JP4816176B2 - Photosensitive resin composition, article, and negative pattern forming method - Google Patents

Photosensitive resin composition, article, and negative pattern forming method Download PDF

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Description

本発明は、解像性に優れ、低コストで、高分子前駆体の構造上適用可能な選択肢の範囲が広い感光性樹脂組成物に関し、特に、電磁波によるパターニング工程を経て形成される製品又は部材の材料(例えば、電子部品、光学製品、光学部品の成形材料、層形成材料又は接着剤など)として好適に利用することが出来る高分子前駆体樹脂組成物、及び、当該樹脂組成物を用いて作製した物品に関するものである。
さらには、解像性に優れ、低コストで、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体の構造上適用可能な選択肢の範囲が広い感光性樹脂組成物に関し、特に、電磁波によるパターニング工程を経て形成される製品又は部材の材料(例えば、電子部品、光学製品、光学部品の成形材料、層形成材料又は接着剤など)として好適に利用することが出来るポリイミド又はポリベンゾオキサゾールの前駆体樹脂組成物、及び、当該樹脂組成物を用いて作製した物品に関するものである。
The present invention relates to a photosensitive resin composition having excellent resolution, low cost, and a wide range of options applicable to the structure of a polymer precursor, and in particular, a product or member formed through a patterning step using electromagnetic waves. A polymer precursor resin composition that can be suitably used as a material (for example, an electronic component, an optical product, a molding material of an optical component, a layer forming material, or an adhesive), and the resin composition It relates to the manufactured article.
Furthermore, the present invention relates to a photosensitive resin composition having excellent resolution, low cost, and a wide range of options applicable to the structure of a polyimide precursor or polybenzoxazole precursor, and is particularly formed through a patterning process using electromagnetic waves. A precursor resin composition of polyimide or polybenzoxazole which can be suitably used as a material of a product or member (for example, an electronic component, an optical product, a molding material of an optical component, a layer forming material or an adhesive), and The present invention relates to an article produced using the resin composition.

高分子材料は、加工が容易、軽量などの特性から身の回りのさまざまな製品に用いられている。1955年に米国デュポン社で開発されたポリイミドは、耐熱性に優れることから航空宇宙分野などへの適用が検討されるなど、開発が進められてきた。以後、多くの研究者によって詳細な検討がなされ、耐熱性、寸法安定性、絶縁特性といった性能が有機物の中でもトップクラスの性能を示すことが明らかとなり、航空宇宙分野にとどまらず、電子部品の絶縁材料等への適用が進められた。現在では、半導体素子の中のチップコーティング膜や、フレキシブルプリント配線板の基材などとしてさかんに利用されてきている。
また、近年、ポリイミドの有する課題を解決する為に、類似の加工工程を適用され、低吸水性で低誘電率を示すポリベンゾオキサゾールや、基板との密着性に優れるポリベンゾイミダゾール等も精力的に研究されている。
Polymer materials are used in various products around us because of their easy processing and light weight. The polyimide developed by DuPont in 1955 in the United States has been under development because it has excellent heat resistance and its application to the aerospace field has been studied. Since then, detailed research has been conducted by many researchers, and it has become clear that performance such as heat resistance, dimensional stability, and insulation properties are among the highest in organic materials. Application to materials was promoted. At present, it has been used extensively as a chip coating film in a semiconductor element or as a base material for a flexible printed wiring board.
In recent years, in order to solve the problems of polyimide, similar processing steps have been applied, and polybenzoxazole, which exhibits low water absorption and low dielectric constant, and polybenzimidazole, which has excellent adhesion to the substrate, are also energetic. Has been studied.

ポリイミドは、ジアミンと酸二無水物から合成される高分子である。ジアミンと酸二無水物を溶液中で反応させることで、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸(ポリアミック酸)となり、その後、脱水閉環反応を経てポリイミドとなる。一般に、ポリイミドは溶媒への溶解性に乏しく加工が困難なため、前駆体の状態で所望の形状にし、その後、加熱を行うことでポリイミドとする場合が多い。ポリイミド前駆体は熱や水に対し不安定な場合が多く、保存安定性がよくない。この点を考慮し、分子構造に溶解性に優れた骨格を導入し、ポリイミドとした後に溶媒に溶解して成形又は塗布できるように改良が施されたポリイミドも開発されたが、これを用いる場合には前駆体方式に比べ耐薬品性や、基板との密着性に劣る傾向にある。そのため、目的に応じて前駆体を用いる方式と溶媒溶解性ポリイミドを用いる方式とが使い分けられている。   Polyimide is a polymer synthesized from diamine and acid dianhydride. By reacting diamine and acid dianhydride in a solution, it becomes polyamic acid (polyamic acid) which is a precursor of polyimide, and then becomes a polyimide through a dehydration ring closure reaction. In general, since polyimide has poor solubility in a solvent and is difficult to process, it is often made into a polyimide by making it into a desired shape in a precursor state and then heating. Polyimide precursors are often unstable with respect to heat and water and have poor storage stability. In consideration of this point, a polyimide that has been improved so that it can be molded or applied by dissolving in a solvent after introducing a skeleton with excellent solubility in the molecular structure and making it into a polyimide is used. There is a tendency that the chemical resistance and the adhesion to the substrate are inferior to those of the precursor system. Therefore, a method using a precursor and a method using solvent-soluble polyimide are properly used depending on the purpose.

また、技術の進歩に従いポリイミドを所望の形状にパターニングしたいとの要求も出てきた。その為、紫外線等の電磁波を用い、露光・現像等のプロセスを通してパターン形成できるポリイミドも開発された。ポリイミドをパターニングするためには、いくつかの手法が提案されている。
その一つがポリイミド前駆体の状態で露光と現像によるパターニングを行い、その後、熱処理等によりイミド化を行ってポリイミドのパターンを得る方法である。もう一つは、それ自体は感光性を持たないポリイミド自身の上に有機物や金属等でレジストパターンを形成し、その開口部をヒドラジン、無機アルカリ、有機アルカリ等の溶液や有機極性溶媒、またはそれらの混合物で処理して分解又は溶出させることにより、パターンを得る方法である。
前者は、溶媒溶解性に優れる前駆体を用いることで加工特性に優れ、後者は、高温の熱処理等が必要とされるイミド化のプロセスをパターン形成後に行う必要が無いという利点があり、それぞれの用途に応じて使い分けられている。
In addition, there has been a demand for patterning polyimide into a desired shape as technology advances. For this reason, polyimide has also been developed that uses electromagnetic waves such as ultraviolet rays to form patterns through processes such as exposure and development. Several methods have been proposed for patterning polyimide.
One of them is a method of obtaining a polyimide pattern by performing patterning by exposure and development in the state of a polyimide precursor, and then imidizing by heat treatment or the like. The other is that a resist pattern is formed of organic matter, metal, etc. on polyimide itself which is not photosensitive itself, and the opening is formed by a solution of hydrazine, inorganic alkali, organic alkali, etc. or an organic polar solvent, or those The pattern is obtained by treating with a mixture of
The former is superior in processing characteristics by using a precursor excellent in solvent solubility, and the latter has an advantage that it is not necessary to perform an imidization process that requires high-temperature heat treatment after pattern formation. It is properly used according to the purpose.

20世紀後半から目覚しい発展を遂げてきた半導体分野において、現在、主に前駆体を利用するタイプのパターニング可能なポリイミドが用いられている。それは、シリコンウェハ上にポリイミドを形成するため、イミド化に必要な300℃〜400℃という高温の熱処理にも基板が耐えられることが、その理由の一つとして挙げられる。
前駆体を利用するタイプのポリイミドをパターニングする手段としても、種々の手法が提案されている。その代表的な手法は、以下の2つに大別される。
(1) ポリイミド前駆体自身にはパターニング能力がなく、感光性樹脂層をその表面に形成し、その感光性樹脂のパターンによってポリイミド前駆体がパターニングされる手法。
(2) ポリイミド前駆体自身に感光性部位を結合や配位させて導入し、その作用によりパターン形成する手法、または、ポリイミド前駆体に感光性成分を混合し樹脂組成物とし、その感光性成分の作用でパターン形成する手法。さらには、感光性部位の導入と感光性成分の混合の両方を組み合わせた手法。
In the semiconductor field, which has achieved remarkable development since the latter half of the 20th century, patternable polyimides of the type mainly utilizing precursors are currently used. One reason for this is that since the polyimide is formed on the silicon wafer, the substrate can withstand a high-temperature heat treatment of 300 ° C. to 400 ° C. necessary for imidization.
Various methods have also been proposed as means for patterning a type of polyimide that uses a precursor. The typical method is roughly classified into the following two.
(1) A method in which a polyimide precursor itself does not have a patterning capability, a photosensitive resin layer is formed on the surface, and the polyimide precursor is patterned by the pattern of the photosensitive resin.
(2) A method in which a photosensitive site is bonded or coordinated to the polyimide precursor itself and introduced, and a pattern is formed by the action, or a photosensitive component is mixed with the polyimide precursor to form a resin composition, and the photosensitive component A method of pattern formation by the action of. Furthermore, it is a technique that combines the introduction of photosensitive sites and the mixing of photosensitive components.

上記(1)のグループに属する手法の代表的なものとして、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸がアルカリ溶液に可溶であることを利用し、その塗膜上にアルカリ現像可能なレジストを塗布し、所望の形状に電磁波を照射後、レジストの現像と同時に、現像によって現れたレジストの開口部から露出したポリアミック酸も現像液に溶出させパターンを形成した後、ポリアミック酸が不溶なアセトン等の有機溶媒で表面のレジスト層を剥離し、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得るものがある。   As a representative method belonging to the group (1) above, utilizing the fact that the polyamic acid that is a polyimide precursor is soluble in an alkaline solution, a resist capable of alkali development is applied on the coating film, After irradiating the electromagnetic wave in the desired shape, simultaneously with developing the resist, the polyamic acid exposed from the opening of the resist appearing in the development is also eluted into the developer to form a pattern, and then an organic solvent such as acetone insoluble in the polyamic acid The surface resist layer is peeled off, followed by imidization to obtain a polyimide pattern.

一方、上記(2)のグループに属する手法の代表的なものとして:
(a) ポリイミド前駆体のポリアミック酸に、電磁波の露光前は溶解抑止剤として作用し、露光後は、カルボン酸を生成し溶解促進剤となる、ナフトキノンジアジド誘導体を混合し、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後、イミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法;特開昭52一13315
(b) ポリイミド前駆体のポリアミック酸に、電磁波の露光により塩基性物質となるジヒドロピリジン誘導体等の化合物を混合し、露光後に、適度な温度で加熱することにより、露光部に発生した塩基性物質の作用で露光部の現像液に対する溶解性が向上し、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでポジ型のパターン形成を行い、その後、完全にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法(特許文献1);
On the other hand, as representative methods belonging to the group (2) above:
(A) The polyamic acid of the polyimide precursor is mixed with a naphthoquinonediazide derivative that acts as a dissolution inhibitor before exposure to electromagnetic waves and generates a carboxylic acid and serves as a dissolution accelerator after exposure. A method for forming a pattern by increasing the contrast of the dissolution rate of the part with respect to the developer and then imidizing to obtain a polyimide pattern;
(B) The polyamic acid of the polyimide precursor is mixed with a compound such as a dihydropyridine derivative that becomes a basic substance by exposure to electromagnetic waves, and after exposure, the basic substance generated in the exposed portion is heated at an appropriate temperature. The solubility of the exposed area in the developer is improved by the action, and a positive pattern is formed by increasing the contrast of the dissolution rate between the exposed area and the unexposed area of the developer, and then completely imidized. Technique for obtaining a polyimide pattern (Patent Document 1);

(c) ポリイミド前駆体としてラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する骨格を結合させたものを用い、そこに光ラジカル発生剤を混合することで露光部に架橋構造を形成して現像液に対する溶解性を低下させ、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後、イミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法(特許文献2);
(d) ポリイミド前駆体のポリアミック酸と塩基性部位を有するラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物を混合することで、両者をイオン結合させ、そこに増感剤を混合することで露光部にラジカル対を形成して現像液に対する溶解性を低下させ、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後、イミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法(特許文献3);
及び、
(e) ポリイミド前駆体のポリアミック酸に、光酸(または光塩基)発生剤と架橋剤を混合し、露光後、加熱することで露光によって発生した酸(または塩基)の作用によって架橋を進行させ、現像液に対する溶解性を低下させることで、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくしてパターン形成を行い、その後、イミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法、
(f)ポリイミド前駆体のポリイソイミドに、光塩基発生剤としてo−ニトロベンジルカルバメートを混合し、露光後、加熱することで露光によって発生した塩基の作用によってポリイソイミドからポリイミドへの異性化を進行させることで、有機溶剤に対する溶解速度のコントラストを大きくしてパターンを得る方法(特許文献4):
などが提案されている。
(C) A polyimide precursor having a radically polymerizable skeleton having an ethylenically unsaturated bond bonded thereto is mixed with a photoradical generator to form a cross-linked structure in the exposed area, thereby developing the solution. A technique for forming a pattern by reducing solubility and increasing the contrast of the dissolution rate of the exposed area and unexposed area to the developer, followed by imidization to obtain a polyimide pattern (Patent Document 2);
(D) The polyimide precursor polyamic acid and the compound having a radically polymerizable ethylenically unsaturated bond having a basic site are mixed to form an ion bond between the two, and the sensitizer is mixed therewith for exposure. A radical pair is formed in the part to reduce the solubility in the developer, and the pattern is formed by increasing the contrast of the dissolution rate in the developer between the exposed part and the unexposed part. (Patent document 3);
as well as,
(E) The polyamic acid of the polyimide precursor is mixed with a photoacid (or photobase) generator and a crosslinking agent, and after exposure, heating is performed to advance crosslinking by the action of the acid (or base) generated by exposure. , By reducing the solubility in the developer, to increase the contrast of the dissolution rate of the exposed portion and unexposed portion with respect to the developer to form a pattern, then imidize to obtain a polyimide pattern,
(F) The polyisoimide of the polyimide precursor is mixed with o-nitrobenzyl carbamate as a photobase generator, and after the exposure, the isomerization from the polyisoimide to the polyimide is advanced by the action of the base generated by the exposure by heating. And a method of obtaining a pattern by increasing the contrast of the dissolution rate with respect to the organic solvent (Patent Document 4):
Etc. have been proposed.

上記(1)のグループに属する手法は、プロセスが煩雑になるものの、用いるポリイミド前駆体の組成の自由度が大きく、また、感光性成分等を混合していないため最終的なポリイミドにはポリイミド以外の不純物を含まず、信頼性が高いという特徴がある。
一方、(2)のグループに属する手法では、ポリイミド前駆体(または、ポリイミド前駆体樹脂組成物)自身がパターン形成能を有するため、(1)のグループで用いたようなレジスト層が必要なく、プロセスが大幅に簡便になるという特徴があるが、ポリイミド前駆体自身が露光波長を十分に透過しないと、感光性成分に電磁波が届かず、感度の低下やパターンが形成できない等の問題が発生するため、露光波長に対し透過率の高い分子骨格を選ぶ必要がある。
Although the method belonging to the group (1) has a complicated process, the degree of freedom of the composition of the polyimide precursor to be used is large, and since the photosensitive component is not mixed, the final polyimide is other than polyimide. It is characterized by high reliability with no impurities.
On the other hand, in the method belonging to the group (2), since the polyimide precursor (or polyimide precursor resin composition) itself has a pattern forming ability, a resist layer as used in the group (1) is not necessary. Although the process is greatly simplified, if the polyimide precursor itself does not sufficiently transmit the exposure wavelength, electromagnetic waves do not reach the photosensitive component, causing problems such as reduced sensitivity and pattern formation. Therefore, it is necessary to select a molecular skeleton having a high transmittance with respect to the exposure wavelength.

