JP4911248B2 - 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法 - Google Patents

感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4911248B2
JP4911248B2 JP2010536263A JP2010536263A JP4911248B2 JP 4911248 B2 JP4911248 B2 JP 4911248B2 JP 2010536263 A JP2010536263 A JP 2010536263A JP 2010536263 A JP2010536263 A JP 2010536263A JP 4911248 B2 JP4911248 B2 JP 4911248B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photosensitive resin
acid
film
boiling point
viscosity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010536263A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011030744A1 (ja
Inventor
一登 三好
真佐夫 富川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2010536263A priority Critical patent/JP4911248B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4911248B2 publication Critical patent/JP4911248B2/ja
Publication of JPWO2011030744A1 publication Critical patent/JPWO2011030744A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0048Photosensitive materials characterised by the solvents or agents facilitating spreading, e.g. tensio-active agents
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/037Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polyamides or polyimides

Description

本発明は、感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法に関する。さらに詳しくは、半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜、有機エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:以下ELと記す)素子の絶縁膜、有機EL素子を用いた表示装置の駆動用薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下TFTと記す)基板の平坦化膜、回路基板の配線保護絶縁膜、固体撮像素子のオンチップマイクロレンズや各種ディスプレイ・固体撮像素子用平坦化膜などの用途に適した感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法に関する。
ポリイミドやポリベンゾオキサゾールからなる樹脂膜は、半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜、平坦化膜などに広く使用されている。最近では、例えば有機EL素子の絶縁膜やTFT基板の平坦化膜などにも使用されている。これらの用途においては、半導体用途に比べて基板サイズが非常に大きいため、スリット塗布により樹脂組成物を塗布することが一般的である。スリット塗布はスリットノズルを用いた塗布方式で、従来のスピン塗布と異なり基板を回転する必要がないことから、樹脂組成物の使用量削減と工程安全性の観点から広く採用されている。スリット塗布において、スリットノズルから吐出された塗布膜は多量の溶媒を含んでいるため、塗布後速やかに減圧乾燥して溶媒を除去し、その後ホットプレートなどを用いて加熱乾燥することが一般的である。
スリット塗布に適した感光性樹脂組成物として、ポリイミド前駆体またはポリヒドロキシアミドと、感光剤と、大気圧下における沸点が100℃以上140℃以下の有機溶媒とを含有し、当該有機溶媒の含有率が有機溶媒全量に対して50重量%以上100重量%以下である感光性樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)が提案されている。また、フェノールノボラック樹脂に代表されるアルカリ可溶性樹脂を含むポジ型レジスト組成物において、スリット塗布後の減圧乾燥工程における塗布膜表面と内部の溶媒蒸発速度の違いに起因するパターン形状不良を改善する技術として、アルカリ可溶性樹脂、感光剤、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと1気圧20℃における蒸気圧が150Pa以下の共溶媒との混合溶媒を含むスリットコーティング用感光性樹脂組成物(例えば、特許文献2参照)が提案されている。また、塗布液の粘度を下げてスリット塗布による高速塗布を可能とし、膜厚の均一性とパターン形状を改良する技術として、アルカリ可溶性樹脂、感光性物質および20℃における粘度が1.1cp以下の低粘度溶媒を溶媒中10重量%以上含有するスリットコーティング用フォトレジスト組成物(例えば、特許文献3参照)が提案されている。
