylacetamide, tetrabutylurea, N, N'-dimethylpropyleneurea, 1, 3-Dimethoxy-1,3-dimethylurea, N, N'-diisopropyl-O-methylisourea, O, N, N'-triisopropylisourea, O-tert-butyl-N, N'-diisopropylisourea, Examples thereof include O-ethyl-N, N'-diisopropylisourea, O-benzyl-N, N'-diisopropylisourea and the like. As the urea compound, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used. Examples of the urea compound include tetramethylurea (TMU), tetrabutylurea, 1,3-dimethoxy-1,3-dimethylurea, N, N'-diisopropyl-O-methylisourea, O, N among the above specific examples. , N'-triisopropylisourea, O-tert-butyl-N, N'-diisopropylisourea, O-ethyl-N, N'-diisopropylisourea and O-benzyl-N, N'-diisopropylisourea It is preferable to use one or more selected from the group, and it is more preferable to use tetramethylurea (TMU). As a result, a strong coordination bond can be formed and the adhesion can be improved.

非環状構造のアミド化合物としては、具体的には、3−メトキシ−N、N−ジメチルプロパンアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、3−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、N,N−ジブチルホルムアミドなどが挙げられる。
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、溶媒として、ウレア化合物、非環状構造のアミド化合物のほかに、窒素原子を備えない溶媒を含んでもよい。
Specific examples of the acyclic amide compound include 3-methoxy-N, N-dimethylpropanamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylpropionamide, N, N-diethylacetamide, and 3-. Butoxy-N, N-dimethylpropanamide, N, N-dibutylformamide and the like can be mentioned.
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may contain, as a solvent, a urea compound, an amide compound having an acyclic structure, or a solvent not containing a nitrogen atom.

窒素原子を備えない溶媒としては、具体的には、エーテル系溶媒、アセテート系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、ラクトン系溶媒、カーボネート系溶媒、スルホン系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。窒素原子を備えない溶媒としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the solvent without a nitrogen atom include an ether solvent, an acetate solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent, a lactone solvent, a carbonate solvent, a sulfone solvent, an ester solvent, and an aromatic hydrocarbon. Examples include system solvents. As the solvent not provided with a nitrogen atom, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used.

上記エーテル系溶媒としては、具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコール、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテルなどが挙げられる。 Specific examples of the ether-based solvent include propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol, ethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether. , Diethylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether and the like.

上記アセテート系溶媒としては、具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテートなどが挙げられる。 Specific examples of the acetate solvent include propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate and the like.

上記アルコール系溶媒としては、具体的には、テトラヒドロフルフリルアルコール、ベンジルアルコール、2−エチルヘキサノール、ブタンジオール、イソプロピルアルコールなどが挙げられる。
上記ケトン系溶媒としては、具体的には、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、2−ヘプタノンなどが挙げられる。
上記ラクトン系溶媒としては、具体的には、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトンなどが挙げられる。
上記カーボネート系溶媒としては、具体的には、エチレンカルボナート、炭酸プロピレンなどが挙げられる。
上記スルホン系溶媒としては、具体的には、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホランなどが挙げられる。
上記エステル系溶媒としては、具体的には、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メチル−3−メトキシプロピオネートなどが挙げられる。
上記芳香族炭化水素系溶媒としては、具体的には、メシチレン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
Specific examples of the alcohol solvent include tetrahydrofurfuryl alcohol, benzyl alcohol, 2-ethylhexanol, butanediol, and isopropyl alcohol.
Specific examples of the ketone solvent include cyclopentanone, cyclohexanone, diacetone alcohol, and 2-heptanone.
Specific examples of the lactone-based solvent include γ-butyrolactone (GBL) and γ-valerolactone.
Specific examples of the carbonate solvent include ethylene carbonate and propylene carbonate.
Specific examples of the sulfone-based solvent include dimethyl sulfoxide (DMSO) and sulfolane.
Specific examples of the ester solvent include methyl pyruvate, ethyl pyruvate, and methyl-3-methoxypropionate.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon solvent include mesitylene, toluene, xylene and the like.

溶媒中のウレア化合物及び非環状構造のアミド化合物の含有量の下限値としては、溶媒を100質量部としたとき、例えば、10質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましく、30質量部以上であることが更に好ましく、50質量部以上であることが一層好ましく、70質量部以上であることが殊更好ましい。これにより、ネガ型感光性樹脂組成物の硬化物と、Al、Cuといった金属との密着性をより向上できる。 The lower limit of the content of the urea compound and the acyclic amide compound in the solvent is, for example, preferably 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, when the solvent is 100 parts by mass. More preferably, it is more preferably 30 parts by mass or more, further preferably 50 parts by mass or more, and particularly preferably 70 parts by mass or more. Thereby, the adhesion between the cured product of the negative photosensitive resin composition and the metal such as Al and Cu can be further improved.

また、溶媒中のウレア化合物及び非環状構造のアミド化合物の含有量の下限値としては、溶媒を100質量部としたとき、例えば、100質量部以下とすることができる。溶媒中には、ウレア化合物及び非環状構造のアミド化合物の含有量が多いことが、密着性向上の観点から好ましい。 The lower limit of the content of the urea compound and the acyclic amide compound in the solvent can be, for example, 100 parts by mass or less when the solvent is 100 parts by mass. It is preferable that the solvent contains a large amount of the urea compound and the amide compound having an acyclic structure from the viewpoint of improving the adhesion.

(界面活性剤)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、界面活性剤をさらに含んでいてもよい。
界面活性剤としては、限定されず、具体的にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤;エフトップEF301、エフトップEF303、エフトップEF352(新秋田化成社製)、メガファックF171、メガファックF172、メガファックF173、メガファックF177、メガファックF444、メガファックF470、メガファックF471、メガファックF475、メガファックF482、メガファックF477(DIC社製)、フロラードFC−430、フロラードFC−431、ノベックFC4430、ノベックFC4432(スリーエムジャパン社製)、サーフロンS−381、サーフロンS−382、サーフロンS−383、サーフロンS−393、サーフロンSC−101、サーフロンSC−102、サーフロンSC−103、サーフロンSC−104、サーフロンSC−105、サーフロンSC−106、(AGCセイミケミカル社製)などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤;オルガノシロキサン共重合体KP341(信越化学工業社製);(メタ)アクリル酸系共重合体ポリフローNo.57、95(共栄社化学社製)などが挙げられる。
(Surfactant)
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may further contain a surfactant.
Surfactants are not limited, and specifically, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether, and polyoxyethylene. Polyoxyethylene aryl ethers such as nonylphenyl ethers; nonionic surfactants such as polyoxyethylene dilaurates, polyoxyethylene distearates and the like; Ftope EF301, Ftope EF303, Ftope EF352 (Made by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Mega Fuck F171, Mega Fuck F172, Mega Fuck F173, Mega Fuck F177, Mega Fuck F444, Mega Fuck F470, Mega Fuck F471, Mega Fuck F475, Mega Fuck F482, Mega Fuck F477 (DIC) ), Florard FC-430, Florard FC-431, Novec FC4430, Novell FC4432 (manufactured by 3M Japan), Surfron S-381, Surfron S-382, Surfron S-383, Surfron S-393, Surfron SC-101, Fluorosurfactants commercially available under the names of Surflon SC-102, Surflon SC-103, Surflon SC-104, Surflon SC-105, Surflon SC-106, (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.); Organosiloxane co-weight Combined KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.); (meth) acrylic acid-based copolymer Polyflow No. 57, 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

これらのなかでも、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤を用いることが好ましい。パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤としては、上記具体例のうち、メガファックF171、メガファックF173、メガファックF444、メガファックF470、メガファックF471、メガファックF475、メガファックF482、メガファックF477(DIC社製)、サーフロンS−381、サーフロンS−383、サーフロンS−393(AGCセイミケミカル社製)、ノベックFC4430及びノベックFC4432(スリーエムジャパン社製)から選択される1種または2種以上を用いることが好ましい。 Among these, it is preferable to use a fluorine-based surfactant having a perfluoroalkyl group. Examples of the fluorine-based surfactant having a perfluoroalkyl group include Megafuck F171, Megafuck F173, Megafuck F444, Megafuck F470, Megafuck F471, Megafuck F475, Megafvck F482, and Megafvck. One or more selected from F477 (manufactured by DIC), Surflon S-381, Surfron S-383, Surfron S-393 (manufactured by AGC Seimi Chemical), Noveck FC4430 and Noveck FC4432 (manufactured by 3M Japan). Is preferably used.