特許文献4に示した手法は、ポリイミド前駆体として有機溶媒にのみ可溶なポリイソイミドを用いており、パターン形成の際の現像は、シクロヘキサンの様な有機溶媒で行うことが必要である。この特許文献4には、高分子前駆体であるポリイソイミドに関し、「上記(化4)にて示されるイソイミド単位以外には、イミド単位を60モル%以下、さらには20モル%以下の範囲で含有させることができる。なお、アミック酸単位も残存膜厚率の著しい低下を起こさない範囲で含有させることができる。」(段落0018)と記載され、現像処理に用いる現像液に関し、「・・有機溶剤、もしくは水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの無機アルカリ性水溶液、またはプロピルアミン、ブチルアミン、モノエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、コリンなどの有機アルカリ性水溶液を単独もしくは二種類以上混合して用いることができる。」(段落0041)と記載されている。
ポリイソイミドがアミック酸単位を多量に含む場合には、アルカリ性水溶液による現像が可能なのかもしれない。しかし特許文献4は、アミック酸単位を残存膜厚率の著しい低下を起こさない範囲で含有させることができることを記載しているだけであり、この記載によればアミック酸単位の含有量は極めて少ない範囲に限定されるから、アルカリ性水溶液による現像が可能となるようなアミック酸単位の含有量を許容しているとは考え難い。特許文献4は、アミック酸単位以外には、アルカリ性水溶液現像性を付与できるような繰り返し単位について記載されていない。
The technique shown in Patent Document 4 uses a polyisoimide that is soluble only in an organic solvent as a polyimide precursor, and development during pattern formation must be performed in an organic solvent such as cyclohexane. This Patent Document 4 relates to a polyisoimide as a polymer precursor, “in addition to the isoimide unit represented by the above (Chemical Formula 4), an imide unit is contained in a range of 60 mol% or less, and further 20 mol% or less. Note that the amic acid unit can also be contained in a range that does not cause a significant decrease in the residual film thickness ratio ”(paragraph 0018). A solvent or an inorganic alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, or an organic alkaline aqueous solution such as propylamine, butylamine, monoethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, choline, or a mixture of two or more of them may be used. Is possible "(paragraph 0041).
If the polyisoimide contains a large amount of amic acid units, development with an alkaline aqueous solution may be possible. However, Patent Document 4 merely describes that an amic acid unit can be contained in a range that does not cause a significant decrease in the remaining film thickness ratio. According to this description, the content of the amic acid unit is extremely small. Since it is limited to the range, it is difficult to think that the content of the amic acid unit that allows development with an alkaline aqueous solution is allowed. Patent Document 4 does not describe a repeating unit capable of imparting alkaline aqueous solution developability other than an amic acid unit.

また、特許文献4の実施例には、アルカリ性水溶液で現像した例は存在しない。特許文献4の実施例に記載されたポリイソイミドの合成条件だけでは、該ポリイソイミド中のアミック酸単位の含有量を推測することは不可能であるし、該実施例では有機溶剤現像を行っているから、アルカリ水溶液による現像の可能性を推測することもできない。
すなわち、特許文献4には、光塩基発生剤としてニトロベンジルカルバメートを組み合わせたときにアルカリ性水溶液現像が可能なポリイソイミドは記載されていないし、該アシルオキシムエステルを組み合わせたときにアルカリ性水溶液現像が可能なポリイソイミドを得ることを可能とする手段も記載されていない。
Moreover, in the Example of patent document 4, the example developed with alkaline aqueous solution does not exist. It is impossible to estimate the content of the amic acid unit in the polyisoimide only by the polyisoimide synthesis conditions described in the examples of Patent Document 4, and organic solvent development is performed in the examples. Further, the possibility of development with an aqueous alkali solution cannot be estimated.
That is, Patent Document 4 does not describe a polyisoimide that can be developed in an alkaline aqueous solution when combined with nitrobenzyl carbamate as a photobase generator, and a polyisoimide that can be developed in an alkaline aqueous solution when combined with the acyloxime ester. There is also no description of the means by which it is possible to obtain

一方で、特許文献4には、比較例として、ポリアミック酸をポリイソイミドの代わりに用いた例が開示されているが、比較例でも有機溶剤現像を行っているだけである。しかも、該比較例には、「しかしながら、現像中に未露光部分と共に露光部分も一部溶解してしまい、良好なネガ型パターンを得ることができなかった。」と、パターンを形成することが不成功に終わったことが記載されている。これらの記載だけでは、ポリアミック酸と組み合わせて光塩基発生剤としてニトロベンジルカルバメートのような光塩基発生剤を用いたときの、アルカリ性水溶液による現像可能性を推測することはできない。   On the other hand, Patent Document 4 discloses, as a comparative example, an example in which a polyamic acid is used in place of polyisoimide, but the comparative example only performs organic solvent development. In addition, in the comparative example, a pattern can be formed as follows: “However, the exposed portion is partially dissolved together with the unexposed portion during development, and a good negative pattern cannot be obtained.” It states that it was unsuccessful. These descriptions alone cannot predict the developability with an alkaline aqueous solution when a photobase generator such as nitrobenzyl carbamate is used as a photobase generator in combination with a polyamic acid.

電磁波を吸収することで本来、中性の化合物が塩基性に変化する光塩基発生剤は、主に、エポキシ樹脂の光硬化の用途に対して適用されてきた。光塩基発生剤より生成した塩基の作用によりエポキシ基の開環重合が開始され、分子量が増大したり架橋構造となったりすることで、耐溶剤性や耐熱性、表面硬度を向上させる目的で用いられるものである。
そのような目的の為、種々の塩基発生剤が提案されてきた。オキシムエステルを光塩基発生材として用いた、エポキシ樹脂の光硬化反応は既に報告されている(Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.15 2002 145-152)。
オキシムエステルは、以下のような反応機構により本来中性である化合物が塩基性を示すものと考えられており、電磁波の吸収によりオキシムエステル部位の窒素と酸素の間の共有結合が解裂し、脱炭酸反応を伴い1級アミンを生成する反応機構が提案されている。
Originally, a photobase generator in which a neutral compound changes to basic by absorbing electromagnetic waves has been mainly applied to the photo-curing use of epoxy resins. Used for the purpose of improving solvent resistance, heat resistance, and surface hardness by ring-opening polymerization of an epoxy group by the action of a base generated from a photobase generator, resulting in an increase in molecular weight or a crosslinked structure. It is
For such purposes, various base generators have been proposed. The photocuring reaction of epoxy resin using oxime ester as a photobase generator has already been reported (Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.15 2002 145-152).
The oxime ester is considered to be basic in its neutrality by the following reaction mechanism, and the covalent bond between nitrogen and oxygen at the oxime ester site is broken by the absorption of electromagnetic waves, A reaction mechanism for producing a primary amine with a decarboxylation reaction has been proposed.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

近年、環境への問題、廃液処理費用の問題、永久膜としての要求物性などから、塩基性水溶液現像が可能で、且つ、ネガ型の高感度で安価な感光性樹脂組成物が必要とされている。しかしながら、以上のように、感光性樹脂組成物、特に感光性ポリイミドは、有機溶剤現像のものが多く、塩基性水溶液現像が可能な感光性樹脂組成物は限られており、高性能な塩基性水溶液現像可能な感光性樹脂組成物が求められてきた。   In recent years, there has been a need for a photosensitive resin composition that is capable of developing a basic aqueous solution and that is negatively sensitive and inexpensive because of environmental problems, waste liquid processing costs, and required physical properties as a permanent film. Yes. However, as described above, photosensitive resin compositions, particularly photosensitive polyimides, are mostly developed by organic solvent development, and there are limited photosensitive resin compositions that can be developed with basic aqueous solutions. There has been a demand for a photosensitive resin composition that can be developed in an aqueous solution.

特開平6−43648号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-43648 特開昭61−293204公報JP 61-293204 A 特公昭59−52822公報Japanese Examined Patent Publication No.59-52822 特開平8−95246公報JP-A-8-95246

本発明は、上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、その目的は、塩基性水溶液に可溶な高分子前駆体を用い、塩基性水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物を提供するものである。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a photosensitive resin composition that can be developed with a basic aqueous solution using a polymer precursor that is soluble in the basic aqueous solution. It is.

本発明に係る塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物は、電磁波の吸収に伴う分子内の共有結合の解裂反応により塩基性物質を生成する分子内解裂反応化合物(A)からなる光塩基発生剤と、塩基性水溶液に可溶なポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を含有し、前記分子内解裂反応化合物(A)は下記式(1”)で表わされる構造を含む分子内解裂反応部位(a)を有していることを特徴とする。 The photosensitive resin composition for developing a basic aqueous solution according to the present invention is a photobase comprising an intramolecular cleavage reaction compound (A) that generates a basic substance by a cleavage reaction of a covalent bond in a molecule accompanying absorption of electromagnetic waves. An intramolecular solution containing a generator and a polyimide precursor or polybenzoxazole precursor soluble in a basic aqueous solution, wherein the intramolecular cleavage reaction compound (A) has a structure represented by the following formula (1 ″) It has a cleavage reaction site (a).

Figure 0004816176
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
上記分子内開裂反応化合物(A)は、電磁波を吸収すると分子内の共有結合が切断され、各種転移反応の結果、塩基性物質を発生させるので、塩基性物質の触媒作用によって最終生成物への反応が促進されるポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体に対して、非常に有効な感光性成分として作用する。従って、本発明によれば、塩基性物質の触媒作用によって、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体の最終生成物への反応が促進されるために、塩基性物質と共存するポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体と、塩基性物質と共存しないポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体との間に反応温度や溶解性等に差が生じる。本発明ではこの塩基性物質の有無による差を利用して、塩基性水溶液に可溶なポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応を促進させた状態で、例えば加熱により溶解性を低く変化させることにより、塩基性水溶液による現像が可能になる。
また、本発明において塩基性物質を発生させる当該分子内開裂反応化合物(A)の分子内解裂反応部位(a)に含まれる化学結合は全て共有結合であるから、分子内解裂反応部位が酸と塩基とのイオン結合を有する塩の構造を含む場合とは異なり、感光性樹脂組成物中にさらに別の塩を配合する場合でもイオン交換を起こさない。それゆえ、当該分子内開裂反応化合物(A)の塩基性物質を発生させる能力は、組み合わされる他の成分の影響による低下を起こしにくく、当該分子内開裂反応化合物(A)を用いる感光性樹脂組成物は、処方設計の自由度が高い。
本発明の感光性樹脂組成物に用いられるポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体としては、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進される化合物、中でも、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進され、且つ加熱により塩基性水溶液への溶解性が低く変化する化合物が好適に用いられる。
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, the two are bonded to form a cyclic structure. Is also good.)
When the intramolecular cleavage reaction compound (A) absorbs electromagnetic waves, the covalent bond in the molecule is cleaved, and a basic substance is generated as a result of various transfer reactions. It acts as a very effective photosensitive component for the polyimide precursor or polybenzoxazole precursor whose reaction is accelerated. Therefore, according to the present invention, since the reaction of the polyimide precursor or polybenzoxazole precursor to the final product is promoted by the catalytic action of the basic substance, the polyimide precursor or polysiloxane coexisting with the basic substance is used. A difference occurs in reaction temperature, solubility, and the like between the benzoxazole precursor and the polyimide precursor or polybenzoxazole precursor that does not coexist with the basic substance. In the present invention, a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor that is soluble in a basic aqueous solution is promoted to react with the final product by the action of the basic substance by utilizing the difference due to the presence or absence of the basic substance. In the state, for example, by changing the solubility low by heating, development with a basic aqueous solution becomes possible.
In the present invention, all the chemical bonds contained in the intramolecular cleavage reaction site (a) of the intramolecular cleavage reaction compound (A) that generates a basic substance are all covalent bonds. Unlike the case of including a salt structure having an ionic bond between an acid and a base, ion exchange does not occur even when another salt is added to the photosensitive resin composition. Therefore, the ability of the intramolecular cleavage reaction compound (A) to generate a basic substance is unlikely to decrease due to the influence of other components to be combined, and the photosensitive resin composition using the intramolecular cleavage reaction compound (A). Goods have a high degree of freedom in prescription design.
The polyimide precursor or polybenzoxazole precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention is a compound that itself accelerates the reaction to the final product by the action of a basic substance, among which, itself is a base. A compound in which the reaction to the final product is promoted by the action of the active substance and the solubility in a basic aqueous solution changes with heating is preferably used.

上記分子内開裂反応化合物(A)の一つとして、下記式(1)で表される化合物(A1)を用いることができる。   As one of the intramolecular cleavage reaction compounds (A), a compound (A1) represented by the following formula (1) can be used.

Figure 0004816176
(式中、R1およびR2は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。R3およびR4は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, they are bonded to form a cyclic structure. R3 and R4 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and they may be the same or different, and they may be combined to form a cyclic structure. good.)

主にパターニングに用いられる高圧水銀ランプからの発光を、より効率的に利用する為には、300nmより大きい領域に吸収を持たせることが効果的である。そのようにして高感度を達成する点から、前記式(1)で表される化合物(A1)のR1またはR2のうち少なくとも1つが、芳香族基であることが好ましい。この場合の芳香族基とは、環状不飽和有機化合物基のことを言い、R1またはR2に芳香族基が置換している状態というのは、環状不飽和有機化合物が直接共有結合でR1またはR2が結合している炭素に結合している状態のことを言う。
この場合、環状不飽和有機化合物とは、複素芳香族化合物も含む。
In order to use light emitted from a high-pressure mercury lamp mainly used for patterning more efficiently, it is effective to provide absorption in a region larger than 300 nm. Thus, it is preferable that at least one of R1 or R2 of the compound (A1) represented by the formula (1) is an aromatic group from the viewpoint of achieving high sensitivity. In this case, the aromatic group means a cyclic unsaturated organic compound group, and the state in which the aromatic group is substituted for R1 or R2 means that the cyclic unsaturated organic compound is directly covalently bonded to R1 or R2. The state of being bound to the carbon to which is bound.
In this case, the cyclic unsaturated organic compound includes a heteroaromatic compound.

上記式(1)で表される化合物(A1)においては、R3及びR4のうち少なくとも1つの、窒素原子と結合している末端原子は、SP3軌道を有する炭素原子であることが高感度を達成する点から、さらには、露光部未露光部の溶解性コントラストを大きくする観点から好ましく、R3及びR4が2つとも、そうであることがさらに好ましい。   In the compound (A1) represented by the formula (1), at least one of R3 and R4, the terminal atom bonded to the nitrogen atom, is a carbon atom having SP3 orbital to achieve high sensitivity. In view of the above, it is further preferable from the viewpoint of increasing the solubility contrast of the unexposed portion of the exposed portion, and it is more preferable that both R3 and R4 are so.

上記式(1)で表される化合物(A1)においては、R3、及びR4のうち少なくとも1つが、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基、及び、環状脂肪族炭化水素基よりなる群から選択される1種以上の脂肪族炭化水素基であることが高感度を達成する点からさらには、露光部未露光部の溶解性コントラストを大きくする観点から好ましく、R3及びR4が2つとも、そうであることがさらに好ましい。   In the compound (A1) represented by the above formula (1), at least one of R3 and R4 is a linear aliphatic hydrocarbon group, a branched aliphatic hydrocarbon group, and a cyclic aliphatic hydrocarbon group. From the viewpoint of achieving high sensitivity, one or more aliphatic hydrocarbon groups selected from the group consisting of R3 and R4 are preferably 2 from the viewpoint of increasing the solubility contrast of the unexposed areas. In any case, it is even more preferable.

上記式(1)で表される化合物(A1)においては、さらに、R3、及びR4が連結して、ウレタン結合構造の窒素と共に環状構造を形成する炭化水素基であることが、高感度を達成する点から、さらには、露光部未露光部の溶解性コントラストを大きくする観点から好ましい。   In the compound (A1) represented by the above formula (1), R3 and R4 are further connected to form a cyclic structure together with nitrogen of the urethane bond structure, thereby achieving high sensitivity. Furthermore, it is preferable from the viewpoint of increasing the solubility contrast of the unexposed area of the exposed area.

上記のような場合には、電磁波の照射により発生する塩基性物質の塩基性が強くなり、触媒作用が大きくなる為、より少量の塩基性物質の量で高分子前駆体の現像液に対する溶解性の差を創出しやすくなる。つまりは、本発明の電磁波の吸収に伴う分子内解裂反応により、塩基性物質を生成する中性の化合物自身の感度が低い場合でも、発生した塩基性物質の触媒効果が大きい為、見た目の感度は向上し、高感度の感光性樹脂組成物を得ることが可能になる。   In such a case, the basicity of the basic substance generated by the irradiation of electromagnetic waves becomes stronger and the catalytic action becomes larger, so the solubility of the polymer precursor in the developer with a smaller amount of the basic substance. It becomes easy to create the difference. In other words, due to the intramolecular cleavage reaction accompanying the absorption of electromagnetic waves of the present invention, even when the sensitivity of the neutral compound itself that generates the basic substance is low, the generated basic substance has a large catalytic effect. Sensitivity is improved and a highly sensitive photosensitive resin composition can be obtained.

一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長は、436nm、405nm、365nmであり、KrFレーザーの波長は248nmであることから、前記分子内開裂反応化合物(A)は、436nm、405nm、365nm、248nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することが好ましい。さらには、本発明に用いられる高分子前駆体は、400nm以下の波長領域に吸収を有する場合が多い為、436nm、405nmのいずれかの波長に対して吸収を有するものであることがさらに好ましい。   Since the wavelength of a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, is 436 nm, 405 nm, 365 nm, and the wavelength of the KrF laser is 248 nm, the intramolecular cleavage reaction compound (A) is 436 nm, 405 nm, 365 nm, 248 nm. It is preferable to have absorption in at least one wavelength among the electromagnetic waves having a wavelength of. Furthermore, since the polymer precursor used in the present invention often has absorption in a wavelength region of 400 nm or less, it is more preferable that the polymer precursor has absorption with respect to any wavelength of 436 nm or 405 nm.