特開2004−54254号公報 特開2008−158281号公報 特開2008−70480号公報
特許文献1記載の技術により、スリットノズルの異物付着や詰まりに起因するスジ引きや、乾燥時に支持具の痕が転写する転写痕などの欠陥を抑制することはできるものの、スリット塗布後に減圧乾燥する際に泡を生じる課題があった。このような泡の発生は、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールやそれらの前駆体を含む樹脂組成物を用いて、膜厚の厚い感光性樹脂膜、特に膜厚5μm以上の感光性樹脂膜を形成する場合に顕著であり、泡の発生を抑制することが求められていた。また、特許文献2〜3記載の技術をポリイミド、ポリベンゾオキサゾールやそれらの前駆体を含む感光性樹脂組成物に適用する場合、これらの樹脂のプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(沸点146℃)や粘度が1.1cp以下の低粘度溶媒に対する溶解性が乏しく、感光性樹脂組成物中に未溶解樹脂が残存したり、スリット塗布により形成した感光性樹脂膜の膜厚が不均一となる課題があった。
ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールまたはそれらの前駆体を含有する感光性樹脂組成物をスリット塗布により厚膜形成する際、減圧乾燥時の泡の発生を抑制し、かつ乾燥後の膜厚均一性も改善することが望まれている。そこで本発明は特定の特性を有する有機溶媒の組み合わせにより、減圧乾燥に伴う泡の発生を抑制し、乾燥後の膜厚均一性に優れた感光性樹脂膜を形成することのできる感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明は、(a)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミドの前駆体、および、ポリベンゾオキサゾールの前駆体から選択される少なくとも1種以上の樹脂、(b)感光剤、(c)大気圧下における沸点が100℃以上130℃以下の有機溶媒および(d)大気圧下における沸点が150℃以上で、20℃における粘度が1.1mPa・sより大きく1.5mPa・sより小さい有機溶媒を含有し、かつ(c)成分の含有量が有機溶媒全量に対して40重量%以上90重量%以下であり、(d)成分の含有量が有機溶媒全量に対して10重量%以上60重量%以下であることを特徴とする感光性樹脂組成物である。
本発明によれば、スリット塗布後の減圧乾燥工程における泡の発生を抑制し、乾燥後の膜厚が5μm以上の厚膜においても膜厚均一性に優れる感光性樹脂膜を形成することのできる感光性樹脂組成物を得ることができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、(a)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミドの前駆体、および、ポリベンゾオキサゾールの前駆体から選択される少なくとも1種以上の樹脂、(b)感光剤、(c)大気圧下における沸点が100℃以上130℃以下の有機溶媒および(d)大気圧下における沸点が150℃以上で、20℃における粘度が1.1mPa・sより大きく1.5mPa・sより小さい有機溶媒を含有し、かつ(c)成分の含有量が有機溶媒全量に対して40重量%以上90重量%以下であり、(d)成分の含有量が有機溶媒全量に対して10重量%以上60重量%以下であることを特徴とする感光性樹脂組成物である。以下に、各成分について説明する。
本発明の感光性樹脂組成物は、(a)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミドの前駆体、および、ポリベンゾオキサゾールの前駆体から選択される少なくとも1種以上の樹脂を含有する。これらを2種以上含有してもよいし、これらの2種以上の繰り返し単位を有する共重合体を含有してもよい。
ポリイミドおよびポリベンゾオキサゾールは、主鎖構造内にイミド環またはオキサゾール環の環状構造を有する樹脂である。構造単位の繰り返し数は10〜100,000が好ましい。
ポリイミドは、テトラカルボン酸や対応するテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸ジエステルジクロリドなどと、ジアミンや対応するジイソシアネート化合物、トリメチルシリル化ジアミンを反応させることにより得ることができ、テトラカルボン酸残基とジアミン残基を有する。例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリイミド前駆体の1つであるポリアミド酸を、加熱処理により脱水閉環することにより得ることができる。この加熱処理時、m−キシレンなどの水と共沸する溶媒を加えることもできる。あるいは、カルボン酸無水物やジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤やトリエチルアミン等の塩基などを閉環触媒として加えて、化学熱処理により脱水閉環することにより得ることもできる。または、弱酸性のカルボン酸化合物を加えて100℃以下の低温で加熱処理により脱水閉環することにより得ることもできる。ポリイミド前駆体については後述する。
ポリベンゾオキサゾールは、ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸や対応するジカルボン酸クロリド、ジカルボン酸活性エステルなどを反応させて得ることができ、ジカルボン酸残基とビスアミノフェノール残基を有する。例えば、ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸を反応させて得られるポリベンゾオキサゾール前駆体の1つであるポリヒドロキシアミドを、加熱処理により脱水閉環することにより得ることができる。あるいは、無水リン酸、塩基、カルボジイミド化合物などを加えて、化学処理により脱水閉環することにより得ることができる。ポリベンゾオキサゾール前駆体については後述する。