また、界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤(例えばポリエーテル変性ジメチルシロキサンなど)も好ましく用いることができる。シリコーン系界面活性剤として具体的には、東レダウコーニング社のSHシリーズ、SDシリーズおよびSTシリーズ、ビックケミー・ジャパン社のBYKシリーズ、信越化学工業株式会社のKPシリーズ、日油株式会社のディスフォーム(登録商標)シリーズ、東芝シリコーン社のTSFシリーズなどを挙げることができる。 Further, as the surfactant, a silicone-based surfactant (for example, polyether-modified dimethylsiloxane) can also be preferably used. Specifically, as silicone-based surfactants, SH series, SD series and ST series of Toray Dow Corning, BYK series of Big Chemie Japan, KP series of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Disform of NOF Corporation ( Examples include the (registered trademark) series and the TSF series of Toshiba Silicone Co., Ltd.

ネガ型感光性樹脂組成物中の界面活性剤の含有量の上限値は、ネガ型感光性樹脂組成物の全体(溶媒を含む)に対して1質量%(10000ppm)以下であることが好ましく、0.5質量%(5000ppm)以下であることであることがより好ましく、0.1質量%(1000ppm)以下であることが更に好ましい。 The upper limit of the content of the surfactant in the negative photosensitive resin composition is preferably 1% by mass (10000 ppm) or less based on the entire negative photosensitive resin composition (including the solvent). It is more preferably 0.5% by mass (5000 ppm) or less, and further preferably 0.1% by mass (1000 ppm) or less.

また、ネガ型感光性樹脂組成物中の界面活性剤の含有量の下限値は、特には無いが、界面活性剤による効果を十分に得る観点からは、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物の全体(溶媒を含む)に対して0.001質量%(10ppm)以上である。
界面活性剤の量を適当に調整することで、他の性能を維持しつつ、塗布性や塗膜の均一性などを向上させることができる。
Further, the lower limit of the content of the surfactant in the negative photosensitive resin composition is not particularly limited, but from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of the surfactant, for example, the negative photosensitive resin composition. It is 0.001% by mass (10 ppm) or more with respect to the whole (including the solvent).
By appropriately adjusting the amount of the surfactant, it is possible to improve the coatability and the uniformity of the coating film while maintaining other performances.

(酸化防止剤)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、酸化防止剤をさらに含んでもよい。酸化防止剤としては、フェノ−ル系酸化防止剤、リン系酸化防止剤およびチオエ−テル系酸化防止剤から選択される1種以上を使用できる。酸化防止剤は、ネガ型感光性樹脂組成物により形成される樹脂膜の酸化を抑制できる。
(Antioxidant)
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may further contain an antioxidant. As the antioxidant, one or more selected from a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant and a thioether-based antioxidant can be used. The antioxidant can suppress the oxidation of the resin film formed by the negative photosensitive resin composition.

フェノ−ル系酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、3,9−ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル}2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ジステアリル(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、4,4'−チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、2−オクチルチオ−4,6−ジ(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−s−トリアジン、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチル−6−ブチルフェノール)、2,−2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、4,4'−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、2,2'−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2'−エチリデンビス(4−s−ブチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、ビス〔2−t−ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−t−ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2−t−ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−t−ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4−8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン−ビス〔β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコ−ルビス〔β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、1,1'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(6−(1−メチルシクロヘキシル)−4−メチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス(2−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルプロピオニロキシ)1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン、4,4'−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4'−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)サルファイド、4,4'−チオビス(6−t−ブチル−2−メチルフェノール)、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジメチル−6−(1−メチルシクロヘキシル、スチレネイティッドフェノール、2,4−ビス((オクチルチオ)メチル)−5−メチルフェノール、などが挙げられる。 Phenol-based antioxidants include pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 3,9-bis {2- [3- (3). -T-Butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1,1-dimethylethyl} 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, octadecyl-3- (3,3) 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,3,5 -Trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t -Butyl-4-ethylphenol, 2,6-diphenyl-4-octadesiloxyphenol, stearyl (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, distearyl (3,5-di-t) -Butyl-4-hydroxybenzyl) phosphonate, thiodiethylene glycolbis [(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 4,4'-thiobis (6-t-butyl-m-cresol) , 2-octylthio-4,6-di (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenoxy) -s-triazine, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butyl-6- Butylphenol), 2,-2'-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), bis [3,3-bis (4-hydroxy-3-t-butylphenyl) butyl acid] glycol ester, 4, 4'-Butylidenebis (6-t-butyl-m-cresol), 2,2'-etylidenebis (4,6-di-t-butylphenol), 2,2'-etylidenebis (4-s-butyl-6) -T-butylphenol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, bis [2-t-butyl-4-methyl-6- (2-hydroxy-) 3-t-Butyl-5-methylbenzyl) phenyl] terephthalate, 1,3,5-tris (2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-t-butylbenzyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2,4,6-trimethylbenzene, 1,3,5-tri Su [(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxyethyl] isocyanurate, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane , 2-t-Butyl-4-methyl-6- (2-acryloyloxy-3-t-butyl-5-methylbenzyl) phenol, 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)- 2,4-8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane-bis [β- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate], triethyleneglycolbis [β-( 3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate], 1,1'-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-Methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), 2,2'-Methylenebis (6- (1-methylcyclohexyl) -4-methylphenol), 4,4'-butylidenebis (3-methyl) -6-t-butylphenol), 3,9-bis (2- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenylpropioniloxy) 1,1-dimethylethyl) -2,4,8,10- Tetraoxaspiro (5,5) undecane, 4,4'-thiobis (3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-bis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) Sulfide, 4,4'-thiobis (6-t-butyl-2-methylphenol), 2,5-di-t-butylhydroquinone, 2,5-di-t-amylhydroquinone, 2-t-butyl-6 -(3-t-Butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenylacrylate, 2,4-dimethyl-6- (1-methylcyclohexyl, styrenated phenol, 2,4-bis ((( Octylthio) methyl) -5-methylphenol, and the like.

リン系酸化防止剤としては、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペ
ンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニルホスファイト)、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)−4,4'−ビフェニレンジホスホナイト、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート−ジエチルエステル、ビス−(2,6−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(ミックスドモノandジ−ノニルフェニルホスファイト)、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシカルボニルエチル−フェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−オクタデシルオキシカルボニルエチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。
Phosphorus antioxidants include bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, tris (2,4-di-t-butylphenylphosphite), and tetrakis (2). , 4-di-t-butyl-5-methylphenyl) -4,4'-biphenylenediphosphonite, 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate-diethyl ester, bis- (2,6) -Dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-t-butylphenyl) octylphosphite, tris (mixed monoand di-nonylphenylphosphite), bis (2, 4-di-t-Butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,6-di-t-butyl-4-methoxycarbonylethyl-phenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,6-di-t) −Butyl-4-octadecyloxycarbonylethylphenyl) pentaerythritol diphosphite and the like.

チオエ−テル系酸化防止剤としては、ジラウリル−3,3'−チオジプロピオネート、ビス(2−メチル−4−(3−n−ドデシル)チオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル)スルフィド、ジステアリル−3,3'−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ラウリル)チオプロピオネートなどが挙げられる。 Thioether-based antioxidants include dilauryl-3,3'-thiodipropionate and bis (2-methyl-4- (3-n-dodecyl) thiopropionyloxy) -5-t-butylphenyl) sulfide. , Distearyl-3,3'-thiodipropionate, pentaerythritol-tetrakis (3-lauryl) thiopropionate and the like.