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

発明によれば、従来、露光部と未露光部の間で溶解性のコントラストを取りにくかったポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体についても、溶解阻害剤、溶解抑制剤の適用なしで良好なパターン形状を得ることができる。 According to the present invention, a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, which has conventionally had difficulty in obtaining a solubility contrast between an exposed area and an unexposed area, can be obtained without application of a dissolution inhibitor or a dissolution inhibitor. A pattern shape can be obtained.

さらに本発明は、上記感光性樹脂組成物を用いるネガ型パターン形成方法を提供するものでもある。本発明に係るネガ型パターン形成方法は、上記感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射し、必要に応じて後処理(通常は、加熱処理)を行って前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の塩基性水溶液に対する溶解性を選択的に低下させた後、塩基性水溶液を用いて現像することを特徴とする。
上記ネガ型パターン形成方法においては、塩基性水溶液に可溶な高分子前駆体と組み合わせて、光塩基発生剤として上記分子内開裂反応化合物(A)を用いることにより、感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面を現像液から保護するためのレジスト膜を用いずに、塩基性水溶液による現像を行うネガ型パターン形成が可能である。
Furthermore, this invention also provides the negative pattern formation method using the said photosensitive resin composition. The negative pattern forming method according to the present invention irradiates the surface of a coating film or molded body made of the photosensitive resin composition with an electromagnetic wave in a predetermined pattern, and performs post-treatment (usually heat treatment) as necessary. ) To selectively lower the solubility of the coating film or molded body in the electromagnetic wave irradiation site in the basic aqueous solution, and then developing using the basic aqueous solution.
In the negative pattern forming method, a photosensitive resin composition is formed by using the intramolecular cleavage reaction compound (A) as a photobase generator in combination with a polymer precursor soluble in a basic aqueous solution. Without using a resist film for protecting the surface of the coating film or molded body from the developer, it is possible to form a negative pattern in which development is performed with a basic aqueous solution.

以上に述べたように、本発明によれば、高分子前駆体に、上記分子内解裂反応化合物(A)を混合するという簡便な手法で、塩基性水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物を調製し用いることができる。
また、本発明に係る感光性樹脂組成物は、上記分子内解裂反応化合物(A)、特に上記式(1)で表される化合物(A1)が光塩基発生剤として機能することで、多種多様な高分子前駆体を組み合わせて用いることができ、最終的に得られる高分子の構造を広範囲から選択することができる。
具体的には、本発明に係る感光性樹脂組成物は、高分子前駆体として、種々の用途へ応用展開されているポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を適用することで、より幅広い用途に適用可能な感光性ポリイミド樹脂組成物又は感光性ポリベンゾオキサゾール樹脂組成物として利用できる。
As described above, according to the present invention, a photosensitive resin composition that can be developed with a basic aqueous solution by a simple technique of mixing the intramolecular cleavage reaction compound (A) with a polymer precursor. Can be prepared and used.
In addition, the photosensitive resin composition according to the present invention has various intramolecular cleavage reaction compounds (A), in particular, the compound (A1) represented by the above formula (1) functions as a photobase generator. Various polymer precursors can be used in combination, and the polymer structure finally obtained can be selected from a wide range.
Specifically, the photosensitive resin composition according to the present invention can be used in a wider range of applications by applying a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor that has been applied to various applications as a polymer precursor. It can utilize as an applicable photosensitive polyimide resin composition or photosensitive polybenzoxazole resin composition.

本発明において塩基性物質を発生させる当該分子内開裂反応化合物(A)の分子内解裂反応部位(a)に含まれる化学結合は全て共有結合であるから、分子内解裂反応部位が酸と塩基とのイオン結合を有する塩の構造を含む場合とは異なり、感光性樹脂組成物中にさらに別の塩を配合する場合でもイオン交換を起こさない。それゆえ、当該分子内開裂反応化合物(A)の塩基性物質を発生させる能力は、組み合わされる他の成分の影響による低下を起こしにくく、当該分子内開裂反応化合物(A)を用いる感光性樹脂組成物は、処方設計の自由度が高い。   In the present invention, since all the chemical bonds contained in the intramolecular cleavage reaction site (a) of the intramolecular cleavage reaction compound (A) that generates a basic substance are covalent bonds, the intramolecular cleavage reaction site is an acid. Unlike the case of including a salt structure having an ionic bond with a base, ion exchange does not occur even when another salt is added to the photosensitive resin composition. Therefore, the ability of the intramolecular cleavage reaction compound (A) to generate a basic substance is unlikely to decrease due to the influence of other components to be combined, and the photosensitive resin composition using the intramolecular cleavage reaction compound (A). Goods have a high degree of freedom in prescription design.

また、上記本発明に係る感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に電磁波を照射して、照射部位を選択的に難溶化させた後、当該感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面を現像液から保護するためのレジスト膜を用いずに、塩基性水溶液による現像を行うネガ型パターン形成が可能である。この方法は、パターン形成のプロセスが簡素であり、且つ、自然環境に対する負荷や労働衛生上の悪影響が小さい。   In addition, after the surface of the coating film or molded body made of the photosensitive resin composition according to the present invention is irradiated with electromagnetic waves, the irradiated site is selectively made slightly soluble, and then the coating film made of the photosensitive resin composition. Alternatively, it is possible to form a negative pattern in which development is performed with a basic aqueous solution without using a resist film for protecting the surface of the molded body from the developer. This method has a simple patterning process, and has little adverse effect on the natural environment and occupational health.

さらに、上記本発明に係る感光性樹脂組成物は、広範な構造の高分子前駆体を選択できる為、それによって得られる高分子は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の機能を付与することが可能であることから、これら高分子が適用されている公知の全ての部材や塗膜として好適である。
特に、本発明に係る感光性樹脂組成物は、主にパターン形成材料(レジスト)として用いられ、それによって形成されたパターンは、永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する要素として機能し、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材、又は建築材料を形成するのに適している。
Furthermore, since the photosensitive resin composition according to the present invention can select a polymer precursor having a wide range of structures, the polymer obtained thereby imparts functions such as heat resistance, dimensional stability, and insulation. Therefore, it is suitable as all known members and coating films to which these polymers are applied.
In particular, the photosensitive resin composition according to the present invention is mainly used as a pattern forming material (resist), and the pattern formed thereby functions as an element imparting heat resistance and insulation as a permanent film, for example, Suitable for forming color filters, flexible display films, semiconductor devices, electronic components, interlayer insulation films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, other optical components, or building materials Yes.

加えて、上記感光性樹脂組成物の1形態である感光性ポリイミド前駆体樹脂組成物、及び感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂組成物は、広範な構造のポリイミド又はポリベンゾオキサゾールの前駆体を選択できる為、それによって得られる硬化物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等のポリイミド及びポリベンゾオキサゾールが特徴的に有する機能を付与することが可能であることから、ポリイミド及びポリベンゾオキサゾールが適用されている公知の全ての部材用のフィルム、塗膜又は3次元構造物として好適である。   In addition, a photosensitive polyimide precursor resin composition and a photosensitive polybenzoxazole precursor resin composition, which are one form of the photosensitive resin composition, select a polyimide or polybenzoxazole precursor having a wide range of structures. Therefore, the cured product obtained thereby can impart the functions that polyimide and polybenzoxazole have characteristically such as heat resistance, dimensional stability, insulation, etc. It is suitable as a film, a coating film or a three-dimensional structure for all known members applied.

以下、本発明について詳しく説明する。
本発明において、分子内解裂を誘起する電磁波とは、化合物の分子内解裂反応を引き起こすことが可能なものであればよく、可視及び非可視領域の波長の電磁波だけでなく、電子線のような粒子線、及び、電磁波と粒子線を総称する放射線又は電離放射線が含まれる。
The present invention will be described in detail below.
In the present invention, the electromagnetic wave that induces intramolecular cleavage is not limited as long as it can cause an intramolecular cleavage reaction of a compound, and includes not only electromagnetic waves having wavelengths in the visible and invisible regions, but also electron beams. Such particle beam, and radiation or ionizing radiation which collectively refers to electromagnetic wave and particle beam are included.

本発明に係る塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物(以下、単に感光性樹脂組成物という。)は、電磁波の吸収に伴う共有結合の開裂反応により塩基性物質を生成する分子内開裂反応化合物(A)と、塩基性水溶液に可溶な高分子前駆体を含有することを特徴としている。なおここで、塩基性物質とは、一般にはpHが7より大きな有機化合物のことをいい、具体的には、1級、及び/又は2級、及び/又は3級のアミノ化合物などが挙げられる。   The photosensitive resin composition for developing a basic aqueous solution according to the present invention (hereinafter simply referred to as a photosensitive resin composition) is an intramolecular cleavage reaction compound that generates a basic substance by a covalent bond cleavage reaction accompanying absorption of electromagnetic waves. It contains (A) and a polymer precursor that is soluble in a basic aqueous solution. Here, the basic substance generally refers to an organic compound having a pH greater than 7, and specific examples include primary and / or secondary and / or tertiary amino compounds. .

本発明者は、以前よりポリアミック酸は、塩基性物質による触媒作用によってイミド化反応が開始される温度を下げることが可能なことを見出しており、それを利用した塩基性水溶液現像が可能なパターニング手法を提案してきた(本出願時において未公開である特願2005-105443)。
一方、オキシムエステル化合物は、下記反応式に従って、電磁波の吸収により分子内解裂反応を起こし、アミンを発生させることが報告されている(Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.15 2002 145-152)。
The present inventor has previously found that polyamic acid can lower the temperature at which the imidization reaction is initiated by the catalytic action of a basic substance, and can be used for patterning that enables basic aqueous development. A method has been proposed (Japanese Patent Application No. 2005-105443 that has not been published at the time of this application).
On the other hand, oxime ester compounds have been reported to undergo an intramolecular cleavage reaction by absorption of electromagnetic waves according to the following reaction formula to generate amines (Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.15 2002 145-152).

Figure 0004816176
Figure 0004816176

本発明者は、オキシムエステル化合物の上記分子内解裂反応に注目し、研究を進めたところ、以下の知見を得た。
上記オキシムエステル化合物は中性の化合物であるが、電磁波を吸収することで分子内解裂し、アミンまたはヒドラジンを生成すると、塩基性を示す。一方、ポリイミド前駆体は、アミンの触媒作用によって、イミド化反応が開始される温度を下げることができる。つまり、ポリイミド前駆体を、オキシムエステル化合物と共存させておき、電磁波の照射により中性から塩基性へと変換することで、電磁波の照射された部位は、より低温でイミド化を進行させることができる。
オキシムエステル化合物と、ポリイミド前駆体とを含有する感光性樹脂組成物を用いてパターンを得るには、パターンを残したい場所に電磁波を照射した後、アミンが存在する場所ではイミド化が進行するが、アミンの存在していない場所ではイミド化が進行しない温度によって加熱を行う。その結果、アミンが存在する場所、すなわち、電磁波を照射した場所のみイミド化が進行し溶解性が低下する為、所定の現像液(有機溶媒やアルカリ水溶液等)で現像することで、パターンを得ることができる。その後、目的に応じて、更に加熱硬化を行って、ポリイミドパターンとすることができる。
The inventor paid attention to the intramolecular cleavage reaction of the oxime ester compound and advanced the research, and obtained the following knowledge.
The oxime ester compound is a neutral compound, but exhibits basicity when it undergoes intramolecular cleavage by absorbing electromagnetic waves and produces amine or hydrazine. On the other hand, the polyimide precursor can lower the temperature at which the imidization reaction is initiated by the catalytic action of the amine. In other words, the polyimide precursor is allowed to coexist with the oxime ester compound, and by converting from neutral to basic by irradiation with electromagnetic waves, the portion irradiated with electromagnetic waves can proceed to imidization at a lower temperature. it can.
In order to obtain a pattern using a photosensitive resin composition containing an oxime ester compound and a polyimide precursor, imidization proceeds in a place where an amine exists after irradiating an electromagnetic wave to a place where the pattern is to be left. In a place where no amine is present, heating is performed at a temperature at which imidization does not proceed. As a result, imidization proceeds only in the place where the amine is present, that is, the place where the electromagnetic wave is irradiated, so that the solubility is lowered. be able to. Then, according to the objective, it can heat-harden further and can be set as a polyimide pattern.

さらに、オキシムエステル化合物は、置換基として芳香環を導入することで長波長側へ吸収波長をシフトさせることができ、透過性の高い高分子前駆体との組み合わせで高感度化が期待できる。   Furthermore, the oxime ester compound can shift the absorption wavelength to the long wavelength side by introducing an aromatic ring as a substituent, and high sensitivity can be expected in combination with a polymer precursor having high permeability.

電磁波の吸収に伴いアミンを発生させる化合物としては、カルボン酸とアミンからなる塩も存在する。カルボン酸とアミンからなる、ある種の塩は、光脱炭酸反応により分解してアミンを発生させる。しかし、光塩基発生剤の分子内解裂反応部位がイオン結合を有する塩の構造を含む場合には、感光性樹脂組成物中にさらに別の塩を配合するとイオン交換を起こし、光塩基を発生させる能力が低下するおそれがある。
これに対し、オキシムエステル化合物のように、光塩基発生剤の分子内解裂反応部位に含まれる化学結合が全て共有結合である場合には、塩基性物質を発生させる能力は、組み合わされる他の成分の影響による低下を起こしにくい。それゆえ、感光性樹脂組成物は、処方設計の自由度が高くなる。
さらには、オキシムエステル化合物は、オキシム化合物とカルボン酸クロライドとの反応やオキシム化合物とイソシアネート化合物との反応により簡便に合成することができる為、低コスト化が可能である。
As a compound that generates an amine with the absorption of electromagnetic waves, there is a salt composed of a carboxylic acid and an amine. Certain salts of carboxylic acids and amines decompose to generate amines by photodecarboxylation. However, when the intramolecular cleavage reaction site of the photobase generator contains a salt structure having an ionic bond, if another salt is added to the photosensitive resin composition, ion exchange occurs and a photobase is generated. There is a risk that the ability to be reduced.
On the other hand, when all the chemical bonds contained in the intramolecular cleavage reaction site of the photobase generator are covalent bonds, such as oxime ester compounds, the ability to generate a basic substance is Less prone to degradation due to the effects of ingredients. Therefore, the photosensitive resin composition has a high degree of freedom in formulation design.
Furthermore, since the oxime ester compound can be easily synthesized by the reaction of the oxime compound and the carboxylic acid chloride or the reaction of the oxime compound and the isocyanate compound, the cost can be reduced.

以上の知見から、発明者らは、共有結合で結合しあう原子だけで構成されている分子内解裂反応部位(a)を有する分子内解裂反応化合物(A)を、光塩基発生剤として用いることにより、当該分子内解裂反応化合物(A)が、電磁波の吸収に伴いアミンを発生させ、発生したアミンを触媒としてポリイミド前駆体のイミド化を行うことにより露光部を硬化させて、露光部と未露光部の間に現像液、特に塩基性水溶液に対する溶解性の差を付与できることを見出した。
この分子内解裂反応化合物(A)は、ポリイミド前駆体のイミド化を促進するだけでなく、ポリイミド前駆体と同様に、塩基が最終生成物に変化する反応に触媒作用を示す高分子前駆体や、塩基の作用によって目的とする反応が進行する系を含む組成物に対して、非常に有効な感光性成分として作用する。
Based on the above findings, the inventors have used, as a photobase generator, an intramolecular cleavage reaction compound (A) having an intramolecular cleavage reaction site (a) composed of only covalently bonded atoms. By using the intramolecular cleavage reaction compound (A), an amine is generated along with the absorption of electromagnetic waves, and the exposed portion is cured by imidizing the polyimide precursor using the generated amine as a catalyst. It has been found that a difference in solubility in a developing solution, particularly a basic aqueous solution, can be imparted between a portion and an unexposed portion.
This intramolecular cleavage reaction compound (A) not only promotes imidation of a polyimide precursor, but also a polymer precursor that catalyzes a reaction in which a base is converted into a final product, like a polyimide precursor. Or it acts as a very effective photosensitive component for a composition containing a system in which a target reaction proceeds by the action of a base.