本発明において、アルカリ水溶液に対する溶解性の観点から、ポリイミドは、テトラカルボン酸残基および/またはジアミン残基にOR、SO、CONR、COOR、SONRなどの酸性基または酸性基誘導体を有することが好ましく、水酸基を有することがより好ましい。また、ポリベンゾオキサゾールは、ジカルボン酸残基および/またはビスアミノフェノール残基にOR、SO、CONR、COOR、SONRなどの酸性基または酸性基誘導体を有することが好ましく、水酸基を有することがより好ましい。ここで、RおよびRは水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基を示す。なお、酸性基とはRまたはRが全て水素原子となる場合を指し、酸性基誘導体とはRまたはRに炭素数1〜20の1価の有機基が含まれる場合を指す。有機基としては、アルキル基、アルコキシル基、エステル基などが挙げられる。
本発明において、ポリイミドのテトラカルボン酸残基およびポリベンゾオキサゾールのジカルボン酸残基(以下、これらをあわせて酸残基という)の好ましい構造として、次のような構造や、これらの水素原子の一部を炭素数1〜20のアルキル基、フルオロアルキル基、アルコキシル基、エステル基、ニトロ基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子により1〜4個置換した構造などが挙げられる。
Figure 0004911248
Figure 0004911248
ただし、Jは直接結合、−COO−、−CONH−、−CH−、−C−、−O−、−C−、−C−、−SO−、−S−、−Si(CH−、−O−Si(CH−O−、−C−、−C−O−C−、−C−C−C−または−C−C−C−を示す。
本発明において、ポリイミドのジアミン残基およびポリベンゾオキサゾールのビスアミノフェノール残基(以下、これらをあわせてジアミン残基という)の好ましい構造として、次のような構造や、これらの水素原子の一部を炭素数1〜20のアルキル基、フルオロアルキル基、アルコキシル基、エステル基、ニトロ基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子により1〜4個置換した構造などが挙げられる。
Figure 0004911248
Figure 0004911248
ただし、Jは直接結合、−COO−、−CONH−、−CH−、−C−、−O−、−C−、−C−、−SO−、−S−、−Si(CH−、−O−Si(CH−O−、−C−、−C−O−C−、−C−C−C−または−C−C−C−を示す。Rは水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基を示す。
本発明に用いられる(a)成分のうち、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体は、主鎖にアミド結合を有する樹脂であり、加熱処理や化学処理により脱水閉環することにより、前述のポリイミド、ポリベンゾオキサゾールとなる。構造単位の繰り返し数は10〜100,000が好ましい。ポリイミド前駆体としては、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリアミド酸アミド、ポリイソイミドなどを挙げることができ、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステルが好ましい。ポリベンゾオキサゾール前駆体としては、ポリヒドロキシアミド、ポリアミノアミド、ポリアミド、ポリアミドイミドなどを挙げることができ、ポリヒドロキシアミドが好ましい。
ポリイミド前駆体およびポリベンゾオキサゾール前駆体は、アルカリ水溶液に対する溶解性の観点から、酸残基またはジアミン残基にOR、SO、CONR、COOR、SONRなどの酸性基または酸性基誘導体を有することが好ましく、水酸基を有することがより好ましい。RおよびRは水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基を示す。なお、酸性基とはRまたはRが全て水素原子となる場合を指し、酸性基誘導体とはRまたはRに炭素数1〜20の1価の有機基が含まれる場合を指す。
ポリイミド前駆体およびポリベンゾオキサゾール前駆体の酸残基を構成する酸成分としては、ジカルボン酸の例としてテレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ビス(カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビフェニルジカルボン酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、トリフェニルジカルボン酸など、トリカルボン酸の例としてトリメリット酸、トリメシン酸、ジフェニルエーテルトリカルボン酸、ビフェニルトリカルボン酸など、テトラカルボン酸の例として、ピロメリット酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸などの芳香族テトラカルボン酸や、ブタンテトラカルボン酸、シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1.]ヘプタンテトラカルボン酸、ビシクロ[3.3.1.]テトラカルボン酸、ビシクロ[3.1.1.]ヘプト−2−エンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2.]オクタンテトラカルボン酸、アダマタンテトラカルボン酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸などの脂肪族テトラカルボン酸などを挙げることができる。また、上に例示したジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸の水素原子の一部を、OR、SO、CONR、COOR、SONRなどの酸性基または酸性基誘導体、好ましくは水酸基やスルホン酸基、スルホン酸アミド基、スルホン酸エステル基などで1〜4個置換したものがより好ましい。