(フィラー)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、フィラーを更に含んでいてもよい。フィラーとしては、ネガ型感光性樹脂組成物によってなる樹脂膜に求められる機械的特性、熱的特性に応じて適切な充填材を選択できる。
フィラーとしては、具体的には、無機フィラーまたは有機フィラーなどが挙げられる。
(Filler)
The negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may further contain a filler. As the filler, an appropriate filler can be selected according to the mechanical properties and thermal properties required for the resin film made of the negative photosensitive resin composition.
Specific examples of the filler include an inorganic filler and an organic filler.

上記無機フィラーとしては、具体的には、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶性シリカ、2次凝集シリカ、微粉シリカなどのシリカ;アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、炭化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、チタンホワイトなどの金属化合物;タルク;クレー;マイカ;ガラス繊維などが挙げられる。無機フィラーとしては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the inorganic filler include fused crushed silica, molten spherical silica, crystalline silica, secondary aggregated silica, and fine powder silica; alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, and silicon carbide. , Metal compounds such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, titanium white; talc; clay; mica; glass fiber and the like. As the inorganic filler, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used.

上記有機フィラーとしては、具体的には、オルガノシリコーンパウダー、ポリエチレンパウダーなどが挙げられる。有機フィラーとしては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the organic filler include organosilicone powder and polyethylene powder. As the organic filler, one or a combination of two or more of the above specific examples can be used.

(ネガ型感光性樹脂組成物の調製)
本実施形態におけるネガ型感光性樹脂組成物を調製する方法は限定されず、ネガ型感光性樹脂組成物に含まれる成分に応じて、公知の方法を用いることができる。
例えば、上記各成分を、溶媒に混合して溶解することにより調製することができる。
(Preparation of Negative Photosensitive Resin Composition)
The method for preparing the negative photosensitive resin composition in the present embodiment is not limited, and a known method can be used depending on the components contained in the negative photosensitive resin composition.
For example, each of the above components can be prepared by mixing and dissolving in a solvent.

(ネガ型感光性樹脂組成物)
本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物は、該ネガ型感光性樹脂組成物をAl、Cuといった金属を備える面に対して塗工し、次いで、プリベークすることで乾燥させ樹脂膜を形成し、次いで、露光及び現像することで所望の形状に樹脂膜をパターニングし、次いで、樹脂膜をポストベークすることで硬化させ硬化膜を形成することで使用される。
(Negative photosensitive resin composition)
In the negative photosensitive resin composition according to the present embodiment, the negative photosensitive resin composition is applied to a surface containing a metal such as Al or Cu, and then prebaked to dry the resin film. Then, the resin film is patterned into a desired shape by exposure and development, and then the resin film is cured by post-baking to form a cured film.

なお、上記永久膜を作製する場合、プリベークの条件としては、例えば、温度90℃以上130℃以下で、30秒間以上1時間以下の熱処理とすることができる。また、ポストベークの条件としては、例えば、温度150℃以上350℃以下で、30分間以上10時間以下の熱処理とすることができる。 When the permanent film is produced, the prebaking condition can be, for example, a heat treatment at a temperature of 90 ° C. or higher and 130 ° C. or lower for 30 seconds or longer and 1 hour or shorter. Further, as the post-baking condition, for example, the heat treatment can be performed at a temperature of 150 ° C. or higher and 350 ° C. or lower for 30 minutes or longer and 10 hours or shorter.

本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物の粘度は、所望の樹脂膜の厚みに応じて適宜設定することができる。ネガ型感光性樹脂組成物の粘度の調整は、溶媒を添加することでできる。なお、調整の際、溶媒中のウレア化合物及び非環状構造のアミド化合物の含有量を一定に保つ必要がある。 The viscosity of the negative photosensitive resin composition according to the present embodiment can be appropriately set according to the desired thickness of the resin film. The viscosity of the negative photosensitive resin composition can be adjusted by adding a solvent. At the time of adjustment, it is necessary to keep the content of the urea compound and the acyclic amide compound in the solvent constant.

本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物の粘度の上限値は、例えば、2000mPa・s以下でもよく、1800mPa・s以下でもよく、1500mPa・s以下でもよい。また、本実施形態に係るネガ型感光性樹脂組成物の粘度の下限値は、所望の樹脂膜の厚みに応じて、例えば、10mPa・s以上でもよく、50mPa・s以上でもよい。 The upper limit of the viscosity of the negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may be, for example, 2000 mPa · s or less, 1800 mPa · s or less, or 1500 mPa · s or less. Further, the lower limit of the viscosity of the negative photosensitive resin composition according to the present embodiment may be, for example, 10 mPa · s or more, or 50 mPa · s or more, depending on the desired thickness of the resin film.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物から得られるフィルムは、テンシロン試験機による引張試験により測定された伸び率が、最大値2〜200%、好ましくは5〜150%であり、平均値1〜150%、好ましくは2〜120%である。
本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物から得られるフィルムは、引張強度が、30〜300MPa、好ましくは50〜200MPaとすることができる。
The film obtained from the negative photosensitive resin composition of the present embodiment has a maximum elongation rate of 2 to 200%, preferably 5 to 150%, as measured by a tensile test with a Tensilon tester, and has an average value of 1. ~ 150%, preferably 2-120%.
The film obtained from the negative photosensitive resin composition of the present embodiment can have a tensile strength of 30 to 300 MPa, preferably 50 to 200 MPa.

このように、本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、機械的強度に優れたフィルム等の硬化物を提供することができる。この理由は明らかでないが、ポリマー鎖間の強いパッキングにより、ポリマー鎖の滑りぬけによる破断が抑えられ、伸びが向上し、可とう性に優れるためと推察される。 As described above, the negative photosensitive resin composition of the present embodiment can provide a cured product such as a film having excellent mechanical strength. The reason for this is not clear, but it is presumed that the strong packing between the polymer chains suppresses the breakage of the polymer chains due to slippage, improves the elongation, and has excellent flexibility.

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は硬化収縮が抑制されており、シリコンウェハ表面に乾燥後の膜厚が10μmになるようにスピンコートし、120℃3分間のプリベーク後、高圧水銀灯にて600mJ/cmの露光を行い、その後、窒素雰囲気下で170℃120分間ポストベークを行ってフィルムを調製した場合において、前記プリベーク後のフィルム膜厚を膜厚A、前記ポストベーク後のフィルム膜厚を膜厚Bとし、下記式から算出される硬化収縮率を好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下とすることができる。
式:硬化収縮率[%]={(膜厚A−膜厚B)/膜厚A}x100
The negative photosensitive resin composition of the present embodiment has suppressed curing shrinkage, is spin-coated on the surface of a silicon wafer so that the film thickness after drying is 10 μm, prebaked at 120 ° C. for 3 minutes, and then used as a high-pressure mercury lamp. When a film was prepared by exposing to 600 mJ / cm 2 and then post-baking at 170 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere, the film film thickness after pre-baking was set to film thickness A, and the film after post-baking was set. The film thickness is defined as the film thickness B, and the curing shrinkage rate calculated from the following formula can be preferably 12% or less, more preferably 10% or less.
Formula: Curing shrinkage rate [%] = {(film thickness A-film thickness B) / film thickness A} x100

本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は硬化収縮が抑制されており、得られるフィルムは、熱重量示差熱同時測定により測定した重量減少温度(Td5)が、200℃以上、好ましくは300℃以上とすることができる。 The negative photosensitive resin composition of the present embodiment has suppressed curing shrinkage, and the obtained film has a weight loss temperature (Td5) measured by simultaneous measurement of thermogravimetric differential heat of 200 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher. It can be the above.

本実施形態のポリヒドロキシイミドからなるフィルムは、硬化収縮が抑制されており、線熱膨張率(CTE)は200ppm以下、好ましくは100ppm以下とすることができる。 The film made of polyhydroxyimide of the present embodiment has suppressed curing shrinkage, and the coefficient of linear thermal expansion (CTE) can be 200 ppm or less, preferably 100 ppm or less.