本発明は、高分子前駆体に分子内解裂反応化合物(A)を混合するだけの簡便な手法で、そして安価に感光性樹脂組成物を調製することができる。また、適用できる高分子前駆体の選択範囲が広く、その感光性高分子前駆体樹脂組成物とその環化物の特性を生かすことが出来る分野において広く応用される。特にその代表例である感光性ポリイミド前駆体樹脂組成物、感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂組成物、及び、それらの環化物の特性を生かすことが出来る分野において好適に応用される。   In the present invention, a photosensitive resin composition can be prepared at a low cost by a simple method of simply mixing an intramolecular cleavage reaction compound (A) with a polymer precursor. Moreover, the selection range of the polymer precursor which can be applied is wide, and it is widely applied in the field where the characteristics of the photosensitive polymer precursor resin composition and the cyclized product can be utilized. In particular, it is suitably applied in the field where the characteristics of the photosensitive polyimide precursor resin composition, the photosensitive polybenzoxazole precursor resin composition, and the cyclized products thereof, which are typical examples thereof, can be utilized.

本発明において、分子内解裂反応化合物(A)としては、共有結合で結合しあう原子だけで構成された分子内解裂反応部位(a)を有するものが用いられる。そのような分子内解裂反応部位(a)としては、下記式(1’)で表わされる構造(オキシムエステル骨格を有する構造)を含んでいるものや、下記式(1”)で表わされる構造(オキシムウレタン骨格を有する構造)を含んでいるものを例示できる。   In the present invention, as the intramolecular cleavage reaction compound (A), a compound having an intramolecular cleavage reaction site (a) composed only of atoms bonded by a covalent bond is used. Such an intramolecular cleavage reaction site (a) includes a structure represented by the following formula (1 ′) (structure having an oxime ester skeleton) or a structure represented by the following formula (1 ″). The thing containing (structure which has oxime urethane frame | skeleton) can be illustrated.

Figure 0004816176
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, the two are bonded to form a cyclic structure. May be.)

Figure 0004816176
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, the two are bonded to form a cyclic structure. May be.)

中でも、上述のスキームIにおける(Ia)やスキームIIにおける(IIa)の反応による塩基性物質の発生よりも、スキームIIにおける(IIb)の反応による塩基性物質の発生の方がより効率的に発生し、より感度を向上させることから、(IIb)の反応による塩基性物質の発生が可能なように下記式(1”)で表わされる構造(オキシムウレタン骨格を有する構造)を分子内解裂反応部位(a)として含んでいるものがより好ましい。   Above all, the generation of the basic substance by the reaction of (IIb) in Scheme II is generated more efficiently than the generation of the basic substance by the reaction of (Ia) in Scheme I and (IIa) in Scheme II. In order to further improve the sensitivity, the structure represented by the following formula (1 ″) (structure having an oxime urethane skeleton) is subjected to an intramolecular cleavage reaction so that a basic substance can be generated by the reaction of (IIb). What is contained as a part (a) is more preferable.

上記分子内開裂反応化合物(A)の好ましいものとして、下記式(1)で表されるオキシムウレタン骨格を有するオキシムエステル化合物(A1)を用いることができる。   As a preferable example of the intramolecular cleavage reaction compound (A), an oxime ester compound (A1) having an oxime urethane skeleton represented by the following formula (1) can be used.

Figure 0004816176
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。R3およびR4は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, the two are bonded to form a cyclic structure. R3 and R4 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different, and the two are bonded to form a cyclic structure. May be.)

式(1’)、式(1”)及び式(1)におけるR1、R2の位置には、水素原子以外に、1価の有機基が導入されていてもよい。R1とR2は互いに同一であっても異なっていても良い。また、R3とR4が互いに結合して環状構造を形成していても良い。
R1、R2の位置に導入できる他の1価の有機基としては、炭化水素骨格を有する基が挙げられ、それらは、ヘテロ原子等の炭化水素以外の結合や置換基を含んでいてもよいし、そのようなヘテロ原子の部分が芳香環に組み込まれて複素環となっていても良い。炭化水素骨格を有する基としては、例えば、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和炭化水素基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和アルキルエーテル基、アリールエーテル基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、又は、フェニル、ナフチル等の芳香族基、さらには、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格上にハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基等のヘテロ原子又はヘテロ原子を含有する基が結合してなるさまざまな基が挙げられる。
また、式(1’)、式(1”)及び式(1)におけるR1、R2としては、炭素数が1〜25程度であることが好ましい。
In addition to a hydrogen atom, a monovalent organic group may be introduced at the positions of R1 and R2 in formula (1 ′), formula (1 ″) and formula (1). R1 and R2 are the same as each other. R3 and R4 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
Examples of other monovalent organic groups that can be introduced at the positions of R1 and R2 include groups having a hydrocarbon skeleton, and they may contain bonds other than hydrocarbons such as heteroatoms and substituents. Such a heteroatom portion may be incorporated into an aromatic ring to form a heterocyclic ring. Examples of the group having a hydrocarbon skeleton include, for example, a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group, a linear or branched saturated or unsaturated alkyl ether group, an aryl ether group, a linear or branched saturated Or an unsaturated alkyl thioether group, an aryl thioether group, a linear or branched saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or an aromatic group such as phenyl or naphthyl, or a linear or branched saturated or unsaturated group Contains a hetero atom or hetero atom such as halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, cyano group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group on the hydrocarbon skeleton of Examples include various groups formed by bonding groups.
In addition, R1 and R2 in Formula (1 ′), Formula (1 ″), and Formula (1) preferably have about 1 to 25 carbon atoms.

また、式(1’)、式(1”)及び式(1)におけるR1、R2のうちいずれかの位置に導入される置換基の構造を変化させることにより、吸収する光の波長を調整することが可能であり、吸収させたい波長に応じて最適な置換基を導入することで所望の波長を吸収させるようにすることもできる。   In addition, the wavelength of light to be absorbed is adjusted by changing the structure of the substituent introduced into any one of R1 and R2 in formula (1 ′), formula (1 ″) and formula (1). It is possible to absorb a desired wavelength by introducing an optimum substituent according to the wavelength to be absorbed.

特に、R1、R2は、吸収波長を調整する観点から比較的自由に置換基の種類を選択して導入することが可能である。R1、R2を適宜選択することにより、電磁波を効率的に吸収して、より分子内解裂を起こしやすくして、高感度を達成することができる。
中でも、長波長側の電磁波を吸収できるようにする観点から、π電子を有している構造が好ましく、具体的には、芳香族基、ビニル基などが挙げられる。これらの置換基は、さらに置換基を有していても良い。この置換基に含まれるπ電子は長く共役しているほど、長波長側に吸収を有し、露光波長によって適宜、その構造を選択できる。
露光時の光源が高圧水銀灯である場合、吸収波長の観点、耐熱性の観点から、更に具体的には300nmより大きい領域に吸収を持たせる為には、置換基R1及び、R2のうちの少なくとも1つが芳香族基であることが好ましい。
この場合の芳香族基とは、環状不飽和有機化合物基のことを言い、R1またはR2に芳香族基が置換している状態というのは、環状不飽和有機化合物が直接共有結合でR1またはR2が結合している炭素に結合している状態のことを言う。この場合、環状不飽和有機化合物とは、ヘテロ原子を含む複素芳香族化合物も含む。
In particular, R1 and R2 can be introduced by selecting the type of substituent relatively freely from the viewpoint of adjusting the absorption wavelength. By appropriately selecting R1 and R2, it is possible to efficiently absorb electromagnetic waves, easily cause intramolecular cleavage, and achieve high sensitivity.
Among these, from the viewpoint of being able to absorb electromagnetic waves on the long wavelength side, a structure having π electrons is preferable, and specific examples include aromatic groups and vinyl groups. These substituents may further have a substituent. The longer the π-electron contained in the substituent is conjugated, the longer the wavelength is absorbed, and the structure can be appropriately selected depending on the exposure wavelength.
When the light source at the time of exposure is a high-pressure mercury lamp, from the viewpoint of absorption wavelength and heat resistance, more specifically, in order to have absorption in a region larger than 300 nm, at least one of substituents R1 and R2. One is preferably an aromatic group.
The aromatic group in this case means a cyclic unsaturated organic compound group, and the state in which the aromatic group is substituted for R1 or R2 means that the cyclic unsaturated organic compound is directly covalently bonded to R1 or R2. The state of being bound to the carbon to which is bound. In this case, the cyclic unsaturated organic compound includes a heteroaromatic compound containing a hetero atom.

環状不飽和有機化合物基を具体的に例示すると、置換又は無置換のフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナントレニル基、ピレニル基等の芳香族炭化水素基の他、フラニル基、チオフェニル基、ピロリル基、(チオ)キサンテニル基、(チオ)キサントニル基、クマリル基、アントラキノリル基等の複素芳香族化合物等が挙げられるが特に限定されない。
この環状不飽和有機化合物基には置換基が導入されていても良く、具体的にはハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基、不飽和アルキルエーテル基、アリールエーテル基、不飽和アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基等が挙げられるが特に限定されない
その中でも、芳香族基に対してアルコキシ基、アミド基、ジメチルアミノ基等の導入が、吸収波長の長波長化の点から効果的であるが、置換基が導入されるオキシムエステル化合物(A1)のpHを考慮しながら選択する必要がある。そういった観点から総合すると、アルコキシ基がもっとも効果的である。
Specific examples of the cyclic unsaturated organic compound group include a substituted or unsubstituted phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthyl group, anthranyl group, phenanthrenyl group, pyrenyl group, and other aromatic hydrocarbon groups, as well as furanyl. And heteroaromatic compounds such as a group, a thiophenyl group, a pyrrolyl group, a (thio) xanthenyl group, a (thio) xanthonyl group, a coumaryl group, and an anthraquinolyl group.
Substituents may be introduced into this cyclic unsaturated organic compound group, specifically, halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, cyano groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups, nitro groups, carboxyl groups, acetyl groups. Group, acetoxy group, sulfone group, unsaturated alkyl ether group, aryl ether group, unsaturated alkyl thioether group, aryl thioether group and the like are not particularly limited. Among them, an alkoxy group, an amide group, Introduction of a dimethylamino group or the like is effective from the viewpoint of increasing the absorption wavelength, but it is necessary to select the oxime ester compound (A1) into which the substituent is introduced in consideration of the pH. From these viewpoints, the alkoxy group is the most effective.

所望の波長に対して吸収波長をシフトさせる為に、どのような置換基を導入したら良いかという指針として、Interpretation of the Ultraviolet Spectra of Natural Products(A.I.Scott 1964)や、有機化合物のスペクトルによる同定法 第5版(R.M.S
ilverstein 1993)に記載の表を参考にすることができる。
Interpretation of the Ultraviolet Spectra of Natural Products (AIScott 1964) and identification methods based on the spectrum of organic compounds as a guideline on what substituents should be introduced to shift the absorption wavelength with respect to the desired wavelength 5th edition (RMS
ilverstein 1993) can be referred to.

これらの置換基は、合成上どの段階で導入されてもよく、オキシムエステル化合物とした後に、導入されても良いし、もともと導入された原料を出発物質として合成を行っても良いし、中間体の状態で導入しても良く、特に限定されない。   These substituents may be introduced at any stage in the synthesis, and may be introduced after an oxime ester compound, or may be synthesized using the originally introduced raw material as a starting material, or an intermediate. It may be introduced in this state, and is not particularly limited.

式(1)で表される上記式(1)で表されるオキシムエステル化合物(A1)のR3及びR4の位置には、水素原子以外に、1価の有機基が導入されていてもよい。R3とR4は互いに同一であっても異なっていても良い。また、R3とR4が互いに結合して環状構造を形成していても良い。   In addition to the hydrogen atom, a monovalent organic group may be introduced at the positions of R3 and R4 in the oxime ester compound (A1) represented by the above formula (1) represented by the formula (1). R3 and R4 may be the same as or different from each other. R3 and R4 may be bonded to each other to form a cyclic structure.

R3、R4の位置に導入し得る1価の有機基としては、水素原子のほかに、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和炭化水素基、又はフェニル、ナフチル等の芳香族基、或いは、これらを組み合わせた、ベンジル、フェネチル等の芳香族基を置換基として有する直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和炭化水素基、トリル、クメニル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和炭化水素基を置換基として有する芳香族基、更には環状飽和炭化水素基等が挙げられる。なお、不飽和炭化水素には、炭素−炭素2重結合のほか、炭素−炭素3重結合が含まれる。
また、R3、R4の位置に導入し得る1価の有機基としては、上記で挙げたような炭化水素基の炭化水素鎖中にヘテロ原子等の炭化水素以外の結合や、置換基を含んだような炭化水素骨格を有する基であってもよい。また、R3、R4の位置に導入し得る1価の有機基は、特に、炭素数が1〜20程度、好ましくは炭素数が1〜8程度であることが好ましい。これらは、直鎖でも分岐鎖でも環状でも良い。また、R4とR8が連結し環状になっていても良い。
炭化水素骨格を有する基に含まれるヘテロ原子等の炭化水素以外の結合としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、エステル結合、チオエステル結合、アミド結合、ウレタン結合、カーボネート結合、アシル結合、オキシム結合など、また置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基、不飽和アルキルエーテル基、アリールエーテル基、不飽和アルキルチオエーテル基、アリールチオエーテル基等が挙げられるが特に限定されない。
Examples of monovalent organic groups that can be introduced at the positions of R3 and R4 include, in addition to hydrogen atoms, linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon groups, or aromatic groups such as phenyl and naphthyl, or these A linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group having an aromatic group such as benzyl or phenethyl as a substituent, or a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon group such as tolyl or cumenyl. Examples thereof include an aromatic group as a substituent, and a cyclic saturated hydrocarbon group. The unsaturated hydrocarbon includes a carbon-carbon triple bond as well as a carbon-carbon double bond.
The monovalent organic group that can be introduced at the position of R3 or R4 includes a bond other than a hydrocarbon such as a heteroatom or a substituent in the hydrocarbon chain of the hydrocarbon group mentioned above. It may be a group having such a hydrocarbon skeleton. In addition, the monovalent organic group that can be introduced at the positions of R3 and R4 particularly has about 1 to 20 carbon atoms, and preferably about 1 to 8 carbon atoms. These may be linear, branched or cyclic. R4 and R8 may be connected to form a ring.
Non-hydrocarbon bonds such as heteroatoms contained in a group having a hydrocarbon skeleton include ether bond, thioether bond, carbonyl bond, ester bond, thioester bond, amide bond, urethane bond, carbonate bond, acyl bond, and oxime bond. As substituents, halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, cyano groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups, nitro groups, carboxyl groups, acetyl groups, acetoxy groups, sulfone groups, unsaturated alkyl ether groups, aryl An ether group, an unsaturated alkyl thioether group, an aryl thioether group and the like can be mentioned, but are not particularly limited.

R3、R4の位置に導入される置換基によって、オキシムエステル化合物から発生するアミンやヒドラジンの熱物性や塩基性度が異なる。より塩基性度の高いアミンやヒドラジンの方が、イミド化等の脱水縮合反応に対する触媒作用が強く、より少量の添加で、より低い温度での脱水縮合反応が可能となる。つまりは、オキシムエステル化合物(A1)自身の電磁波に対する感度が低い場合でも、発生した塩基性物質の触媒効果が大きい為、見た目の感度は向上する。
上記のような触媒効果が大きい点から、オキシムエステル化合物(A1)の電磁波の吸収に伴う解裂反応によって発生する塩基性物質は脂肪族アミン、または脂肪族ヒドラジンが好ましい。その中でも、塩基性の観点からは2級の脂肪族アミンが好ましく、オキシムエステル化合物の合成の容易さの観点からは1級の脂肪族アミンが好ましい。これまでの検討の結果から、脂肪族アミンでは1級アミンと2級アミンでは、触媒作用の差がわずかである為、合成が簡便な1級の脂肪族アミンを発生させるオキシムエステル化合物の方がより実用的である。
The thermal properties and basicity of amines and hydrazines generated from oxime ester compounds differ depending on the substituents introduced at the positions of R3 and R4. The amine or hydrazine having higher basicity has a stronger catalytic action for a dehydration condensation reaction such as imidization, and a dehydration condensation reaction at a lower temperature is possible with a smaller amount of addition. That is, even when the sensitivity of the oxime ester compound (A1) itself to the electromagnetic wave is low, the apparent sensitivity is improved because the generated basic substance has a large catalytic effect.
In view of the large catalytic effect as described above, the basic substance generated by the cleavage reaction accompanying the absorption of electromagnetic waves of the oxime ester compound (A1) is preferably an aliphatic amine or an aliphatic hydrazine. Among these, secondary aliphatic amines are preferable from the viewpoint of basicity, and primary aliphatic amines are preferable from the viewpoint of ease of synthesis of the oxime ester compound. As a result of the examination so far, the difference in the catalytic action between the primary amine and the secondary amine is small in the aliphatic amine, so the oxime ester compound that generates the primary aliphatic amine that is easy to synthesize is more suitable. More practical.