これらの酸は、そのまま、あるいは酸無水物や活性エステルとして使用できる。また、これらを2種以上用いてもよい。
また、ジメチルシランジフタル酸、1,3−ビス(フタル酸)テトラメチルジシロキサンなどのシリコン原子含有テトラカルボン酸を用いることにより、基板に対する接着性や、洗浄などに用いられる酸素プラズマ、UVオゾン処理に対する耐性を高めることができる。これらシリコン原子含有テトラカルボン酸は、全酸成分の1〜30モル%用いることが好ましい。
ポリイミド前駆体およびポリベンゾオキサゾール前駆体のジアミン残基を構成するジアミン成分の例としては、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メチレン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシ)ビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレンなどのヒドロキシル基含有ジアミン、3,5−ジアミノ安息香酸、3−カルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのカルボキシル基含有ジアミン、3−スルホン酸−4,4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのスルホン酸含有ジアミン、ジチオヒドロキシフェニレンジアミン、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、3,4’−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スルホン、4,4’−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ヒド、4,4’−ジアミノジフェニルスルヒド、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ベンジン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ナフタレンジアミン、2,6−ナフタレンジアミン、ビス(4−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジエチル−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、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’,4,4’−テトラメチル−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、あるいはこれらの芳香族環の水素原子の一部をアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物や、1,4−シクロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロヘキシルアミンなどの脂肪族ジアミンなどを挙げることができる。さらにこれらのジアミンは、水素原子の一部がメチル基、エチル基などの炭素数1〜10のアルキル基、トリフルオロメチル基などの炭素数1〜10のフルオロアルキル基、F、Cl、Br、Iなどの基で置換されていてもよい。また、上に例示したジアミンは、OR、SO、CONR、COOR、SONRなどの酸性基または酸性基誘導体を有することが好ましく、水酸基を有することがより好ましい。
これらのジアミンは、そのまま、あるいは対応するジイソシアネート化合物、トリメチルシリル化ジアミンとして使用できる。また、これらを2種以上用いてもよい。耐熱性が要求される用途では、芳香族ジアミンをジアミン全体の50モル%以上使用することが好ましい。
また、ジアミン成分として、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アニリノ)テトラメチルジシロキサンなどのシリコン原子含有ジアミンを用いることにより、基板に対する接着性や、洗浄などに用いられる酸素プラズマ、UVオゾン処理に対する耐性を高めることができる。これらシリコン原子含有ジアミンは、全ジアミン成分の1〜30モル%用いることが好ましい。
また、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、それらの前駆体の末端を、水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基またはチオール基を有するモノアミン、酸無水物、酸クロリドまたはモノカルボン酸により封止することが好ましい。これらを2種以上用いてもよい。樹脂末端に前述の基を有することにより、樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解速度を好ましい範囲に容易に調整することができる。
モノアミンの好ましい例としては、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−3−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサリチル酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、2−アミノ−4−terブチルフェノール、2−アミノチオフェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオフェノールなどを挙げることができる。