(用途)
本実施形態のネガ型感光性樹脂組成物は、永久膜、レジストなどの半導体装置用の樹脂膜を形成するために用いられる。これらの中でも、プリベーク後のネガ型感光性樹脂組成物及びAlパッドの密着性向上と、現像時のネガ型感光性樹脂組成物の残渣の発生の抑制とをバランスよく発現する観点、ポストベーク後のネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜と、金属との密着性を向上する観点、加えて、ポストベーク後のネガ型感光性樹脂組成物の耐薬品性を向上する観点から、永久膜を用いる用途に用いられることが好ましい。
(Use)
The negative photosensitive resin composition of the present embodiment is used for forming a resin film for a semiconductor device such as a permanent film or a resist. Among these, from the viewpoint of achieving a good balance between improving the adhesion of the negative photosensitive resin composition and Al pad after prebaking and suppressing the generation of residues of the negative photosensitive resin composition during development, after post-baking. From the viewpoint of improving the adhesion between the cured film of the negative photosensitive resin composition and the metal, and from the viewpoint of improving the chemical resistance of the negative photosensitive resin composition after post-baking, the permanent film is used. It is preferably used for the intended purpose.

なお、本実施形態において、樹脂膜は、ネガ型感光性樹脂組成物の硬化膜を含む。すなわち、本実施形態にかかる樹脂膜とは、ネガ型感光性樹脂組成物を硬化させてなるものである。 In the present embodiment, the resin film includes a cured film of a negative photosensitive resin composition. That is, the resin film according to the present embodiment is formed by curing a negative photosensitive resin composition.

上記永久膜は、ネガ型感光性樹脂組成物に対してプリベーク、露光及び現像を行い、所望の形状にパターニングした後、ポストベークすることによって硬化させることにより得られた樹脂膜で構成される。永久膜は、半導体装置の保護膜、層間膜、ダム材などに用いることができる。 The permanent film is composed of a resin film obtained by prebaking, exposing and developing a negative photosensitive resin composition, patterning it into a desired shape, and then curing it by post-baking. The permanent film can be used as a protective film, an interlayer film, a dam material, or the like of a semiconductor device.

上記レジストは、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の方法で、レジストにとってマスクされる対象に塗工し、ネガ型感光性樹脂組成物から溶媒を除去することにより得られた樹脂膜で構成される。 In the resist, for example, a negative photosensitive resin composition is applied to an object to be masked by the resist by a method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, or doctor coating, and the negative photosensitive resin composition is applied. It is composed of a resin film obtained by removing a solvent from the sex resin composition.

本実施形態に係る半導体装置の一例を図1に示す。
本実施形態に係る半導体装置100は、上記樹脂膜を備える半導体装置とすることができる。具体的には、半導体装置100のうち、パッシベーション膜32、絶縁層42および絶縁層44からなる群の1つ以上を、本実施形態の硬化物を含む樹脂膜とすることができる。ここで、樹脂膜は、上述した永久膜であることが好ましい。
An example of the semiconductor device according to this embodiment is shown in FIG.
The semiconductor device 100 according to the present embodiment can be a semiconductor device provided with the resin film. Specifically, in the semiconductor device 100, one or more of the group consisting of the passivation film 32, the insulating layer 42, and the insulating layer 44 can be a resin film containing the cured product of the present embodiment. Here, the resin film is preferably the above-mentioned permanent film.

半導体装置100は、たとえば半導体チップである。この場合、たとえば半導体装置100を、バンプ52を介して配線基板上に搭載することにより半導体パッケージが得られる。 The semiconductor device 100 is, for example, a semiconductor chip. In this case, for example, a semiconductor package can be obtained by mounting the semiconductor device 100 on the wiring board via the bump 52.

半導体装置100は、トランジスタ等の半導体素子が設けられた半導体基板と、半導体基板上に設けられた多層配線層(図示せず。)と、を備えている。多層配線層のうち最上層には、層間絶縁膜30と、層間絶縁膜30上に設けられた最上層配線34が設けられている。最上層配線34は、たとえば、アルミニウムAlにより構成される。また、層間絶縁膜30上および最上層配線34上には、パッシベーション膜32が設けられている。パッシベーション膜32の一部には、最上層配線34が露出する開口が設けられている。 The semiconductor device 100 includes a semiconductor substrate provided with a semiconductor element such as a transistor, and a multilayer wiring layer (not shown) provided on the semiconductor substrate. The uppermost layer of the multilayer wiring layer is provided with an interlayer insulating film 30 and an uppermost layer wiring 34 provided on the interlayer insulating film 30. The top layer wiring 34 is made of, for example, aluminum Al. Further, a passivation film 32 is provided on the interlayer insulating film 30 and on the uppermost layer wiring 34. A part of the passivation film 32 is provided with an opening in which the uppermost layer wiring 34 is exposed.

パッシベーション膜32上には、再配線層40が設けられている。再配線層40は、パッシベーション膜32上に設けられた絶縁層42と、絶縁層42上に設けられた再配線46と、絶縁層42上および再配線46上に設けられた絶縁層44と、を有する。絶縁層42には、最上層配線34に接続する開口が形成されている。再配線46は、絶縁層42上および絶縁層42に設けられた開口内に形成され、最上層配線34に接続されている。絶縁層44には、再配線46に接続する開口が設けられている。 A rewiring layer 40 is provided on the passivation film 32. The rewiring layer 40 includes an insulating layer 42 provided on the passivation film 32, a rewiring 46 provided on the insulating layer 42, and an insulating layer 44 provided on the insulating layer 42 and the rewiring 46. Has. The insulating layer 42 is formed with an opening for connecting to the uppermost layer wiring 34. The rewiring 46 is formed on the insulating layer 42 and in the openings provided in the insulating layer 42, and is connected to the uppermost layer wiring 34. The insulating layer 44 is provided with an opening for connecting to the rewiring 46.

絶縁層44に設けられた開口内には、たとえばUBM(Under Bump Metallurgy)層50を介してバンプ52が形成される。半導体装置100は、たとえばバンプ52を介して配線基板等に接続される。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。
Bumps 52 are formed in the openings provided in the insulating layer 44, for example, via the UBM (Under Bump Metallurgy) layer 50. The semiconductor device 100 is connected to a wiring board or the like via, for example, a bump 52.
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted as long as the effects of the present invention are not impaired.

以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例においては以下の化合物を用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
In the examples, the following compounds were used.

下記式で示される、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、BAPとも示す) 2,2-Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane represented by the following formula (hereinafter, also referred to as BAP)

Figure 2021152634
Figure 2021152634

下記式で示される、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(以下、BAFAとも示す) 2,2-Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (hereinafter, also referred to as BAFA) represented by the following formula.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

下記式で示される、4−{[4−(1,3−ジオキソイソベンゾフラン−5−イルカルボニロキシ)フェニル]シクロヘキシル}フェニル 1,3−ジオキソイソベンゾフラン−5−カルボキシレート(以下、BPZ−TMEとも示す) 4-{[4- (1,3-Dioxoisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) phenyl] cyclohexyl} phenyl 1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylate represented by the following formula (hereinafter, Also referred to as BPZ-TME)

Figure 2021152634
Figure 2021152634

下記式で示される、4−[4−(1,3−ジオキソイソベンゾフラン−5−イルカルボニロキシ)−2,3,5−トリメチルフェニル]−2,3,6−トリメチルフェニル 1,3−ジオキソイソベンゾフラン−5−カルボキシレート(以下、TMPBP−TMEとも示す) 4- [4- (1,3-Dioxoisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) -2,3,5-trimethylphenyl] -2,3,6-trimethylphenyl 1,3 represented by the following formula -Dioxoisobenzofuran-5-carboxylate (hereinafter, also referred to as TMPBP-TME)

Figure 2021152634
Figure 2021152634

下記式で示される、3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(以下、DSDAとも示す)

Figure 2021152634
3,3', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (hereinafter, also referred to as DSDA)
Figure 2021152634

下記式で示される、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下、BTDAとも示す)

Figure 2021152634
3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (hereinafter, also referred to as BTDA).
Figure 2021152634

下記式で示される、3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(以下、ODPAとも示す)

Figure 2021152634
3,3', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (hereinafter, also referred to as ODPA).
Figure 2021152634

下記式で示される、4,4'−ジアミノ−2,2'−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(以下、TFMBとも示す) 4,4'-diamino-2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl (hereinafter, also referred to as TFMB) represented by the following formula.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

[参考合成例1]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAP 3.87g(15.0mmol)と、BPZ−TME 9.25g(15.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 30.62gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー8.17gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは45400、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は2.04であった。
[Reference Synthesis Example 1]
First, 3.87 g (15.0 mmol) of BAP and 9.25 g (15.0 mmol) of BPZ-TME were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 30.62 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 8.17 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 45400, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 2.04.