このような脂肪族アミンを発生させ、高感度を達成し、さらには、露光部未露光部の溶解性コントラストを大きくする観点から、上記式(1)で表される化合物(A1)のR3及びR4のうち少なくとも1つの、窒素原子と結合している末端原子が、SP3軌道を有する炭素原子であることが好ましい。中でも、R3及びR4が2つとも、窒素原子と結合している末端原子が、SP3軌道を有する炭素原子であることが好ましい。
このような窒素原子と結合している末端原子がSP3軌道を有する炭素原子となるような置換基としては、具体的には、メチル基、エチル基、エチニル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ノルボルニル基、アダマンチル基、ベンジル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
更に、上記式(1)で表される化合物(A1)のR3及びR4のうち少なくとも1つが、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基、及び、環状脂肪族炭化水素基よりなる群から選択される1種以上の脂肪族炭化水素基であることが好ましい。中でも、R3及びR4が2つとも、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基、及び、環状脂肪族炭化水素基よりなる群から選択される1種以上の脂肪族炭化水素基であることが好ましい。なお、当該好適に用いられる脂肪族炭化水素基は、芳香族基等の置換基を有していても良く、或いは、炭化水素鎖中にヘテロ原子等の炭化水素以外の結合を含んでいても良い。また、R3及びR4が互いに連結していても良い。
From the viewpoint of generating such an aliphatic amine, achieving high sensitivity, and increasing the solubility contrast of the unexposed area of the exposed area, R3 of the compound (A1) represented by the above formula (1) and It is preferable that at least one terminal atom bonded to a nitrogen atom in R4 is a carbon atom having an SP3 orbital. Especially, it is preferable that the terminal atom couple | bonded with the nitrogen atom is a carbon atom which has SP3 orbital in both R3 and R4.
Specific examples of the substituent in which the terminal atom bonded to the nitrogen atom is a carbon atom having SP3 orbital include a methyl group, an ethyl group, an ethynyl group, a propyl group, an isopropyl group, n- Examples include, but are not limited to, a butyl group, a cyclohexyl group, an isobornyl group, a norbornyl group, an adamantyl group, and a benzyl group.
Further, at least one of R3 and R4 of the compound (A1) represented by the formula (1) is composed of a linear aliphatic hydrocarbon group, a branched aliphatic hydrocarbon group, and a cyclic aliphatic hydrocarbon group. It is preferably one or more aliphatic hydrocarbon groups selected from the group. In particular, both R3 and R4 are one or more aliphatic hydrocarbon groups selected from the group consisting of linear aliphatic hydrocarbon groups, branched aliphatic hydrocarbon groups, and cyclic aliphatic hydrocarbon groups. Preferably there is. The suitably used aliphatic hydrocarbon group may have a substituent such as an aromatic group, or may contain a bond other than hydrocarbon such as a heteroatom in the hydrocarbon chain. good. R3 and R4 may be connected to each other.

一方、分子内解裂反応化合物は、低分子量のもののほうが、同じ重量で考えたときのモル数が大きくなる。電磁波の吸収によって発生した塩基性物質の触媒効果は、塩基性物質の分子の数に比例するので、電磁波に対する感度が同じものの場合、より低分子量の分子内解裂反応化合物の方が、より少量の添加で充分な触媒効果を発揮できるだけの塩基性物質を発生させることができる。つまりこの点からは、上記式(1)で表される化合物(A1)のR3及びR4が連結して、ウレタン結合構造の窒素と共に環状構造を形成する炭化水素基であると、オキシムウレタン化合物を低分子量化できるので好ましい。さらには、発生するアミンが、2級のアミンとなり、しかも分子サイズが小さく拡散しやすいので感度も向上する。R3及びR4の具体的な構造としては、例えば下記式のような構造が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   On the other hand, the intramolecular cleavage reaction compound has a lower number of moles when considered at the same weight with a low molecular weight. The catalytic effect of a basic substance generated by absorption of electromagnetic waves is proportional to the number of molecules of the basic substance. Therefore, when the sensitivity to electromagnetic waves is the same, a lower molecular weight intramolecular cleavage reaction compound is used in a smaller amount. It is possible to generate a basic substance capable of exhibiting a sufficient catalytic effect with the addition of. That is, from this point, when R3 and R4 of the compound (A1) represented by the above formula (1) are linked to form a hydrocarbon group that forms a cyclic structure with nitrogen of the urethane bond structure, the oxime urethane compound is This is preferable because the molecular weight can be reduced. Furthermore, the generated amine becomes a secondary amine, and since the molecular size is small and it is easy to diffuse, the sensitivity is also improved. Specific examples of R3 and R4 include, but are not limited to, the following structures.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

また、本発明の分子内解裂反応化合物(A)としては、分子内に2箇所以上下記式(1’)で表わされる構造(オキシムエステル骨格を有する構造)を含んでいる化合物や、下記式(1”)で表わされる構造(オキシムウレタン骨格を有する構造)を含んでいる化合物を用いても良い。例えば、下記式(2)のような分子内解裂によってジアミノ化合物を生成するような化合物や、下記式(3)及び式(4)のようなオキシム由来の部位を2つ有する骨格に、2つウレタン結合が結合した化合物などが例示されるが、特に限定されるものではない。   In addition, as the intramolecular cleavage reaction compound (A) of the present invention, a compound containing a structure (structure having an oxime ester skeleton) represented by the following formula (1 ′) in two or more positions in the molecule, or the following formula A compound containing a structure represented by (1 ″) (a structure having an oxime urethane skeleton) may be used. For example, a compound that generates a diamino compound by intramolecular cleavage such as the following formula (2) Examples thereof include compounds in which two urethane bonds are bonded to a skeleton having two oxime-derived sites such as the following formulas (3) and (4), but are not particularly limited.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

(式(2)中、R5、R6、R7及びR8は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。Xは、2価のアミン残基である。)
(式(3)中、R9及びR10は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。R11、R12、R13及びR14は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。Yは2価の有機基である。)
(式(4)において、R9及びR10は、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。Yは2価の有機基である。)
(In Formula (2), R5, R6, R7 and R8 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different. And X may be a divalent amine residue.
(In the formula (3), R9 and R10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different. R11, R12, R13, and R14 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different, and the two are (It may be bonded to form a cyclic structure. Y is a divalent organic group.)
(In the formula (4), R9 and R10 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be the same or different. (Y may be a divalent organic group.)

上記式(2)において、R5、R6、R7及びR8は、それぞれ式(1)のR1及びR2と同様のものを用いることができる。また、Xは2価のアミン残基であり、例えば、ピペラジン、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ジ(3−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ジ(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1−(3−アミノフェニル)−1−(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゾニトリル、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ピリジン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、   In the above formula (2), R5, R6, R7 and R8 may be the same as R1 and R2 in the formula (1), respectively. X is a divalent amine residue, for example, piperazine, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4, 4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diamino Phenylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2, 2-di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3- Hexafluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-aminophenyl)- 1-phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1- (3-aminophenyl) -1- (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1 3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α) , Α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4- Bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α- Ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2 , 6-bis (3-aminophenoxy) benzonitrile, 2,6-bis (3-aminophenoxy) pyridine, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-amino) Phenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide,

ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、6,6’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス(2−アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロトキシ)エチル]エーテル、 Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-Aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3 3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] ben 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-amino Phenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 4,4'-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl ] Diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzen) ) Phenoxy] diphenylsulfone, 4,4′-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] diphenylsulfone, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4 , 4′-Dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 6,6′-bis (3-aminophenoxy) -3,3 3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 6,6′-bis (4-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, , 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis ( -Aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, bis ( 2-aminomethoxy) ethyl] ether, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminoprotoxy) ethyl] ether,

1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,3−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロへキシル)メタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、また、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミン等のアミンの残基が挙げられるがこれらに限定されるものではない。 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, 1,2-bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2 -Aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1, 11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-diaminocyclohex 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2- Aminoethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2. 1] Heptane, a diamine obtained by substituting some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the diamine with a substituent selected from a fluoro group, a methyl group, a methoxy group, a trifluoromethyl group, or a trifluoromethoxy group However, the present invention is not limited thereto.

また、式(3)及び式(4)において、R9及びR10は、それぞれ式(1)のR1及びR2と同様のものを用いることができる。また、式(3)中のR11、R12、R13及びR14は、それぞれ式(1)のR3及びR4と同様のものを用いることができる。
また、Yは2価の有機基であり、エチレン基のような2価の飽和又は不飽和アルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基のようなアリーレン基や、上記アルキレン基とアリーレン基が組み合わされてなるもの、更にそれらに置換基が結合したもの等が用いられる。また、それらはヘテロ原子を持つ、エーテル結合やエステル結合、アミド結合等の結合を主鎖内に有していても良い。
In the formulas (3) and (4), R9 and R10 may be the same as R1 and R2 in the formula (1), respectively. Moreover, R11, R12, R13, and R14 in Formula (3) can use the same thing as R3 and R4 of Formula (1), respectively.
Y is a divalent organic group, which is a divalent saturated or unsaturated alkylene group such as an ethylene group, an arylene group such as a phenylene group or a naphthylene group, or a combination of the alkylene group and the arylene group. And those having a substituent bonded thereto. Further, they may have a hetero atom, such as an ether bond, an ester bond, an amide bond or the like in the main chain.

本発明に用いられる分子内解裂反応化合物(A)としては、以下のような化合物が例示できるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the intramolecular cleavage reaction compound (A) used in the present invention include the following compounds, but are not limited thereto.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

Figure 0004816176
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本発明に用いられる分子内解裂反応化合物(A)の分子内解裂によって発生する塩基性物質としては、n−ブチルアミン、ベンジルアミン、アミルアミン、ヘキシルアミンやオクチルアミンなどの第一級アミン類、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミンのような第2級アミン類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン類、ジエチレントリアミンなどのトリアミン、その他テトラミン化合物、ベンジルアミンなどのアミンが例示されるが、本発明に開示されている条件に当てはまるものであれば特に限定されない。   Examples of basic substances generated by intramolecular cleavage of the intramolecular cleavage reaction compound (A) used in the present invention include primary amines such as n-butylamine, benzylamine, amylamine, hexylamine and octylamine, Secondary amines such as diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine and dibutylamine, alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine and hexamethylenediamine, and triamines such as diethylenetriamine Other amines such as tetramine compounds and benzylamine are exemplified, but are not particularly limited as long as the conditions disclosed in the present invention are applicable.

また、オキシムエステル化合物(A1)のような分子内解裂反応化合物(A)は、本発明の感光性樹脂組成物の塗膜の乾燥時に行う、加熱の温度において分解しないことが好ましい。更には、露光後、現像前に行う加熱(露光により発生させた塩基性物質の作用により露光部のイミド化を選択的に促進させる作業)時にも分解しないことが好ましい。具体的には、オキシムエステル化合物(A1)のような分子内解裂反応化合物(A)を加熱して初期の重量から5%重量が減少したときの温度(5%重量減少温度)が100℃以上であることが好ましい。
また、本発明の感光性樹脂組成物が、製品として用いられる場合、感光性樹脂組成物中に不純物が残存しないことが好ましいので、分子内解裂反応化合物(A)及び、電磁波の吸収によって発生したその分解物は現像後に行う加熱のプロセス(例えば高分子がポリイミド前駆体の場合、イミド化のプロセス)で分解、または揮発してしまうことが好ましい。具体的には、オキシムエステル化合物(A1)のような分子内解裂反応化合物(A)又は、電磁波の吸収によって発生したその分解物を加熱して初期の重量から50%重量が減少したときの温度(50%重量減少温度)が400℃以下であることが好ましい。
In addition, the intramolecular cleavage reaction compound (A) such as the oxime ester compound (A1) preferably does not decompose at the temperature of heating performed when the coating film of the photosensitive resin composition of the present invention is dried. Furthermore, it is preferable not to decompose during the heating after the exposure and before the development (operation for selectively accelerating imidization of the exposed portion by the action of the basic substance generated by the exposure). Specifically, the temperature when the intramolecular cleavage reaction compound (A) such as the oxime ester compound (A1) is heated to reduce 5% weight from the initial weight (5% weight reduction temperature) is 100 ° C. The above is preferable.
In addition, when the photosensitive resin composition of the present invention is used as a product, it is preferable that no impurities remain in the photosensitive resin composition. Therefore, it is generated by absorption of an intramolecular cleavage reaction compound (A) and electromagnetic waves. The decomposed product is preferably decomposed or volatilized by a heating process performed after development (for example, when the polymer is a polyimide precursor, an imidization process). Specifically, when the intramolecular cleavage reaction compound (A) such as the oxime ester compound (A1) or the decomposition product generated by the absorption of electromagnetic waves is heated to reduce the weight by 50% from the initial weight. The temperature (50% weight loss temperature) is preferably 400 ° C. or lower.

本発明の感光性樹脂組成物に用いる高分子前駆体とは、それ自身が高分子であり、分子内閉環反応等の分子内反応によって最終的に目的の物性を示す高分子となる物質のことをいい、好ましくは、分子内閉環反応の際に、水分子、および/またはアルコール分子の脱
離を伴って環状構造を有する繰り返し単位を形成するものをいう。
さらに、本発明に用いる高分子前駆体は、塩基性水溶液に可溶なものであり、塩基性水溶液に対して溶解性を有し、具体的には、基板上に形成された塗膜の25℃における0.1wt%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する溶解速度が、100Å/sec以上である。当該溶解速度は1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。さらには、より一般的に用いられる現像液である2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する溶解速度が、100Å/sec以上であることが好ましく、1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。上記定義による溶解速度が100Å/secより小さい場合、現像時間が遅くなり作業性、生産性が悪くなると共に、露光部、未露光部間の溶解性コントラストが得にくくなる。
したがって、本発明の感光性樹脂組成物の塩基性水溶液に対しての溶解速度は、25℃における0.1wt%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液に対する溶解速度が、100Å/sec以上であることが好ましく、1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。さらには、より一般的に用いられる現像液である2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に対する溶解速度が、100Å/sec以上であることが好ましく、1000Å/sec以上であることがさらに好ましい。
The polymer precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention is a substance that itself is a polymer and finally becomes a polymer that exhibits desired physical properties by an intramolecular reaction such as an intramolecular ring closure reaction. Preferably, it means a unit that forms a repeating unit having a cyclic structure with elimination of water molecules and / or alcohol molecules in the intramolecular ring-closing reaction.
Furthermore, the polymer precursor used in the present invention is soluble in a basic aqueous solution and is soluble in the basic aqueous solution. Specifically, the polymer precursor 25 of the coating film formed on the substrate is used. The dissolution rate with respect to a 0.1 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at 100 ° C. is 100 kg / sec or more. The dissolution rate is more preferably 1000 kg / sec or more. Furthermore, the dissolution rate with respect to a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, which is a more commonly used developer, is preferably 100 kg / sec or more, and more preferably 1000 kg / sec or more. . When the dissolution rate according to the above definition is less than 100 Å / sec, the development time is delayed, workability and productivity are deteriorated, and it is difficult to obtain a solubility contrast between the exposed and unexposed areas.
Accordingly, the dissolution rate of the photosensitive resin composition of the present invention in a basic aqueous solution is 100 Å / sec or more at 25 ° C. in a 0.1 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution. It is preferable that it is 1000 liters / sec or more. Furthermore, the dissolution rate with respect to a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, which is a more commonly used developer, is preferably 100 kg / sec or more, and more preferably 1000 kg / sec or more. .

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

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

本発明においては、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体が典型的に用いられる。ここで、高分子前駆体が、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進される態様には、高分子前駆体が塩基性物質の作用のみによって最終生成物に変化する態様のみならず、塩基性物質の作用によって高分子前駆体の最終生成物への反応温度が、塩基性物質の作用がない場合に比べて低下するような態様が含まれる。
このような塩基性物質の存在の有無により反応温度差が出来る場合には、反応温度差を利用して、塩基性物質と共存する高分子前駆体のみが最終生成物へと反応する適切な温度で加熱することにより、塩基性物質と共存する高分子前駆体のみが最終生成物へと反応し塩基性水溶液への溶解性が変化する。従って、塩基性物質の存在の有無によって、高分子前駆体の塩基性水溶液への溶解性を変化させることが可能となり、ひいては塩基性水溶液現像によるパターニングが可能になる。よって、本発明に用いられる高分子前駆体としては、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進され、且つ、加熱により塩基性水溶液への溶解性が、加熱前に比べて低く変化する高分子前駆体が好適に用いられる。
In the present invention, a polymer precursor whose reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance is typically used. Here, the mode in which the reaction of the polymer precursor to the final product is promoted by the action of the basic substance is only the mode in which the polymer precursor is changed to the final product only by the action of the basic substance. In addition, an embodiment is included in which the reaction temperature of the polymer precursor to the final product is lowered by the action of the basic substance as compared with the case where there is no action of the basic substance.
If there is a reaction temperature difference due to the presence or absence of such a basic substance, an appropriate temperature at which only the polymer precursor coexisting with the basic substance reacts to the final product using the reaction temperature difference. By heating at, only the polymer precursor coexisting with the basic substance reacts with the final product, and the solubility in the basic aqueous solution changes. Accordingly, the solubility of the polymer precursor in the basic aqueous solution can be changed depending on the presence or absence of the basic substance, and thus patterning by the basic aqueous solution development becomes possible. Therefore, as a polymer precursor used in the present invention, the reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance, and the solubility in a basic aqueous solution is lowered by heating compared to before heating. A polymer precursor is preferably used.