酸無水物、酸クロリド、モノカルボン酸の好ましい例としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、ナジック酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−ヒドロキシフタル酸無水物などの酸無水物、3−カルボキシフェノール、4−カルボキシフェノール、3−カルボキシチオフェノール、4−カルボキシチオフェノール、1−ヒドロキシ−7−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−6−カルボキシナフタレン、1−ヒドロキシ−5−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−7−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−6−カルボキシナフタレン、1−メルカプト−5−カルボキシナフタレン、3−カルボキシベンゼンスルホン酸、4−カルボキシベンゼンスルホン酸などのモノカルボン酸類およびこれらのカルボキシル基が酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、テレフタル酸、フタル酸、マレイン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、1,5−ジカルボキシナフタレン、1,6−ジカルボキシナフタレン、1,7−ジカルボキシナフタレン、2,6−ジカルボキシナフタレンなどのジカルボン酸類の1つのカルボキシル基だけが酸クロリド化したモノ酸クロリド化合物、モノ酸クロリド化合物とN−ヒドロキシベンゾトリアゾールやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドとの反応により得られる活性エステル化合物などを挙げることができる。
上記したモノアミン、酸無水物、酸クロリド、モノカルボン酸などの末端封止剤の含有量は、酸成分モノマーまたはジアミン成分モノマーの仕込みモル数の0.1〜60モル%の範囲が好ましく、5〜50モル%がより好ましい。このような範囲とすることで、樹脂組成物を塗布する際の溶液の粘性が適度で、かつ優れた膜物性を有した樹脂組成物を得ることができる。
また、樹脂の末端に重合性官能基を有してもよい。重合性官能基の例としては、エチレン性不飽和結合基、アセチレン基、メチロール基、アルコキシメチル基などが挙げられる。
樹脂中に導入された末端封止剤は、以下の方法で容易に検出できる。例えば、末端封止剤が導入された樹脂を酸性溶液に溶解し、樹脂の構成単位であるジアミン成分と酸成分に分解し、これをガスクロマトグラフィー(GC)や、NMR測定することにより、末端封止剤を容易に検出できる。これとは別に、末端封止剤が導入された樹脂を直接、熱分解ガスクロマトグラフ(PGC)や赤外スペクトルおよび13C−NMRスペクトル測定することにより検出することが可能である。
本発明において、(a)成分としてはポリイミド前駆体またはポリベンゾオキサゾール前駆体が好ましく、より好ましくはポリイミド前駆体である。ポリイミド前駆体は約200℃における焼成によりアミド酸部位が閉環するイミド化反応を進行し、ポリベンゾオキサゾール前駆体は約300℃における焼成によりヒドロキシアミド部位が閉環するオキサゾール化反応を進行し、体積収縮する性質を有する。これら前駆体樹脂を用いた感光性樹脂組成物は、露光・現像工程により微細パターンを得た後、焼成することにより、順テーパー形状のパターンを得ることができる。この順テーパー形状パターンは、有機EL素子の絶縁膜として用いる際に上部電極の被覆性に優れ、断線を防止し素子の信頼性を高めることができる。
また本発明の感光性樹脂組成物は、(a)成分に加えて他のアルカリ可溶性樹脂を含有してもよい。アルカリ可溶性樹脂とは、アルカリに可溶となる酸性基を有する樹脂を言い、具体的にはアクリル酸を有するラジカル重合性ポリマー、フェノール−ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン、ポリシロキサンなどが挙げられる。また、これら樹脂の酸性基を保護してアルカリ溶解性を調節してもよい。このような樹脂は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド以外に、コリン、トリエチルアミン、ジメチルアミノピリジン、モノエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリの水溶液に溶解するものである。これらの樹脂を2種以上含有してもよいが、(a)成分を含む樹脂全体に占める割合は50重量%以下が好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は(b)感光剤を含有する。感光剤としては、(b−1)光酸発生剤や、(b−2)光重合開始剤および(b−3)エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物の組み合わせが挙げられる。(b−1)光酸発生剤を含有することで、光照射部に酸が発生して光照射部のアルカリ水溶液に対する溶解性が増大し、光照射部が溶解するポジ型のレリーフパターンを得ることができる。また、(b−1)光酸発生剤とエポキシ化合物または後述する熱架橋剤を含有することで、光照射部に発生した酸がエポキシ化合物や熱架橋剤の架橋反応を促進し、光照射部が不溶化するネガ型のレリーフパターンを得ることができる。また、(b−2)光重合開始剤および(b−3)エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物を含有することで、光照射部に発生した活性ラジカルがエチレン性不飽和結合のラジカル重合を進行させ、光照射部が不溶化するネガ型のレリーフパターンを得ることができる。本発明の感光性樹脂組成物は、(b)感光剤として(b−1)光酸発生剤を含みポジ型の感光性を示すものが好ましい。ポジ型感光性樹脂組成物は、露光・現像工程により微細パターンを得た後、焼成することにより、順テーパー形状のパターンを容易に得ることができる。この順テーパー形状パターンは、有機EL素子の絶縁膜として用いる際に上部電極の被覆性に優れ、断線を防止し素子の信頼性を高めることができる。