[参考合成例2]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAP 3.87g(15.0mmol)と、TMPBP−TME 9.28g(15.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 30.69gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー10.15gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは142000、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は2.21であった。
[Reference synthesis example 2]
First, 3.87 g (15.0 mmol) of BAP and 9.28 g (15.0 mmol) of TMPBP-TME were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 30.69 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 10.15 g of the polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 142000, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 2.21.

[参考合成例3]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAFA 27.47g(75.0mmol)と、TMPBP−TME 46.39g(75.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 295.46gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー66.62gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは87200、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.92であった。
[Reference Synthesis Example 3]
First, 27.47 g (75.0 mmol) of BAFA and 46.39 g (75.0 mmol) of TMPBP-TME were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 295.46 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 66.62 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 87200, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 1.92.

[参考合成例4]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAFA 10.99g(30.0mmol)と、DSDA 10.75g(30.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 50.72gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー15.44gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは63900、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は4.75であった。
[Reference Synthesis Example 4]
First, 10.99 g (30.0 mmol) of BAFA and 10.75 g (30.0 mmol) of DSDA were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 50.72 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 15.44 g of the polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 63900, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 4.75.

[参考合成例5]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAP 19.37g(75.0mmol)と、DSDA 26.87g(75.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 107.91gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=1/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー37.58gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは36900、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は2.69であった。
[Reference Synthesis Example 5]
First, 19.37 g (75.0 mmol) of BAP and 26.87 g (75.0 mmol) of DSDA were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 107.91 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 1/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 37.58 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 36900, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 2.69.

[参考合成例6]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAFA 14.65g(40.0mmol)と、BTDA 12.89g(40.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 64.27gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=1/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー24.13gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは70700、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は3.63であった。
[Reference Synthesis Example 6]
First, 14.65 g (40.0 mmol) of BAFA and 12.89 g (40.0 mmol) of BTDA were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 64.27 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 1/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 24.13 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 70700, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 3.63.

[参考合成例7]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAP 10.33g(40.0mmol)と、BTDA 12.89g(40.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 54.18gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー21.74gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは62100、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は3.24であった。
[Reference Synthesis Example 7]
First, 10.33 g (40.0 mmol) of BAP and 12.89 g (40.0 mmol) of BTDA were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 54.18 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 21.74 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 62100, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 3.24.

[参考合成例8]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAFA 14.65g(40.0mmol)と、ODPA 12.41g(40.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL 63.14gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=1/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー24.19gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは58500、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.72であった。
[Reference Synthesis Example 8]
First, 14.65 g (40.0 mmol) of BAFA and 12.41 g (40.0 mmol) of ODPA were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a condenser. Then, 63.14 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 1/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 24.19 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 58500, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 1.72.

(フィルムの調製)
参考合成例1〜8のポリマーの12質量%GBL溶液(ポリマー溶液)をシリコンウェハ表面にスピンコートし、120℃3分間のプリベーク後、170℃120分間、窒素下でのポストベークにより、フィルムを調製した。
(Preparation of film)
Reference Synthesis Examples 1 to 8 are spin-coated on the surface of a silicon wafer with a 12% by mass GBL solution (polymer solution) of the polymer, prebaked at 120 ° C. for 3 minutes, and then post-baked at 170 ° C. for 120 minutes under nitrogen to form a film. Prepared.

<測定法>
(5%重量減少温度(Td5))
参考合成例1〜7のポリマーから得られたフィルムを熱重量示差熱同時測定により測定した。測定条件は、30ml/分の窒素気流下、昇温速度10℃/分とした。初期から5%の重量が減少した温度を測定し、5%重量減少温度(Td5)とした。結果を表1に示す。
<Measurement method>
(5% weight loss temperature (Td5))
Reference The films obtained from the polymers of Synthesis Examples 1 to 7 were measured by thermogravimetric differential thermal simultaneous measurement. The measurement conditions were a heating rate of 10 ° C./min under a nitrogen stream of 30 ml / min. The temperature at which the weight was reduced by 5% from the initial stage was measured and used as the 5% weight loss temperature (Td5). The results are shown in Table 1.

(線熱膨張率(CTE))
参考合成例1〜7のポリマーから得られたフィルムから長さ13mm×幅5mmの短冊状試験片を切出した。チャック間距離10mmにて引張モードの熱機械測定を行い、熱膨張曲線から平均線熱膨張率(CTE、50℃〜100℃)を求めた。結果を表1に示す。
(Coefficient of linear thermal expansion (CTE))
Reference A strip-shaped test piece having a length of 13 mm and a width of 5 mm was cut out from the film obtained from the polymers of Synthesis Examples 1 to 7. Thermal mechanical measurement in tension mode was performed at a distance between chucks of 10 mm, and the average coefficient of linear thermal expansion (CTE, 50 ° C. to 100 ° C.) was obtained from the thermal expansion curve. The results are shown in Table 1.

(ガラス転移温度:Tg)
参考合成例1〜7のポリマーから得られたフィルムから長さ50mm×幅5mmの短冊状試験片を切出した。チャック間距離20mmにて動的粘弾性測定を行い、得られた損失正接(tanδ)のピーク温度をガラス転移温度(Tg)とした。測定条件は30ml/分の窒素気流下、印加周波数1Hz、昇温速度5℃/分とした。結果を表1に示す。
(Glass transition temperature: Tg)
Reference A strip-shaped test piece having a length of 50 mm and a width of 5 mm was cut out from the film obtained from the polymers of Synthesis Examples 1 to 7. Dynamic viscoelasticity was measured at a distance between chucks of 20 mm, and the peak temperature of the obtained loss tangent (tan δ) was defined as the glass transition temperature (Tg). The measurement conditions were a nitrogen stream of 30 ml / min, an applied frequency of 1 Hz, and a heating rate of 5 ° C./min. The results are shown in Table 1.

(引張強度、伸び率及び弾性率)
参考合成例1〜8のポリマーから得られたフィルムから切り出した試験片(6.5mm×60mm×10μm厚)に対して引張試験(延伸速度:5mm/分)を23℃雰囲気中で実施した。引張試験は、オリエンテック社製引張試験機(テンシロンRTC−1210A)を用いて行った。試験片5本を測定し、破断点の応力を平均化したものを強度とした。破断した距離と初期距離から引張伸び率を算出し、伸び率の最大値と平均値を求めた。得られた応力−歪曲線の初期の勾配からそれぞれ引張弾性率を算出し、平均化したものを弾性率とした。結果を表1に示す。
(Tensile strength, elongation and elastic modulus)
Reference A tensile test (stretching speed: 5 mm / min) was carried out on a test piece (6.5 mm × 60 mm × 10 μm thickness) cut out from a film obtained from the polymers of Synthesis Examples 1 to 8 in an atmosphere of 23 ° C. The tensile test was carried out using a tensile tester manufactured by Orientec (Tensilon RTC-1210A). Five test pieces were measured, and the average stress at the breaking point was taken as the strength. The tensile elongation was calculated from the fractured distance and the initial distance, and the maximum and average values of the elongation were obtained. The tensile elastic modulus was calculated from each of the initial gradients of the obtained stress-strain curve, and the averaged modulus was taken as the elastic modulus. The results are shown in Table 1.