本発明における高分子前駆体としては、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体が特に好適に用いられる。ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体としては、そのメカニズムからどのようなポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体であっても用いることができ、2種以上の別々に合成した高分子前駆体の混合物でも良い。
ここで、塩基性水溶液に可溶なポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸が好適に用いられ、ポリベンゾオキサゾール前駆体としては、ポリアミドアルコールが好適に用いられる。
ポリアミック酸は、酸2無水物とジアミンを溶液中で混合するのみで得られるので、1段階の反応で合成することができ、合成が容易で低コストで入手できるので好ましい。
As the polymer precursor in the present invention, a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is particularly preferably used. As the polyimide precursor and polybenzoxazole precursor, any polyimide precursor or polybenzoxazole precursor can be used because of its mechanism, and a mixture of two or more separately synthesized polymer precursors. But it ’s okay.
Here, polyamic acid is preferably used as the polyimide precursor soluble in the basic aqueous solution, and polyamide alcohol is preferably used as the polybenzoxazole precursor.
Since polyamic acid can be obtained only by mixing acid dianhydride and diamine in a solution, it can be synthesized by a one-step reaction, is easy to synthesize and can be obtained at low cost, and is preferable.

ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体のように、塩基の触媒作用によって熱硬化温度が低下する高分子前駆体を用いる場合には、先ず、そのような高分子前駆体、及び分子内解裂反応化合物(A)を組み合わせた感光性樹脂組成物の塗膜又は成形体上のパターンを残したい部分に電磁波を照射する。すると、照射部には、塩基性物質が発生し、その部分の熱硬化温度が選択的に低下する。次に、照射部は熱硬化するが、非照射部は熱硬化しない処理温度で加熱し、照射部のみ硬化させる。次に、所定の現像液(有機溶媒や塩基性水溶液等)で非照射部を溶解して熱硬化物からなるパターンを形成する。このパターンを、更に必要に応じ加熱して熱硬化を完結させる。以上の工程によって、所望の2次元樹脂パターン(一般的な平面パターン)又は3次元樹脂パターン(立体的に成形された形状)が得られる。   When using a polymer precursor such as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor whose thermosetting temperature is lowered by the catalytic action of a base, first, such a polymer precursor and an intramolecular cleavage reaction are used. An electromagnetic wave is irradiated to the part which wants to leave the pattern on the coating film or molded object of the photosensitive resin composition which combined the compound (A). Then, a basic substance is generated in the irradiated portion, and the thermosetting temperature of that portion is selectively lowered. Next, while the irradiated portion is thermally cured, the non-irradiated portion is heated at a processing temperature that is not thermally cured, and only the irradiated portion is cured. Next, a non-irradiated portion is dissolved with a predetermined developer (such as an organic solvent or a basic aqueous solution) to form a pattern made of a thermoset. This pattern is further heated as necessary to complete thermosetting. Through the above steps, a desired two-dimensional resin pattern (general plane pattern) or three-dimensional resin pattern (three-dimensionally shaped shape) is obtained.

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

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

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

本発明のポリイミド前駆体に適用可能な酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、   Examples of the acid dianhydride applicable to the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and cyclopentane tetracarboxylic dianhydride. , Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 , 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarbo) Ciphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) ) Methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoro Propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis [(3,4- Dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) Phenoxy] phenyl} propa Dianhydride,

2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルプロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ぺリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。そして、特に好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物が挙げられる。 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride Bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, 4,4′-bis [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,4′-bis [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis { 4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarbo Cis) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) Phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexafulpropane dianhydride 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-propane dianhydride, 2,3,6,7 -Naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzene Tetracarboxylic dianhydride, 3,4,9, 0 Bae Li Ren dianhydride, 2,3,6,7-anthracene tetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrene tetracarboxylic acid dianhydride, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. And as a particularly preferred tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra Carboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride.

併用する酸二無水物としてフッ素が導入された酸二無水物や、脂環骨格を有する酸二無
水物を用いると、ポリイミド前駆体の透明性が向上する。また、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの剛直な酸二無水物を用いると、最終的に得られるポリイミドの線熱膨張係数が小さくなる。
When an acid dianhydride into which fluorine is introduced or an acid dianhydride having an alicyclic skeleton is used as the acid dianhydride to be used in combination, the transparency of the polyimide precursor is improved. Also, rigid acid dianhydrides such as pyromellitic acid anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, etc. When used, the linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide becomes small.

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

ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、6,6’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス(2−アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロトキシ)エチル]エーテル、 Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-Aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3 3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] ben 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-amino Phenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 4,4'-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl ] Diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzen) ) Phenoxy] diphenylsulfone, 4,4′-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] diphenylsulfone, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4 , 4′-Dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 6,6′-bis (3-aminophenoxy) -3,3 3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 6,6′-bis (4-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, , 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis ( -Aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, bis ( 2-aminomethoxy) ethyl] ether, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminoprotoxy) ethyl] ether,

1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,3−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロへキシル)メタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、また、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミンも使用することができる。
さらに目的に応じ、架橋点となるエチニル基、ベンゾシクロブテン−4’−イル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、イソシアネート基、及びイソプロペニル基のいずれか1種又は2種以上を、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てに置換基として導入しても使用することができる。
1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, 1,2-bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2 -Aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1, 11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-diaminocyclohex 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2- Aminoethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2. 1] A diamine obtained by substituting some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the above diamine with a substituent selected from a fluoro group, a methyl group, a methoxy group, a trifluoromethyl group, or a trifluoromethoxy group. Can be used.
Furthermore, depending on the purpose, any one or two or more of the ethynyl group, benzocyclobuten-4′-yl group, vinyl group, allyl group, cyano group, isocyanate group, and isopropenyl group serving as a crosslinking point, Even if it introduce | transduces into some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of diamine as a substituent, it can be used.

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

Figure 0004816176
Figure 0004816176

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

さらに、上記式(5)において、他のベンゼン環との結合に関与せず、ベンゼン環上のアミノ基が置換していない位置に置換基を有するジアミンも用いることができる。これら置換基は、1価の有機基であるがそれらは互いに結合していてもよい。
具体例としては、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。
また、最終的に得られるポリイミドを光導波路、光回路部品として用いる場合には、芳香環の置換基としてフッ素を導入すると1μm以上の波長の電磁波に対しての透過率を向上させることができる。
Furthermore, in the above formula (5), a diamine having a substituent at a position where the amino group on the benzene ring is not substituted and which does not participate in the bond with another benzene ring can also be used. These substituents are monovalent organic groups, but they may be bonded to each other.
Specific examples include 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dichloro-4,4′-diamino. Biphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl and the like can be mentioned.
When the finally obtained polyimide is used as an optical waveguide or an optical circuit component, the transmittance for electromagnetic waves having a wavelength of 1 μm or more can be improved by introducing fluorine as a substituent of the aromatic ring.

一方、ジアミンとして、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどのシロキサン骨格を有するジアミンを用いると、最終的に得られるポリイミドの弾性率が低下し、ガラス転移温度を低下させることができる。   On the other hand, when a diamine having a siloxane skeleton such as 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane is used as the diamine, the elastic modulus of the finally obtained polyimide is lowered and the glass transition temperature is lowered. be able to.

ここで、選択されるジアミンは耐熱性の観点より芳香族ジアミンが好ましいが、目的の物性に応じてジアミンの全体の60モル%、好ましくは40モル%を超えない範囲で、脂肪族ジアミンやシロキサン系ジアミン等の芳香族以外のジアミンを用いても良い。   Here, the selected diamine is preferably an aromatic diamine from the viewpoint of heat resistance. However, depending on the desired physical properties, the diamine may be an aliphatic diamine or siloxane within a range not exceeding 60 mol%, preferably not exceeding 40 mol%. Non-aromatic diamines such as diamines may be used.

次に、本発明で用いられるオキシムエステル化合物(A1)、および、ポリイミド前駆体を合成する手法をこれより具体的に例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明のオキシムエステル化合物(A1)は、例えば、以下に記載する1段階の反応スキームにより得ることができる。この反応スキームによれば、アセトフェノンオキシムを出発原料とし、これにトリエチルエミン触媒下、フェニル酢酸クロライドを反応させて目的物を得られる。
また、別の手法としては、アセトフェノンオキシムを出発原料とし、これにジブチル錫ジアセテート触媒下、フェニルイソシアネートを反応させて目的物を得る手法などが例示される。
但し、最終的に本発明記載の構造が得られるのであれば、合成ルートはこれに限定されない。
Next, although the technique which synthesize | combines the oxime ester compound (A1) and polyimide precursor which are used by this invention is illustrated more concretely from this, this invention is not limited to this.
The oxime ester compound (A1) of the present invention can be obtained, for example, by the one-step reaction scheme described below. According to this reaction scheme, acetophenone oxime is used as a starting material, and this is reacted with phenylacetic chloride in the presence of a triethylemine catalyst to obtain the desired product.
Further, as another technique, there is exemplified a technique in which acetophenone oxime is used as a starting material and this is reacted with phenyl isocyanate in the presence of a dibutyltin diacetate catalyst to obtain a target product.
However, the synthesis route is not limited to this as long as the structure according to the present invention is finally obtained.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

このようにして得られる本発明のオキシムエステル化合物(A1)は、イミド化のための光塩基発生の機能を十分に発揮させるために、露光波長の少なくとも一部に対して吸収を有する必要がある。一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長としては、436nm、405nm、365nmがある。また、KrFレーザーの波長は248nmである。
かかる観点から、オキシムエステル化合物(A1)及びその他の分子内開裂反応化合物(A)は、少なくとも436nm、405nm、365nm、248nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長の電磁波に対して吸収を有するものであることが好ましい。
特に本発明に用いられる高分子前駆体が、芳香族成分を含有する高分子である場合は、高分子前駆体のUV吸収が長波長領域まで存在する場合が多いので、オキシムエステル化合物(A1)の吸収波長は、高分子前駆体が光を充分に透過する波長領域、具体的には、436nm、405nmに存在していることがさらに好ましい。
この場合、吸収を有するとは、アセトニトリル等の溶液に溶解させた状態での、各波長におけるモル吸光係数が300以上であればよく、500以上であればさらに好ましい。
The oxime ester compound (A1) of the present invention thus obtained needs to have an absorption for at least a part of the exposure wavelength in order to sufficiently exhibit the function of generating a photobase for imidization. . The wavelength of a high-pressure mercury lamp that is a general exposure light source includes 436 nm, 405 nm, and 365 nm. The wavelength of the KrF laser is 248 nm.
From this point of view, the oxime ester compound (A1) and the other intramolecular cleavage reaction compound (A) have absorption with respect to electromagnetic waves having at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of at least 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 248 nm. It is preferable that
In particular, when the polymer precursor used in the present invention is a polymer containing an aromatic component, the UV absorption of the polymer precursor often exists up to a long wavelength region. Therefore, the oxime ester compound (A1) The absorption wavelength is more preferably present in a wavelength region where the polymer precursor sufficiently transmits light, specifically in 436 nm and 405 nm.
In this case, having absorption means that the molar extinction coefficient at each wavelength in a state dissolved in a solution such as acetonitrile may be 300 or more, and more preferably 500 or more.

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

ポリイミド前駆体は、感光性樹脂組成物とした際の感度を高め、マスクパターンを正確に再現するパターン形状を得るために、1μmの膜厚のときに、露光波長のいずれかに対して少なくとも5%以上の透過率を示すことが好ましく、15%以上の透過率を示すことが更に好ましい。
露光波長に対してポリイミド前駆体の透過率が高いということは、それだけ、照射光のロスが少ないということであり、高感度の感光性樹脂組成物を得ることができる。
また、一般的な露光光源である高圧水銀灯を用いて露光を行う場合には、少なくとも436nm、405nm、365nmの波長の電磁波のうち1つの波長の電磁波に対する透過率が、厚み1μmのフィルムに成膜した時で好ましくは5%以上、さらに好ましくは15%、さらに好ましくは50%以上である。
波長が248nmであるKrFレーザーで露光する場合には、248nmにおける透過率が、厚み1μmのフィルムに成膜した時で好ましくは5%以上、さらに好ましくは15%、さらに好ましくは50%以上である。
In order to increase the sensitivity when the polyimide precursor is a photosensitive resin composition and obtain a pattern shape that accurately reproduces the mask pattern, the polyimide precursor has a film thickness of 1 μm and at least 5 for any of the exposure wavelengths. % Or more is preferable, and it is more preferable that the transmittance is 15% or more.
That the transmittance | permeability of a polyimide precursor is high with respect to exposure wavelength means that there is little loss of irradiation light, and a highly sensitive photosensitive resin composition can be obtained.
In addition, when exposure is performed using a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, a transmittance with respect to an electromagnetic wave having a wavelength of at least 436 nm, 405 nm, and 365 nm is formed on a film having a thickness of 1 μm. Is preferably 5% or more, more preferably 15%, and still more preferably 50% or more.
In the case of exposure with a KrF laser having a wavelength of 248 nm, the transmittance at 248 nm is preferably 5% or more, more preferably 15%, more preferably 50% or more when formed on a film having a thickness of 1 μm. .

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

本発明に係る感光性樹脂組成物は、分子内開裂反応化合物(A)と、ポリイミド前駆体と、溶媒だけの単純な混合物であってもよいが、さらに適宜、増感剤、光又は熱硬化性成分、ポリイミド前駆体以外の非重合性バインダー樹脂等のその他の成分を配合して、感光性樹脂組成物を調製してもよい。本発明で用いる分子内開裂反応化合物(A)は、分子内開裂部位が塩の構造を含んでいないので感光性樹脂組成物に配合される他の成分による塩基発生能力の低下を起こしにくいので、処方設計の自由度が高い。   The photosensitive resin composition according to the present invention may be a simple mixture of only an intramolecular cleavage reaction compound (A), a polyimide precursor, and a solvent, but further suitably a sensitizer, light or thermosetting. The photosensitive resin composition may be prepared by blending other components such as a non-polymerizable binder resin other than the photosensitive component and the polyimide precursor. In the intramolecular cleavage reaction compound (A) used in the present invention, since the intramolecular cleavage site does not contain a salt structure, it is difficult for the base generation ability to be lowered by other components blended in the photosensitive resin composition. High degree of freedom in prescription design.

高分子前駆体を透過する波長の電磁波をオキシムエステル化合物(A1)が充分吸収できる様にし、感度を向上させたい場合に、増感剤の添加が効果を発揮する場合がある。
特に、高分子前駆体の吸収が360nm以上の波長にもある場合には、増感剤の添加による効果が大きい。増感剤と呼ばれる化合物の具体例としては、チオキサントン及び、ジエチルチオキサントンなどのその誘導体、シアニン及び、その誘導体、メロシアニン及び、その誘導体、クマリン系及び、その誘導体、ケトクマリン及び、その誘導体、ケトビスクマリン、及びその誘導体、シクロペンタノン及び、その誘導体、シクロヘキサノン及び、その誘導体、チオピリリウム塩及び、その誘導体、キノリン系及び、その誘導体、スチリルキノリン系及び、その誘導体、チオキサンテン系、キサンテン系及び、その誘導体、オキソノール系及び、その誘導体、ローダミン系及び、その誘導体、ピリリウム塩及び、その誘導体等が挙げられる。
Addition of a sensitizer may be effective when it is desired to improve the sensitivity by allowing the oxime ester compound (A1) to sufficiently absorb electromagnetic waves having a wavelength that passes through the polymer precursor.
In particular, when the absorption of the polymer precursor is also at a wavelength of 360 nm or longer, the effect of adding a sensitizer is great. Specific examples of compounds called sensitizers include thioxanthone and derivatives thereof such as diethylthioxanthone, cyanine and derivatives thereof, merocyanine and derivatives thereof, coumarins and derivatives thereof, ketocoumarins and derivatives thereof, and ketobiscoumarins. And derivatives thereof, cyclopentanone and derivatives thereof, cyclohexanone and derivatives thereof, thiopyrylium salts and derivatives thereof, quinoline derivatives and derivatives thereof, styrylquinoline derivatives and derivatives thereof, thioxanthene derivatives, xanthene derivatives and Derivatives, oxonol-based and derivatives thereof, rhodamine-based and derivatives thereof, pyrylium salts and derivatives thereof.