(b−1)光酸発生剤としては、キノンジアジド化合物、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩などが挙げられる。
キノンジアジド化合物としては、ポリヒドロキシ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステルで結合したもの、ポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がスルホンアミド結合したもの、ポリヒドロキシポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合および/またはスルホンアミド結合したものなどが挙げられる。これらポリヒドロキシ化合物やポリアミノ化合物の官能基全体の50モル%以上がキノンジアジドで置換されていることが好ましい。また、(b−1)光酸発生剤を2種以上含有することが好ましく、高感度な感光性樹脂組成物を得ることができる。
本発明において、キノンジアジドは5−ナフトキノンジアジドスルホニル基、4−ナフトキノンジアジドスルホニル基のいずれも好ましく用いられる。4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のi線領域に吸収を持っており、i線露光に適している。5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のg線領域まで吸収が伸びており、g線露光に適している。本発明においては、露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択することが好ましい。また、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を有するナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を含有してもよいし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を含有してもよい。
(b−1)光酸発生剤のうち、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩は、露光によって発生した酸成分を適度に安定化させるため好ましい。中でもスルホニウム塩が好ましい。さらに増感剤などを必要に応じて含有することもできる。
(b−2)光重合開始剤としては、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルサルファイド、アルキル化ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−N,N−ジメチル−N−[2−(1−オキソ−2−プロペニルオキシ)エチル]ベンゼンメタナミニウムブロミド、(4−ベンゾイルベンジル)トリメチルアンモニウムクロリド、2−ヒドロキシ−3−(4−ベンゾイルフェノキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロペンアミニウムクロリド一水塩、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2−ヒドロキシ−3−(3,4−ジメチル−9−オキソ−9H−チオキサンテン−2−イロキシ)−N,N,N−トリメチル−1−プロパナミニウムクロリド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(O−アセチルオキシム)、2,2’−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2−ビイミダゾール、10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−エチルアンスラキノン、ベンジル、9,10−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、メチルフェニルグリオキシエステル、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフルオロフォスフェイト(1−)、ジフェニルスルフィド誘導体、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、4−ベンゾイル−4−メチルフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,3−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニル−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−t−ブチルジクロロアセトフェノン、ベンジルメトキシエチルアセタール、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンザルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニルプロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、ナフタレンスルフォニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、N−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、四臭素化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイルおよびエオシン、メチレンブルーなどの光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせなどが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