Figure 2021152634
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表1の結果から、本発明で用いられるポリイミドに含まれる一般式(1−2)のYを備えるポリマー(参考合成例1〜3)は、当該Yを備えないポリマー(参考合成例4〜8)に比べ、引張強度に優れ、引張伸び率およびその平均値が格段に優れていた。これらの特性はポリマーの主鎖に起因すると考えられることから、参考合成例1〜8のポリマー鎖に架橋基が導入された場合であっても、同様の物性差が発現することが推察された。 From the results in Table 1, the polymers having Y of the general formula (1-2) contained in the polyimide used in the present invention (Reference Synthesis Examples 1 to 3) are the polymers not having the Y (Reference Synthesis Examples 4 to 8). ), The tensile strength was excellent, and the tensile elongation and its average value were remarkably excellent. Since these properties are considered to be due to the main chain of the polymer, it was inferred that similar physical property differences would occur even when a cross-linking group was introduced into the polymer chains of Reference Synthesis Examples 1 to 8. ..

[合成例1]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(以下BAFAとも示す)45.78g(125.0mmol)と、4−[4−(1,3−ジオキソイソベンゾフラン−5−イルカルボニロキシ)−2,3,5−トリメチルフェニル]−2,3,6−トリメチルフェニル 1,3−ジオキソイソベンゾフラン−5−カルボキシレート(以下TMPBP−TMEとも示す)77.32g(125.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL492.43gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー116.95gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは94800、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は2.18であり、下記式で表されるポリマー(ポリヒドロキシイミド)のnは平均値で44であった。
ポリマーについて、IR測定を行ったところ、1480、1550、1670cm−1付近のアミド基由来のピークが消失しており、イミド化が完結していることを確認した。
また、H−NMR測定を行ったところ、芳香族領域(6.9ppm〜8.8ppm)にプロトン数に対応した面積比でピークを確認した。
[Synthesis Example 1]
First, 45.78 g (125.0 mmol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (hereinafter also referred to as BAFA) in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a cooling tube. And 4- [4- (1,3-dioxoisobenzofuran-5-ylcarbonyloxy) -2,3,5-trimethylphenyl] -2,3,6-trimethylphenyl 1,3-dioxoiso 77.32 g (125.0 mmol) of benzofuran-5-carboxylate (hereinafter also referred to as TMPBP-TME) was added. Then, GBL492.43 g was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 116.95 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 94800, the polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 2.18, and n of the polymer (polyhydroxyimide) represented by the following formula was The average value was 44.
When IR measurement was performed on the polymer, it was confirmed that the peaks derived from the amide group near 1480, 1550 and 1670 cm-1 disappeared, and the imidization was completed.
Further, when 1 H-NMR measurement was carried out, a peak was confirmed in the aromatic region (6.9 ppm to 8.8 ppm) with an area ratio corresponding to the number of protons.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

[合成例2]
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、BAFA3.66g(10.0mmol)と、TFMB3.20g(10.0mmol)と、TMPBP−TME12.37g(20.0mmol)とを入れた。その後、反応容器に、さらにGBL76.95gを加えた。
窒素を10分間通気した後、撹拌しつつ温度60℃まで上げ、1.5時間反応させた。その後、さらに180℃で3時間反応させることで、ビスアミノフェノールと酸無水物を重合させ、重合溶液を作製した。
得られた重合溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=3/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度120℃で真空乾燥することにより、ポリマー17.31gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは62300、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は1.98であった。
ポリマーについて、IR測定を行ったところ、1480、1550、1670cm−1付近のアミド基由来のピークが消失しており、イミド化が完結していることを確認した。
また、H−NMR測定を行ったところ、芳香族領域(6.9ppm〜8.9ppm)にプロトン数に対応した面積比でピークを確認した。
[Synthesis Example 2]
First, 3.66 g (10.0 mmol) of BAFA, 3.20 g (10.0 mmol) of TFMB, and 12.37 g (20.0 mmol) of TMPBP-TME were placed in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and a cooling tube. I put it in. Then, 76.95 g of GBL was further added to the reaction vessel.
After aeration of nitrogen for 10 minutes, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and the mixture was reacted for 1.5 hours. Then, by further reacting at 180 ° C. for 3 hours, bisaminophenol and acid anhydride were polymerized to prepare a polymerization solution.
The obtained polymerization solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 3/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 120 ° C. to obtain 17.31 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 62300, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 1.98.
When IR measurement was performed on the polymer, it was confirmed that the peaks derived from the amide group near 1480, 1550 and 1670 cm-1 disappeared, and the imidization was completed.
Further, when 1 H-NMR measurement was carried out, a peak was confirmed in the aromatic region (6.9 ppm to 8.9 ppm) with an area ratio corresponding to the number of protons.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

[実施例1]
(架橋基の導入)
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、合成例1で得られたポリヒドロキシイミド73.86g(水酸基換算150.0mmol)と、2−イソシアナトエチルアクリレート(以下AOIとも示す、昭和電工社製)21.17g(150.0mmol)と、γ−ブチルラクトン(GBL)828.26gを入れた。その後、撹拌しつつ温度120℃まで上げ、6時間反応させた。
得られた反応溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=2/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度40℃で真空乾燥することにより、ポリマー70.98gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは102,900、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は2.29であった。
H−NMRチャートを図2に示す。この結果から、ポリマーに架橋基が導入されたことを確認した。架橋基が導入されたポリマーは、その一部に以下の繰り返し単位が含まれていた。
また、ガスクロマトグラフィーの測定結果から、架橋基の導入率は25%であった。
[Example 1]
(Introduction of cross-linking group)
First, 73.86 g (150.0 mmol in terms of hydroxyl group) of the polyhydroxyimide obtained in Synthesis Example 1 and 2-isocyanatoethyl acrylate (hereinafter referred to as AOI) were placed in a reaction vessel of an appropriate size equipped with a stirrer and a cooling tube. As shown, 21.17 g (150.0 mmol) of Showa Denko Corporation and 828.26 g of γ-butyl lactone (GBL) were added. Then, the temperature was raised to 120 ° C. with stirring, and the reaction was carried out for 6 hours.
The obtained reaction solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 2/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 40 ° C. to obtain 70.98 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 102,900, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 2.29.
1 1 H-NMR chart is shown in FIG. From this result, it was confirmed that a cross-linking group was introduced into the polymer. The polymer into which the cross-linking group was introduced contained the following repeating units as a part thereof.
Moreover, from the measurement result of gas chromatography, the introduction rate of the cross-linking group was 25%.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

(ネガ型感光性樹脂組成物の調製)
架橋基を導入したポリヒドロキシイミド(100質量部)と、架橋剤としてエトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート(A9300、新中村化学工業社製、50質量部)を、ラジカル発生剤としてアデカアークルズNCI−930(株式会社ADEKA社製、商品名、3質量部)を、界面活性剤としてFC4432(0.05質量部)をγ−ブチロラクトン(867質量部)中で混合し、感光性樹脂組成物を調製した。
(Preparation of Negative Photosensitive Resin Composition)
Polyhydroxyimide (100 parts by mass) into which a cross-linking group was introduced, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate (A9300, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 50 parts by mass) as a cross-linking agent, and ADEKA ARCLUS NCI-930 as a radical generator. (Manufactured by ADEKA Corporation, trade name, 3 parts by mass) was mixed with FC4432 (0.05 parts by mass) as a surfactant in γ-butyrolactone (867 parts by mass) to prepare a photosensitive resin composition. ..