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

さらに他にはベンゾフェノン、アセトフェノン、アントロン、p,p’−テトラメチルジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、フェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、N−アセチル−p−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、N−アセチル−4−ニトロ−1−ナフチルアミン、ピクラミド、1,2−ベンズアンスラキノン、3−メチル−1,3−ジアザ−1,9−ベンズアンスロン、p,p’−テトラエチルジアミノベンゾフェノン、2−クロロ−4−ニトロアニリン、ジベンザルアセトン、1,2−ナフトキノン、2,5−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−シクロペンタン、2,6−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−シクロヘキサノン、2,6−ビス−(4’−ジメチルアミノベンザル)−4−メチル−シクロヘキサノン、2,6−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−4−メチル−シクロヘキサノン、4,4’−ビス−(ジメチルアミノ)−カルコン、4,4’−ビス−(ジエチルアミノ)−カルコン、p−ジメチルアミノベンジリデンインダノン、1,3−ビス−(4’−ジメチルアミノベンザル)−アセトン、1,3−ビス−(4’−ジエチルアミノベンザル)−アセトン、N−フェニル−ジエタノールアミン、N−p−トリル−ジエチルアミン、などが挙げられる。
これらは、オキシムエステル化合物(A1)との組み合わせによって、特に優れた効果を発揮する為、オキシムエステル化合物(A1)の構造によって最適な増感作用を示す増感剤が適宜選択される。この場合、増感剤自身が塩基性でない、すなわちpHが7以下の化合物であることが好ましい。
In addition, benzophenone, acetophenone, anthrone, p, p'-tetramethyldiaminobenzophenone (Michler ketone), phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, N-acetyl-p-nitroaniline, p-nitro Aniline, 2-ethylanthraquinone, 2-tertiarybutylanthraquinone, N-acetyl-4-nitro-1-naphthylamine, picramide, 1,2-benzanthraquinone, 3-methyl-1,3-diaza-1,9- Benzanthrone, p, p'-tetraethyldiaminobenzophenone, 2-chloro-4-nitroaniline, dibenzalacetone, 1,2-naphthoquinone, 2,5-bis- (4'-diethylaminobenzal) -cyclopentane, 2,6-bis- (4′-diethyla Minobenzal) -cyclohexanone, 2,6-bis- (4′-dimethylaminobenzal) -4-methyl-cyclohexanone, 2,6-bis- (4′-diethylaminobenzal) -4-methyl-cyclohexanone, 4, 4'-bis- (dimethylamino) -chalcone, 4,4'-bis- (diethylamino) -chalcone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 1,3-bis- (4'-dimethylaminobenzal) -acetone 1,3-bis- (4′-diethylaminobenzal) -acetone, N-phenyl-diethanolamine, Np-tolyl-diethylamine, and the like.
Since these exhibit particularly excellent effects when combined with the oxime ester compound (A1), a sensitizer exhibiting an optimal sensitizing action is appropriately selected depending on the structure of the oxime ester compound (A1). In this case, it is preferable that the sensitizer is not basic, that is, a compound having a pH of 7 or less.

感光性樹脂組成物を溶解、分散又は希釈する溶剤としては各種の汎用溶剤を用いることが出来る。また、前駆体としてポリアミック酸を用いる場合には、ポリアミック酸の合成反応により得られた溶液をそのまま用い、そこに必要に応じて他の成分を混合しても良い。   Various general-purpose solvents can be used as a solvent for dissolving, dispersing or diluting the photosensitive resin composition. Moreover, when using a polyamic acid as a precursor, you may use the solution obtained by the synthesis reaction of polyamic acid as it is, and may mix other components there as needed.

使用可能な汎用溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノエーテル類(いわゆるセロソルブ類);メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、前記グリコールモノエーテル類の酢酸エステル(例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート)、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、蓚酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類;塩化メチレン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエチレン、1−クロロプロパン、1−クロロブタン、1−クロロペンタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;N−メチルピロリドンなどのピロリドン類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、その他の有機極性溶媒類等が挙げられ、更には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、及び、その他の有機非極性溶媒類等も挙げられる。これらの溶媒は単独若しくは組み合わせて用いられる。   Usable general-purpose solvents include, for example, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, and other ethers; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Glycol monoethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether (so-called cellosolves); ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone; acetic acid Ethyl, butyl acetate, vinegar n-propyl, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, acetate esters of the above glycol monoethers (for example, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate), methoxypropyl acetate, ethoxypropyl acetate, dimethyl oxalate, Esters such as methyl lactate and ethyl lactate; alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin; methylene chloride, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, 1-chloropropane Halogenated hydrocarbons such as 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene; Amides such as muamide and N, N-dimethylacetamide; pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone; lactones such as γ-butyrolactone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, and other organic polar solvents, and the like. , Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and other organic nonpolar solvents. These solvents are used alone or in combination.

また、本発明の感光性樹脂組成物には、分子内開裂反応化合物(A)の補助的な役割として、光によって酸又は塩基を発生させる他の感光性成分を加えても良い。
また、本発明に係る樹脂組成物に加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。また、その機能又は形態としては顔料、フィラー、繊維等がある。
Moreover, you may add to the photosensitive resin composition of this invention the other photosensitive component which generate | occur | produces an acid or a base with light as an auxiliary | assistant role of the intramolecular cleavage reaction compound (A).
In addition, various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be blended to impart processing characteristics and various functionalities to the resin composition according to the present invention. For example, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate, and these may have a porous or hollow structure. The function or form includes pigments, fillers, fibers, and the like.

本発明に係る感光性樹脂組成物において、前記高分子前駆体(固形分)は、得られるパターンの膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、30重量%以上、50重量%以上含有することが好ましい。また、前記分子内解裂反応化合物(A)は、感光性樹脂組成物に含まれる高分子前駆体の固形分100重量部に対し、通常、0.1〜95重量部、好ましくは0.5〜60重量部、さらに好ましくは1〜40重量部の範囲内で含有させることが好ましい。0.1重量部未満であると添加の効果を得られにくく、95重量部を超えると最終的に得られる樹脂硬化物に求められる諸物性を満たしにくくなる。
また、その他の任意成分の配合割合は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、0.1重量%〜95重量%の範囲が好ましい。0.1重量%未満だと、添加物を添加した効果が発揮されにくく、95重量%を超えると、最終的に得られる樹脂硬化物の特性が最終生成物に反映されにくい。なお、感光性樹脂組成物の固形分とは溶剤以外の全成分であり、液状のモノマー成分も固形分に含まれる。
In the photosensitive resin composition according to the present invention, the polymer precursor (solid content) is based on the entire solid content of the photosensitive resin composition from the viewpoint of film physical properties of the pattern to be obtained, particularly film strength and heat resistance. 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more. The intramolecular cleavage reaction compound (A) is usually 0.1 to 95 parts by weight, preferably 0.5 to 100 parts by weight of the solid content of the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition. It is preferable to make it contain in the range of -60 weight part, More preferably in the range of 1-40 weight part. If the amount is less than 0.1 parts by weight, it is difficult to obtain the effect of addition, and if it exceeds 95 parts by weight, it is difficult to satisfy various physical properties required for the finally obtained cured resin.
Moreover, the mixture ratio of other arbitrary components has the preferable range of 0.1 to 95 weight% with respect to the whole solid content of the photosensitive resin composition. When the amount is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is hardly exhibited, and when it exceeds 95% by weight, the properties of the finally obtained resin cured product are not easily reflected in the final product. In addition, solid content of the photosensitive resin composition is all components other than a solvent, and a liquid monomer component is also contained in solid content.

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

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

本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールのガラス転移温度は、耐熱性の観点からは高ければ高いほど良いが、光導波路のように熱成形プロセスが考えられる用途においては、120℃〜450℃程度のガラス転移温度を示すことが好ましく、200℃〜400℃程度のガラス転移温度を示すことがさらに好ましい。ここで本発明におけるガラス転移温度は、感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールをフィルム形状にすることが出来る場合には、動的粘弾性測定によって、tanδ(tanδ=損失弾性率(E’’)/貯蔵弾性率(E’))のピーク温度から求められる。動的粘弾性測定としては、例えば、粘弾性測定装置Solid Analyzer RSA II(Rheometric Scientific社製)によって、周波数3Hz、昇温速度5℃/minにより行うことができる。感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールをフィルム形状にできない場合には、示差熱分析装置(DSC)のベースラインの変曲点の温度で判断する。
本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールの寸法安定性の観点から、線熱膨張係数は60ppm以下が好ましく、40ppm以下がさらに好ましい。半導体素子等の製造プロセスにおいてシリコンウェハ上に膜を形成する場合には、密着性、基板のそりの観点から20ppm以下がさらに好ましい。ここで、本発明における線熱膨張係数とは、本発明で得られる感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールのフィルムの熱機械的分析装置(TMA)によって求めることができる。熱機械的分析装置(例えばThermo Plus TMA8310(リガク社製)によって、昇温速度を10℃/min、評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2として得られる。
The glass transition temperature of the polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is preferably as high as possible from the viewpoint of heat resistance, but in applications where a thermoforming process is considered like an optical waveguide, It is preferable to show a glass transition temperature of about 120 ° C. to 450 ° C., and it is more preferable to show a glass transition temperature of about 200 ° C. to 400 ° C. Here, the glass transition temperature in the present invention is tan δ (tan δ = loss elastic modulus (tan δ) by dynamic viscoelasticity measurement when polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape. It is obtained from the peak temperature of E ″) / storage elastic modulus (E ′)). The dynamic viscoelasticity measurement can be performed, for example, with a viscoelasticity measuring apparatus Solid Analyzer RSA II (manufactured by Rheometric Scientific) at a frequency of 3 Hz and a temperature rising rate of 5 ° C./min. When the polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition cannot be formed into a film shape, the temperature is determined based on the inflection point of the baseline of the differential thermal analyzer (DSC).
From the viewpoint of the dimensional stability of the polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition of the present invention, the linear thermal expansion coefficient is preferably 60 ppm or less, and more preferably 40 ppm or less. In the case of forming a film on a silicon wafer in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, 20 ppm or less is more preferable from the viewpoint of adhesion and warpage of the substrate. Here, the linear thermal expansion coefficient in this invention can be calculated | required with the thermomechanical analyzer (TMA) of the film of the polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition obtained by this invention. Using a thermomechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA8310 (manufactured by Rigaku Corporation), the heating rate is 10 ° C./min, and the tensile load is 1 g / 25,000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same. .

以上に述べたように、本発明に係る感光性樹脂組成物は、分子内解裂反応化合物(A)、特に上記式(1)で表されるオキシムエステル化合物(A1)が、高感度の光塩基発生剤として機能することで、多種多様な高分子前駆体を適用することができ、最終的に得られる高分子の構造を広範囲から選択することができる。
また、本発明によれば、高分子前駆体に分子内解裂反応化合物(A)を混合するだけという簡便な手法で感光性樹脂組成物を得ることができることから、コストパフォーマンスにも優れる。
さらには、電磁波の照射により発生したアミンの触媒効果により、イミド化に要する処理温度を低減できる為、プロセスへの不可や製品への熱によるダメージを低減することが可能である。
As described above, the photosensitive resin composition according to the present invention has an intramolecular cleavage reaction compound (A), particularly an oxime ester compound (A1) represented by the above formula (1). By functioning as a base generator, a wide variety of polymer precursors can be applied, and the polymer structure finally obtained can be selected from a wide range.
Moreover, according to this invention, since the photosensitive resin composition can be obtained by the simple method of mixing only the intramolecular cleavage reaction compound (A) with a polymer precursor, it is excellent also in cost performance.
Furthermore, since the treatment temperature required for imidization can be reduced by the catalytic effect of the amine generated by the irradiation of electromagnetic waves, it is possible to reduce the impossibility of the process and damage to the product due to heat.

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

本発明に係る感光性樹脂組成物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野・製品、例えば、塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として好適に用いられ、本発明に係る感光性樹脂組成物又はその熱硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料いずれかの物品が提供される。   The photosensitive resin composition according to the present invention is used in a wide range of fields and products in which properties such as heat resistance, dimensional stability, and insulation are effective, such as paints or printing inks, color filters, and films for flexible displays. The photosensitive resin according to the present invention is suitably used as a material for forming semiconductor devices, electronic components, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, holograms, optical members or building materials. Printed matter, color filter, flexible display film, semiconductor device, electronic component, interlayer insulating film, wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection, at least partly formed of the composition or its thermoset Articles of either films, holograms, optical members or building materials are provided.

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

次に、本発明に係るネガ型パターン形成方法は、前記本発明に係る塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射し、必要に応じて後処理を行って、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の塩基性水溶液に対する溶解性を選択的に低下させた後、塩基性水溶液を用いて現像することを特徴とする。
本発明に係る感光性樹脂組成物を何らかの支持体上に塗布し、所定のパターン状に電磁波を照射すると、露光部においてのみ、分子内解裂反応化合物(A)が解裂して塩基性物質が生成する。塩基性物質は、露光部の高分子前駆体の最終生成物への反応を促進する触媒として作用する。
Next, the negative pattern forming method according to the present invention irradiates the surface of the coating film or the molded body made of the photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to the present invention with an electromagnetic wave in a predetermined pattern, A post-treatment is performed as necessary to selectively reduce the solubility of the coating film or molded body in the electromagnetic wave irradiation site in the basic aqueous solution, and then development is performed using the basic aqueous solution.
When the photosensitive resin composition according to the present invention is applied on some support and irradiated with electromagnetic waves in a predetermined pattern, the intramolecular cleavage reaction compound (A) is cleaved only in the exposed area, and thus a basic substance. Produces. The basic substance acts as a catalyst that promotes the reaction of the polymer precursor in the exposed area to the final product.

塩基性物質により、露光部の高分子前駆体が直接的に最終生成物へ反応して、露光部の高分子前駆体のみの塩基性水溶液に対する溶解性が選択的に低下される場合には、露光後に特に後処理なく、溶解性が低下していない未露光部のみを塩基性水溶液を用いて溶解することにより、現像することが可能になる。
露光工程に用いられる露光方法や露光装置は特に限定されることなく、密着露光でも間接露光でも良くステッパー、スキャナー、アライナー、密着プリンター、レーザー、電子線描画等、公知のあらゆる手段を用いることができる。
When the basic substance reacts directly with the polymer precursor in the exposed area to the final product and the solubility of the exposed polymer precursor only in the basic aqueous solution is selectively reduced, It becomes possible to develop by dissolving only the unexposed part where the solubility is not lowered after the exposure using a basic aqueous solution without any post-treatment.
The exposure method and exposure apparatus used in the exposure process are not particularly limited, and may be contact exposure or indirect exposure, and any known means such as a stepper, scanner, aligner, contact printer, laser, and electron beam drawing can be used. .

本発明に係るネガ型パターン形成方法においては、露光工程と現像工程の間に、必要に応じて熱処理などの後処理を行っても良い。ここでの後処理は、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の塩基性水溶液に対する溶解性を選択的に低下させるための処理である。
熱処理等の後処理は、例えば、塩基性物質と共存する露光部の高分子前駆体のみに対して、最終生成物へ反応させる処理とする。従って、熱処理をする場合には、例えば、塩基性物質が存在する露光部と、塩基性物質が存在しない未露光部とで、高分子前駆体の環化率が異なるようになる温度で行うことが好ましい。
In the negative pattern forming method according to the present invention, post-treatment such as heat treatment may be performed between the exposure step and the development step as necessary. The post-treatment here is a treatment for selectively reducing the solubility of the coating film or the molded body in the basic aqueous solution at the electromagnetic wave irradiation site.
The post-treatment such as heat treatment is, for example, a treatment in which only the polymer precursor in the exposed portion coexisting with the basic substance is reacted with the final product. Therefore, when performing the heat treatment, for example, it is performed at a temperature at which the cyclization rate of the polymer precursor is different between the exposed portion where the basic substance is present and the unexposed portion where the basic substance is not present. Is preferred.