(b−3)エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物として、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、グリセリントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化イソシアヌール酸トリアクリレートなどのアクリルモノマーを挙げることができる。これらを2種以上含有してもよい。
本発明において、(b)感光剤の含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して0.05〜50重量部が好ましい。(b−1)光酸発生剤の含有量は、高感度化の観点から、(a)成分の樹脂100重量部に対して0.01〜50重量部が好ましい。このうち、キノンジアジド化合物は3〜40重量部が好ましい。また、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩の総量は0.5〜20重量部が好ましい。(b−2)光重合開始剤の含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して0.1〜20重量部が好ましい。0.1重量部以上であれば、光照射により十分なラジカルが発生し、感度が向上する。また、20重量部以下であれば、過度なラジカルの発生による光未照射部の硬化がなく、アルカリ現像性が向上する。(b−3)エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物の含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して5〜50重量部が好ましい。
また、溶解性の調整などのためにエチレン性不飽和結合を1個だけ有する化合物を、(a)成分の樹脂100重量部に対して1〜50重量部含有してもよい。このような化合物の例として、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリロイルモロフォリン、1−ヒドロキシエチルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルα−クロロアクリレート、1−ヒドロキシプロピルメタクリレート、1−ヒドロキシプロピルアクリレート、1−ヒドロキシプロピルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルα−クロロアクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルα−クロロアクリレート、1−ヒドロキシ−1−メチルエチルメタクリレート、1−ヒドロキシ−1−メチルエチルアクリレート、1−ヒドロキシ−1−メチルエチルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシ−1−メチルエチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−1−メチルエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−1−メチルエチルα−クロロアクリレート、1−ヒドロキシブチルメタクリレート、1−ヒドロキシブチルアクリレート、1−ヒドロキシブチルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシブチルα−クロロアクリレート、3−ヒドロキシブチルメタクリレート、3−ヒドロキシブチルアクリレート、3−ヒドロキシブチルα−クロロアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルα−クロロアクリレート、1−ヒドロキシ−1−メチルプロピルメタクリレート、1−ヒドロキシ−1−メチルプロピルアクリレート、1−ヒドロキシ−1−メチルプロピルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシ−1−メチルプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−1−メチルプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−1−メチルプロピルα−クロロアクリレート、1−ヒドロキシ−2−メチルプロピルメタクリレート、1−ヒドロキシ−2−メチルプロピルアクリレート、1−ヒドロキシ−2−メチルプロピルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルα−クロロアクリレート、2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチルα−クロロアクリレート、1,2−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、1,2−ジヒドロキシプロピルアクリレート、1,2−ジヒドロキシプロピルα−クロロアクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルα−クロロアクリレート、2,3−ジヒドロキシブチルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシブチルアクリレート、2,3−ジヒドロキシブチルα−クロロアクリレート、p−ヒドロキシスチレン、p−イソプロペニルフェノール、フェネチルメタクリレート、フェネチルアクリレート、フェネチルα−クロロアクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、α−クロロアクリル酸、クロトン酸、4−ペンテン酸、5−ヘキセン酸、6−ヘプテン酸、7−オクテン酸、8−ノナン酸、9−デカン酸、10−ウンデシレン酸、ブラシジン酸、リシノール酸、2−(メタクリロイロキシ)エチルイソシアネート、2−(アクリロイロキシ)エチルイソシアネート、2−(α−クロロアクリロイロキシ)エチルイソシアネートなどを挙げることができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、(c)大気圧下における沸点が100℃以上130℃以下の有機溶媒を含有する。大気圧下における沸点が100℃未満であると、前記(a)および(b)成分の溶解性が低下し、固形分が析出する場合がある。このため、スリットノズルに付着した異物に起因する塗布膜のスジ引き(スジ状の厚みムラ)が発生し、感光性樹脂膜の膜厚均一性が低下する。一方、大気圧下における沸点が130℃以下であることにより、高い揮発性を有するため、塗布膜から有機溶媒を短時間で除去することができる。さらに、減圧乾燥工程や加熱乾燥工程において、ピン痕等の転写痕の発生を抑制することができる。