[実施例2〜6]
実施例2〜6においては架橋剤を表1に記載された以下の化合物に代えた以外は、実施例1と同様にして架橋基が導入されたポリマーおよびネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
・NKエステル2G:ジエチレングリコールジメタクリレート、新中村化学工業社製
・NKエステル4G:ポリエチレングリコール#200ジメタクリレート、新中村化学工業社製
・NKエステル9G:ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート、新中村化学工業社製
・A−TMM−3LM−N:以下2種の化合物の混合物、ガスクロマトグラフ測定に基づく混合物中の左の化合物の量は約57%、新中村化学工業社製
[Examples 2 to 6]
In Examples 2 to 6, a polymer having a cross-linking group introduced therein and a negative photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that the cross-linking agent was replaced with the following compounds shown in Table 1. ..
・ NK ester 2G: Diethylene glycol dimethacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd. ・ NK ester 4G: Polyethylene glycol # 200 dimethacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd. ・ NK ester 9G: Polyethylene glycol # 400 dimethacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd. A-TMM-3LM-N: A mixture of the following two compounds, the amount of the compound on the left in the mixture based on gas chromatograph measurement is about 57%, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

・A−DPH:ジペンタエリスリトールへキサアクリレート、新中村化学工業社製 -A-DPH: Dipentaerythritol hexaacrylate, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.

[実施例7]
(架橋基の導入)
はじめに、撹拌機および冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、合成例2で得られた重合体14.43g(水酸基換算15.0mmol)と、2−イソシアナトエチルアクリレート(以下AOIとも示す、昭和電工社製)2.12g(15.0mmol)と、γ−ブチルラクトン(GBL)163.80gを入れた。その後、撹拌しつつ温度120℃まで上げ、6時間反応させた。
得られた反応溶液を、アセトンで希釈して希釈液を作製し、次いで、希釈液を水/メタノール=2/1の混合溶液に滴下することで、白色固体を析出させた。得られた白色固体を回収し、温度40℃で真空乾燥することにより、ポリマー12.84gを得た。
ポリマーをGPC測定したところ、重量平均分子量Mwは84,400、多分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は2.07であった。
H−NMRチャートを図3に示す。この結果から、ポリマーに架橋基が導入されたことを確認した。架橋基が導入されたポリマーは、その一部に以下の繰り返し単位が含まれていた。
また、ガスクロマトグラフィーの測定結果から、架橋基の導入率は51%であった。
[Example 7]
(Introduction of cross-linking group)
First, 14.43 g (15.0 mmol in terms of hydroxyl group) of the polymer obtained in Synthesis Example 2 and 2-isocyanatoethyl acrylate (hereinafter also referred to as AOI) are placed in a reaction vessel of an appropriate size equipped with a stirrer and a cooling tube. , Showa Denko KK) 2.12 g (15.0 mmol) and γ-butyl lactone (GBL) 163.80 g were added. Then, the temperature was raised to 120 ° C. with stirring, and the reaction was carried out for 6 hours.
The obtained reaction solution was diluted with acetone to prepare a diluted solution, and then the diluted solution was added dropwise to a mixed solution of water / methanol = 2/1 to precipitate a white solid. The obtained white solid was recovered and vacuum dried at a temperature of 40 ° C. to obtain 12.84 g of a polymer.
When the polymer was GPC-measured, the weight average molecular weight Mw was 84,400, and the degree of polydispersity (weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn) was 2.07.
1 1 H-NMR chart is shown in FIG. From this result, it was confirmed that a cross-linking group was introduced into the polymer. The polymer into which the cross-linking group was introduced contained the following repeating units as a part thereof.
Moreover, from the measurement result of gas chromatography, the introduction rate of the cross-linking group was 51%.

Figure 2021152634
Figure 2021152634

(ネガ型感光性樹脂組成物の調製)
架橋基を導入した重合体(100質量部)と、架橋剤としてポリエチレングリコール#200ジメタクリレート(NKエステル4G、新中村化学工業社製、50質量部)を、ラジカル発生剤としてアデカアークルズNCI−930(株式会社ADEKA社製、商品名、3質量部)を、界面活性剤としてFC4432(0.05質量部)をγ−ブチロラクトン(867質量部)中で混合し、感光性樹脂組成物を調製した。
(Preparation of Negative Photosensitive Resin Composition)
A polymer into which a cross-linking group was introduced (100 parts by mass), polyethylene glycol # 200 dimethacrylate (NK ester 4G, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 50 parts by mass) as a cross-linking agent, and ADEKA ARCLUS NCI- as a radical generator. 930 (manufactured by ADEKA Corporation, trade name, 3 parts by mass) is mixed with FC4432 (0.05 parts by mass) as a surfactant in γ-butyrolactone (867 parts by mass) to prepare a photosensitive resin composition. bottom.

[実施例8]
実施例8においては架橋剤の量を表1に記載された量に代えた以外は、実施例7と同様にして架橋基が導入されたポリマーおよびネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
[Example 8]
In Example 8, a polymer having a cross-linking group introduced therein and a negative photosensitive resin composition were prepared in the same manner as in Example 7, except that the amount of the cross-linking agent was replaced with the amount shown in Table 1.

(フィルムの調製)
実施例1〜8のネガ型感光性樹脂組成物を、シリコンウェハ表面に乾燥後の膜厚が10μmになるようにスピンコートし、120℃3分間のプリベーク後、高圧水銀灯にて600mJ/cmの露光を行い、その後、窒素雰囲気下で170℃120分間ポストベークを行ってフィルムを調製した。
得られたフィルムについて、上記の測定法にて、5%重量減少温度(Td5))線熱膨張率(CTE)、ガラス転移温度(Tg)、引張強度、伸び率及び弾性率、を測定した。結果を表2に示す。
(Preparation of film)
The negative photosensitive resin compositions of Examples 1 to 8 were spin-coated on the surface of a silicon wafer so that the film thickness after drying was 10 μm, prebaked at 120 ° C. for 3 minutes, and then 600 mJ / cm 2 with a high-pressure mercury lamp. After that, a film was prepared by post-baking at 170 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere.
With respect to the obtained film, 5% weight loss temperature (Td5)) linear thermal expansion coefficient (CTE), glass transition temperature (Tg), tensile strength, elongation and elastic modulus were measured by the above-mentioned measuring method. The results are shown in Table 2.

(硬化収縮率)
実施例1〜8で得られたフィルムのプリベーク後の膜厚を膜厚A、ポストベーク後の膜厚を膜厚Bとし、膜厚Aと膜厚Bを下記式に代入して、硬化収縮率を算出した。
硬化収縮率[%]={(膜厚A−膜厚B)/膜厚A}x100
(Curing shrinkage rate)
The film thickness after prebaking of the films obtained in Examples 1 to 8 is defined as the film thickness A, the film thickness after post-baking is defined as the film thickness B, and the film thickness A and the film thickness B are substituted into the following equations to cure shrinkage. The rate was calculated.
Curing shrinkage rate [%] = {(film thickness A-film thickness B) / film thickness A} x100

Figure 2021152634
Figure 2021152634

表2の結果から、本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、溶剤への溶解性に優れたポリイミドを含むことから、寸法安定性に優れた樹脂フィルムを得ることができることが明らかとなった。さらに、本発明のネガ型感光性樹脂組成物によれば、機械的強度に優れた樹脂フィルムを得ることができることが明らかとなった。 From the results in Table 2, it was clarified that the negative photosensitive resin composition of the present invention contains a polyimide having excellent solubility in a solvent, so that a resin film having excellent dimensional stability can be obtained. .. Furthermore, it has been clarified that according to the negative photosensitive resin composition of the present invention, a resin film having excellent mechanical strength can be obtained.