例えば、ポリイミド前駆体をイミド化率する場合、この段階での熱処理の好ましい温度範囲は、通常60℃〜180℃程度である。熱処理温度が60℃より低いと、イミド化の効率が悪く、現実的なプロセス条件で露光部、未露光部のイミド化率の差を創出することが難しくなる。一方、熱処理温度が180℃以上であると、電磁波の吸収に伴う分子内解裂反応により、塩基性物質を生成する中性の化合物が熱分解したり、アミンが存在していない未露光部でもイミド化が進行したりして、露光部と未露光部の溶解性の差が出にくい。
この熱処理は、公知の方法であればどの方法でもよく、具体的に例示すると、空気、又は窒素雰囲気下の循環オーブン、ホットプレートによる加熱などが挙げられるが、特に限定されない。
For example, when imidating a polyimide precursor, the preferable temperature range of the heat treatment at this stage is usually about 60 ° C to 180 ° C. When the heat treatment temperature is lower than 60 ° C., the imidization efficiency is poor, and it becomes difficult to create a difference in the imidization ratio between the exposed portion and the unexposed portion under realistic process conditions. On the other hand, when the heat treatment temperature is 180 ° C. or higher, a neutral compound that generates a basic substance is thermally decomposed by an intramolecular cleavage reaction accompanying absorption of electromagnetic waves, or even in an unexposed area where no amine is present. Due to the progress of imidization, a difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion is difficult to occur.
This heat treatment may be any method as long as it is a publicly known method, and specific examples thereof include air, a circulation oven in a nitrogen atmosphere, heating with a hot plate, and the like, but are not particularly limited.

現像工程に用いられる塩基性水溶液としては、特に限定されないが、例えば、濃度が、0.01重量%〜10重量%、好ましくは、0.05重量%〜5重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、その他、1級、2級、3級アミンの水溶液、水酸化物イオンとアンモニウムイオンの塩の水溶液等が挙げられる。
溶質は、1種類でも2種類以上でも良く、全体の重量の50%以上、さらに好ましくは70%以上、水が含まれていれば有機溶媒等を含んでいても良い。
The basic aqueous solution used in the development step is not particularly limited. For example, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution having a concentration of 0.01 wt% to 10 wt%, preferably 0.05 wt% to 5 wt%, Potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, magnesium hydroxide aqueous solution, calcium hydroxide aqueous solution, sodium hydrogen carbonate aqueous solution, other primary, secondary and tertiary amine aqueous solutions, hydroxide ion and ammonium ion salt aqueous solutions Etc.
The solute may be one type or two or more types, and may contain 50% or more of the total weight, more preferably 70% or more, and an organic solvent or the like as long as water is contained.

(製造例1)
窒素雰囲気下、200mL三口フラスコ中、アセトフェノンオキシム1.35g(10mmol)を脱水ジメチルアセトアミド50mLに溶解し、触媒量のジブチルすずジアセテートを加え、撹拌した。そこへ、ベンジルイソシアネート 1.33g(10mmol)を添加し、105℃で7時間加熱攪拌を行った。
その後、蒸留水500mlによって再沈殿を行い、沈殿物を回収した後、カラムクロマトグラフィーによって生成し、1.6gの目的の感光性物質1を得た。
(Production Example 1)
Under a nitrogen atmosphere, 1.35 g (10 mmol) of acetophenone oxime was dissolved in 50 mL of dehydrated dimethylacetamide in a 200 mL three-necked flask, and a catalytic amount of dibutyltin diacetate was added and stirred. Thereto was added 1.33 g (10 mmol) of benzyl isocyanate, and the mixture was heated and stirred at 105 ° C. for 7 hours.
Thereafter, reprecipitation was performed with 500 ml of distilled water, and the precipitate was collected and then produced by column chromatography to obtain 1.6 g of the intended photosensitive material 1.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

(製造例2)
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル 1.20g(6mmol)を50mlの3つ口フラスコに投入し、5mlの脱水されたN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させ窒素気流下、氷浴で冷却しながら撹拌した。そこへ、少しずつピロメリット酸2無水物 1.31g(6mmol)を添加し、添加終了後、氷浴中で5時間撹拌し、その溶液を、脱水されたジエチルエーテルによって再沈殿し、その沈殿物を室温で減圧下、17時間乾燥し、白色固体を2.11g(ポリイミド前駆体1)を得た。
(Production Example 2)
4.20 g (6 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether was put into a 50 ml three-necked flask, dissolved in 5 ml of dehydrated N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and cooled in an ice bath under a nitrogen stream. While stirring. Pyromellitic dianhydride 1.31 g (6 mmol) was added little by little, and after the addition was completed, the mixture was stirred in an ice bath for 5 hours, and the solution was reprecipitated with dehydrated diethyl ether. The product was dried at room temperature under reduced pressure for 17 hours to obtain 2.11 g (polyimide precursor 1) of a white solid.

(実施例1)
上記ポリイミド前駆体1を400mgと、上記感光性物質1を80mgとを、NMP 3mlに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物1)を得た。
Example 1
400 mg of the polyimide precursor 1 and 80 mg of the photosensitive substance 1 were dissolved in 3 ml of NMP to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 1) of the present invention.

(比較例1)
上記ポリイミド前駆体1 400mgのみをNMP 3mlに溶解させて、比較例の感光性樹脂組成物(比較感光性樹脂組成物1)を得た。
(Comparative Example 1)
Only 400 mg of the polyimide precursor 1 was dissolved in 3 ml of NMP to obtain a photosensitive resin composition of a comparative example (comparative photosensitive resin composition 1).

(試 験)
(1)吸収波長と透過率
感光性物質1の1.0×10−4mol/Lアセトニトリル溶液におけるUV吸収、および、ポリイミド前駆体1のガラス上に作成した4.11μmの透過率を、分光測定装置(SHIMADZU製UV-2550 (PC)S GLP)を用いて測定した。
その結果感光性物質1のUV吸収スペクトルは、吸収の裾が350nm付近まで伸びていた。また、ポリイミド前駆体1の透過スペクトルを図2に示す。
ポリイミド前駆体の透過率は、表1のとおりとなり、365nmにおいても10%以上の透過率を示した。
(Test)
(1) Absorption wavelength and transmittance The UV absorption of the photosensitive material 1 in a 1.0 × 10 −4 mol / L acetonitrile solution and the transmittance of 4.11 μm created on the glass of the polyimide precursor 1 were spectroscopically analyzed. It measured using the measuring apparatus (UV-2550 (PC) S GLP by SHIMADZU).
As a result, in the UV absorption spectrum of photosensitive material 1, the bottom of the absorption extended to around 350 nm. Moreover, the transmission spectrum of the polyimide precursor 1 is shown in FIG.
The transmittance of the polyimide precursor was as shown in Table 1, and showed a transmittance of 10% or more even at 365 nm.

Figure 0004816176
Figure 0004816176

(2)熱硬化温度
感光性樹脂組成物1(実施例1)及び比較感光性樹脂組成物1(比較例1)を、それぞれクロムめっきされたガラス板上に最終膜厚2μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で2分間乾燥させた。そこへ、手動露光装置(大日本スクリーン株式会社製、MA−1200)でh線換算で、10J紫外線照射を行った。この塗膜を、日本分光製IR310及び、アズワン社製 HOTPLATE EC-1200を用い、室温から昇温速度5℃/minで加熱を350℃まで行いながら赤外分光スペクトルを測定した。
加熱にしたがって前駆体由来のスペクトルが消失し、加熱によって生成したポリイミド由来のピークが現れた。イミド化の進行状況を確認する為に、測定前の前駆体由来の1663cm−1のピーク面積を1としたときに、加熱過程でのピーク面積の減少量をイミド化率と換算しプロットした。(測定前の状態がイミド化率0%、ピークが完全に消失したときをイミド化率100%とした。)
その結果は図2に示した通りである。感光性樹脂組成物1は、感光性樹脂組成物2に比べて前駆体の減少がより低温で起こっており、両サンプルのイミド化率の差が175℃付近で最大となることがわかった。
(2) Thermosetting temperature Spin the photosensitive resin composition 1 (Example 1) and the comparative photosensitive resin composition 1 (Comparative Example 1) on a chrome-plated glass plate to a final film thickness of 2 μm. Coated and dried on a hot plate at 100 ° C. for 2 minutes. Thereto, 10J ultraviolet irradiation was performed in terms of h rays with a manual exposure device (MA-1200, manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd.). The infrared spectroscopic spectrum of this coating film was measured using IR310 manufactured by JASCO Corporation and HOTPLATE EC-1200 manufactured by ASONE Co., Ltd. while heating from room temperature to 350 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min.
The spectrum derived from the precursor disappeared with heating, and a peak derived from polyimide generated by heating appeared. In order to confirm the progress of imidization, when the peak area of 1663 cm −1 derived from the precursor before the measurement was set to 1, the amount of decrease in the peak area in the heating process was converted into the imidation rate and plotted. (The state before measurement was 0% imidation, and the time when the peak completely disappeared was taken as 100% imidation.)
The result is as shown in FIG. In the photosensitive resin composition 1, the decrease in the precursor occurred at a lower temperature than that in the photosensitive resin composition 2, and it was found that the difference in the imidization ratio between the two samples was maximized around 175 ° C.

(3)パターン形成
感光性樹脂組成物1(実施例1)を、ガラス板上に最終膜厚2μmになるようにスピンコートし、80℃のホットプレート上で30分間乾燥させた。そこへ、手動露光装置(大日本スクリーン株式会社製、MA−1200)により、所定パターンを有するフォトマスクを介して、h線換算で5J紫外線照射を行い、その後、160℃のホットプレート上で5分加熱したのち、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド 2.38%溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それらのサンプルを300℃で1時間加熱しイミド化を行った。
この結果から、本発明の感光性樹脂組成物は、良好なパターンを形成することできることが明らかとなった。
(3) Pattern formation The photosensitive resin composition 1 (Example 1) was spin-coated on a glass plate so as to have a final film thickness of 2 μm, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 30 minutes. Then, 5J ultraviolet irradiation was performed on a hot plate at 160 ° C. using a manual exposure apparatus (MA-1200, manufactured by Dainippon Screen Co., Ltd.), through a photomask having a predetermined pattern. After heating for a minute, it was immersed in a tetramethylammonium hydroxide 2.38% solution. As a result, a pattern was obtained in which the exposed portion remained undissolved in the developer. Furthermore, those samples were heated at 300 ° C. for 1 hour to perform imidization.
From this result, it became clear that the photosensitive resin composition of the present invention can form a good pattern.

実施例で用いたポリイミド前駆体の透過スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the transmission spectrum of the polyimide precursor used in the Example. 実施例及び比較例の感光性樹脂組成物に紫外線照射した後の処理温度と、ポリイミド前駆体のイミド化率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the processing temperature after irradiating the photosensitive resin composition of an Example and a comparative example with an ultraviolet-ray, and the imidation ratio of a polyimide precursor.

Claims (17)

電磁波の吸収に伴う分子内の共有結合の解裂反応により塩基性物質を生成する分子内解裂反応化合物(A)からなる光塩基発生剤と、塩基性水溶液に可溶なポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を含有し、前記分子内解裂反応化合物(A)は下記式(1”)で表わされる構造を含む分子内解裂反応部位(a)を有していることを特徴とする塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。
Figure 0004816176
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
A photobase generator composed of an intramolecular cleavage reaction compound (A) that generates a basic substance by the cleavage reaction of a covalent bond in the molecule accompanying absorption of electromagnetic waves, and a polyimide precursor or polysoluble in a basic aqueous solution. A benzoxazole precursor is contained, and the intramolecular cleavage reaction compound (A) has an intramolecular cleavage reaction site (a) including a structure represented by the following formula (1 ″). Photosensitive resin composition for basic aqueous solution development.
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, the two are bonded to form a cyclic structure. Is also good.)
前記ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体は、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進されるものである、請求項1に記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to claim 1, wherein the polyimide precursor or the polybenzoxazole precursor itself is a substance whose reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance. object. 前記ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体は、それ自体が塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進され、且つ、加熱により塩基性水溶液への溶解性が低く変化するものである、請求項2に記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。 The polyimide precursor or the polybenzoxazole precursor itself is a substance whose reaction to the final product is promoted by the action of a basic substance, and its solubility in a basic aqueous solution is lowered by heating, The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development of Claim 2. 前記式(1”)中のR1及びR2のうち少なくとも1つが芳香族基又はビニル基を含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of R1 and R2 in the formula (1 ") contains an aromatic group or a vinyl group. 前記の分子内解裂反応化合物(A)が、下記式(1)で表される化合物(A1)である、請求項1乃至4のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。
Figure 0004816176
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。R3およびR4は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよい。また、それら2つが結合して環状構造を形成していても良い。)
The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to any one of claims 1 to 4, wherein the intramolecular cleavage reaction compound (A) is a compound (A1) represented by the following formula (1). .
Figure 0004816176
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and they may be the same or different. In addition, the two are bonded to form a cyclic structure. R3 and R4 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and they may be the same or different, and they may be combined to form a cyclic structure. good.)
前記式(1)で表される化合物(A1)のR1及びR2のうち少なくとも1つが芳香族基である、請求項5に記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to claim 5, wherein at least one of R1 and R2 of the compound (A1) represented by the formula (1) is an aromatic group. 上記式(1)で表される化合物(A1)のR3及びR4のうち少なくとも1つの、窒素原子と結合している末端原子が、SP3軌道を有する炭素原子である、請求項5又は6に記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   The terminal atom couple | bonded with the nitrogen atom among at least 1 of R3 and R4 of the compound (A1) represented by the said Formula (1) is a carbon atom which has SP3 orbital. Photosensitive resin composition for basic aqueous solution development. 上記式(1)で表される化合物(A1)のR3及びR4のうち少なくとも1つが、直鎖脂肪族炭化水素基、分岐脂肪族炭化水素基、及び、環状脂肪族炭化水素基よりなる群から選択される1種以上の脂肪族炭化水素基である請求項5乃至7のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   At least one of R3 and R4 of the compound (A1) represented by the above formula (1) is selected from the group consisting of a linear aliphatic hydrocarbon group, a branched aliphatic hydrocarbon group, and a cyclic aliphatic hydrocarbon group. The photosensitive resin composition for developing a basic aqueous solution according to any one of claims 5 to 7, which is one or more selected aliphatic hydrocarbon groups. 上記式(1)で表される化合物(A1)のR3及びR4が連結して、ウレタン結合構造の窒素と共に環状構造を形成する炭化水素基である、請求項5乃至7のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   The compound according to any one of claims 5 to 7, wherein R3 and R4 of the compound (A1) represented by the formula (1) are linked to form a cyclic structure together with nitrogen of a urethane bond structure. Photosensitive resin composition for basic aqueous solution development. 前記の分子内解裂反応化合物(A)が、436nm、405nm、365nm、248nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   10. The intramolecular cleavage reaction compound (A) has absorption at at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 248 nm. Photosensitive resin composition for basic aqueous solution development. 増感剤を含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to any one of claims 1 to 10, comprising a sensitizer. 前記ポリイミド前駆体がポリアミック酸である請求項1乃至11のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to any one of claims 1 to 11, wherein the polyimide precursor is a polyamic acid. 塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として用いられる請求項1乃至12のいずれかに記載の塩基性水溶液現像用感光性樹脂組成物。 Paint or printing ink, or color filter, flexible display film, semiconductor device, electronic component, interlayer insulation film, wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection film, hologram, optical member or building material The photosensitive resin composition for basic aqueous solution development according to any one of claims 1 to 12 , which is used as a material. 前記請求項1〜13のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料いずれかの物品。 A printed material, a color filter, a film for flexible display, a semiconductor device, an electronic component, an interlayer insulating film, at least part of which is formed of the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 13 or a cured product thereof. Article of any of wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection film, hologram, optical member or building material. 前記請求項1〜13のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射し、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の塩基性水溶液に対する溶解性を選択的に低下させた後、塩基性水溶液を用いて現像することを特徴とする、ネガ型パターン形成方法。 The surface of the coating film or molded article made of a photosensitive resin composition according to any one of the claims 1 to 13, irradiating the electromagnetic wave in a predetermined pattern, the electromagnetic radiation portion of the coating film or molded body base A negative pattern forming method characterized by selectively reducing solubility in a basic aqueous solution and then developing using a basic aqueous solution. 電磁波を照射後、加熱処理を行って、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の塩基性水溶液に対する溶解性を選択的に低下させることを特徴とする、請求項15に記載のネガ型パターン形成方法。 The negative pattern formation according to claim 15 , wherein after the irradiation with the electromagnetic wave, a heat treatment is performed to selectively reduce the solubility of the coating film or the molded body in the electromagnetic wave irradiation site in the basic aqueous solution. Method. 電磁波を照射後、現像前に加熱処理を行って、前記塗膜又は成形体の電磁波照射部位の塩基性水溶液に対する溶解性を選択的に低下させることを特徴とする、請求項16に記載のネガ型パターン形成方法。 The negative according to claim 16 , wherein after the irradiation with the electromagnetic wave, a heat treatment is performed before the development to selectively reduce the solubility of the coating film or molded body in the electromagnetic aqueous solution at the basic aqueous solution. Mold pattern forming method.
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