Claims (13)

(A)ポリイミドと、
(B)多官能(メタ)アクリレートを含む架橋剤と、
(C)光重合開始剤と、
を含み、
ポリイミド(A)は下記一般式(1−1)で表される構造単位(a)と下記一般式(1−2)で表される構造単位(b)とを有する化合物を含む、ネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2021152634
Figure 2021152634
(一般式(1−1)中、Qは、2価〜4価の炭素数1〜10の有機基を示し、複数存在するQは同一でも異なっていてもよい。
Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
m1およびm2は、それぞれ独立して1〜3の整数を示す。
Xは単結合、−SO−、−C(=O)−、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1〜5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基を示し、複数存在するXは同一でも異なっていてもよい。
一般式(1−2)中、Yは下記一般式(1a)、下記一般式(1b)および下記一般式(1c)で表される基から選択され、複数存在するYは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2021152634
(一般式(1a)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1b)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1c)中、Zは炭素数1〜5のアルキレン基、2価の芳香族基を示す。
*は結合手を示す。)
(A) Polyimide and
(B) A cross-linking agent containing a polyfunctional (meth) acrylate and
(C) Photopolymerization initiator and
Including
The polyimide (A) contains a compound having a structural unit (a) represented by the following general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2), and is a negative type photosensitive member. Sex resin composition.
Figure 2021152634
Figure 2021152634
(In the general formula (1-1), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of Qs existing may be the same or different.
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a plurality of Rs existing may be the same or different.
m1 and m2 each independently represent an integer of 1 to 3.
X represents a single bond, -SO 2- , -C (= O)-, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A plurality of Xs may be the same or different.
In the general formula (1-2), Y is selected from the groups represented by the following general formula (1a), the following general formula (1b), and the following general formula (1c), and a plurality of Ys existing are the same but different. May be good. )
Figure 2021152634
(In the general formula (1a), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other R 1 there are a plurality of, R 2 to each other is good .R 3 be the same or different where there are a plurality of hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other multiple R 3 groups same However, they may be different. * Indicates a bond.
In the general formula (1b), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 together there are a plurality of, more R 5 each other there may be the same or different. * Indicates a bond.
In the general formula (1c), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and a divalent aromatic group.
* Indicates a bond. )
前記化合物は、さらに下記一般式(1−3)で表される構造単位(c)を有する、請求項1に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2021152634
(一般式(1−3)中、ZおよびZはそれぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のフルオロアルキル基を示す。)
The negative photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the compound further has a structural unit (c) represented by the following general formula (1-3).
Figure 2021152634
(In the general formula (1-3), Z 1 and Z 2 independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, respectively. .)
ポリイミド(A)は下記一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を含む、請求項1または2に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2021152634
(一般式(1)中、Q、R、m1、m2、およびXは一般式(1−1)と同義であり、Yは一般式(1−2)と同義である。)
The negative photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the polyimide (A) contains a compound having a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2021152634
(In the general formula (1), Q, R, m1, m2, and X are synonymous with the general formula (1-1), and Y is synonymous with the general formula (1-2).)
前記化合物は、さらに下記一般式(2)で表される構造単位を有する、請求項3に記載のネガ型感光性樹脂組成物。
Figure 2021152634
(一般式(2)中、Yは一般式(1−2)と同義であり、ZおよびZは一般式(1−3)と同義である。)
The negative photosensitive resin composition according to claim 3, wherein the compound further has a structural unit represented by the following general formula (2).
Figure 2021152634
(In the general formula (2), Y is synonymous with the general formula (1-2), and Z 1 and Z 2 are synonymous with the general formula (1-3).)
前記架橋剤(B)は、多官能(メタ)アクリレートである請求項1〜4のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the cross-linking agent (B) is a polyfunctional (meth) acrylate. 硬化収縮率が12%以下である、請求項1〜5のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物。 The negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the curing shrinkage rate is 12% or less. 下記一般式(1−1)で表される構造単位(a)と下記一般式(1−2)で表される構造単位(b)とを有する化合物を含む、ネガ型感光性ポリマー。
Figure 2021152634
Figure 2021152634
(一般式(1−1)中、Qは、2価〜4価の炭素数1〜10の有機基を示し、複数存在するQは同一でも異なっていてもよい。
Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するRは同一でも異なっていてもよい。
m1およびm2は、それぞれ独立して1〜3の整数を示す。
Xは単結合、−SO−、−C(=O)−、炭素数1〜5の直鎖または分岐のアルキレン基、または炭素数1〜5の直鎖または分岐のフルオロアルキレン基を示し、複数存在するXは同一でも異なっていてもよい。
一般式(1−2)中、Yは下記一般式(1a)、下記一般式(1b)および下記一般式(1c)で表される基から選択され、複数存在するYは同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2021152634
(一般式(1a)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。Rは、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1b)中、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基を示し、複数存在するR同士、複数存在するR同士は同一でも異なっていてもよい。*は結合手を示す。
一般式(1c)中、Zは炭素数1〜5のアルキレン基、2価の芳香族基を示す。
*は結合手を示す。)
A negative photosensitive polymer comprising a compound having a structural unit (a) represented by the following general formula (1-1) and a structural unit (b) represented by the following general formula (1-2).
Figure 2021152634
Figure 2021152634
(In the general formula (1-1), Q represents a divalent to tetravalent organic group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of Qs existing may be the same or different.
R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a plurality of Rs existing may be the same or different.
m1 and m2 each independently represent an integer of 1 to 3.
X represents a single bond, -SO 2- , -C (= O)-, a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a linear or branched fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A plurality of Xs may be the same or different.
In the general formula (1-2), Y is selected from the groups represented by the following general formula (1a), the following general formula (1b), and the following general formula (1c), and a plurality of Ys existing are the same but different. May be good. )
Figure 2021152634
(In the general formula (1a), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other R 1 there are a plurality of, R 2 to each other is good .R 3 be the same or different where there are a plurality of hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, each other multiple R 3 groups same However, they may be different. * Indicates a bond.
In the general formula (1b), R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, R 4 together there are a plurality of, more R 5 each other there may be the same or different. * Indicates a bond.
In the general formula (1c), Z represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and a divalent aromatic group.
* Indicates a bond. )
前記化合物は、さらに下記一般式(1−3)で表される構造単位(c)を有する、請求項7に記載の、ネガ型感光性ポリマー。
Figure 2021152634
(一般式(2)中、ZおよびZはそれぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のアルコキシ基、炭素数1〜3のフルオロアルキル基を示す。)
The negative photosensitive polymer according to claim 7, wherein the compound further has a structural unit (c) represented by the following general formula (1-3).
Figure 2021152634
(In the general formula (2), Z 1 and Z 2 independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)
ポリイミド(A)は下記一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を含む、請求項7〜8のいずれかに記載のネガ型感光性ポリマー。
Figure 2021152634
(一般式(1)中、Q、R、m1、m2、およびXは一般式(1−1)と同義であり、Yは一般式(1−2)と同義である。)
The negative photosensitive polymer according to any one of claims 7 to 8, wherein the polyimide (A) contains a compound having a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2021152634
(In the general formula (1), Q, R, m1, m2, and X are synonymous with the general formula (1-1), and Y is synonymous with the general formula (1-2).)
前記化合物は、さらに下記一般式(2)で表される構造単位を有する、請求項9に記載のネガ型感光性ポリマー。
Figure 2021152634
(一般式(2)中、Yは一般式(1−2)と同義であり、ZおよびZは一般式(1−3)と同義である。)
The negative photosensitive polymer according to claim 9, wherein the compound further has a structural unit represented by the following general formula (2).
Figure 2021152634
(In the general formula (2), Y is synonymous with the general formula (1-2), and Z 1 and Z 2 are synonymous with the general formula (1-3).)
請求項1〜6のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物からなる硬化膜。 A cured film made of a cured product of the negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜6のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂膜を備える半導体装置。 A semiconductor device including a resin film containing a cured product of the negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6. 層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に設けられた、請求項1〜6のいずれかに記載のネガ型感光性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂膜と、
前記樹脂膜中に埋設された再配線と、
を備えることを特徴とする、請求項12に記載の半導体装置。
Interlayer insulating film and
A resin film provided on the interlayer insulating film and containing a cured product of the negative photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 6.
With the rewiring embedded in the resin film,
12. The semiconductor device according to claim 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022270541A1 (en) * 2021-06-25 2022-12-29 住友ベークライト株式会社 Negative photosensitive resin composition, negative photosensitive polymer, cured film, and semiconductor device
WO2023106108A1 (en) * 2021-12-09 2023-06-15 日産化学株式会社 Photosensitive resin composition

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