本発明において、(c)成分の含有量は有機溶媒全量に対して40重量%以上90重量%以下である。(c)成分の含有量が40重量%未満であると、塗布膜や乾燥後の感光性樹脂膜にスジ引きや転写痕が発生する場合があり、感光性樹脂膜の膜厚均一性が低下する。また、減圧乾燥処理時間が長引きやすい。好ましくは60重量%以上である。一方、(c)成分の含有量が90重量%を超えると、後述する(d)成分の含有量が相対的に低下し、減圧乾燥に伴う泡の発生を抑制する効果が不十分となる。好ましくは80重量%以下である。
(c)大気圧下における沸点が100℃以上130℃以下の有機溶媒としては、前記(a)成分の樹脂を溶解するものが好ましい。具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピルアセテート(沸点102℃)、ブチルアセテート(沸点125℃)、イソブチルアセテート(沸点118℃)等のアルキルアセテート類、メチルブチルケトン(沸点116℃)、メチルイソブチルケトン(沸点116℃)、メチルプロピルケトン(沸点102℃)などのケトン類、n−ブチルアルコール(沸点117℃)、イソブチルアルコール(沸点108℃)などのアルコール類などが挙げられる。感光性樹脂組成物の保存安定性および粘度安定性の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は、(d)大気圧下における沸点が150℃以上で、20℃における粘度が1.1mPa・sより大きく1.5mPa・sより小さい有機溶媒を含有する。(c)大気圧下における沸点が100℃以上130℃以下の有機溶媒に加えて、大気圧下における沸点が150℃以上の有機溶媒を含有することにより、パターン加工において感光性樹脂膜の現像が容易になる。さらに、減圧乾燥に伴う泡の発生を抑制することができる。一方、焼成後の膜への有機溶媒の残存を抑制するため、沸点は230℃以下が好ましい。また、(d)成分の有機溶媒は、20℃における粘度が1.1mPa・sより大きく1.5mPa・sより小さいものである。20℃における粘度が1.1mPa・s以下の場合、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールやそれらの前駆体樹脂の溶解性が不十分となる場合があり、感光性樹脂膜の膜厚均一性や感光性樹脂組成物の安定性が低下する。一方、1.5mPa・s以上の場合、感光性樹脂組成物の粘度が上昇し、特に膜厚5μm以上の厚膜をスリット塗布する場合、口金からの塗出が不安定になりやすい。また、減圧乾燥工程において泡が発生しやすくなる。減圧乾燥工程においては、沸点の低い(c)成分から除去されやすく、相対的に(d)成分の割合が増加するが、ここで20℃における粘度が1.5mPaより小さいものを用いることにより、適度な流動性を付与し、泡の発生を抑制しながら、膜厚均一性に優れた感光性樹脂膜を得ることができる。特に、感光性樹脂膜の膜厚が厚い場合には、塗液の量を増やす必要があり、膜厚均一性が低下する傾向にある。また、減圧乾燥時により多くの有機溶媒を除去する必要があるため、泡を発生しやすくなるが、有機溶媒として(c)成分と(d)成分を特定量組み合わせることにより、減圧乾燥に伴う泡の発生を抑制し、感光性樹脂膜の膜厚均一性を向上させる効果が顕著に奏される。なお、減圧乾燥に伴う泡は、乾燥後の感光性樹脂膜に直径1mm以下の泡として残存し、感光性樹脂膜表面をナトリウムランプ照射下で目視観察することにより確認することができる。
本発明において用いる有機溶媒全量に対する(d)成分の割合は、10重量%以上60重量%以下である。(d)成分の含有量が10重量%未満であると、減圧乾燥に伴う泡の発生を抑制する効果が不十分となる。一方、60重量%を超えると、感光性樹脂膜に転写痕が発生したり、感光性樹脂膜の膜厚均一性が低下する。好ましくは40重量%以下、より好ましくは20重量%以下である。
(d)大気圧下における沸点が150℃以上で、20℃における粘度が1.1mPa・sより大きく1.5mPa・sより小さい有機溶媒としては、前記(a)成分の樹脂を溶解するものが好ましい。具体的には、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(沸点171℃、粘度1.27mPa・s)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃、粘度1.17mPa・s)、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(沸点189℃、粘度1.47mPa・s)などのジアルキレングリコールジアルキルエーテル類、3−メトキシブチルアセテート(沸点171℃、粘度1.21mPa・s)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点160℃、粘度1.25mPa・s)などのアセテート類が挙げられる。これらの中でも、感光性樹脂組成物の保存安定性および粘度安定性の観点から、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルが好ましく、より好ましくはジエチレングリコールジメチルエーテルとジエチレングリコールエチルメチルエーテルである。
なお、有機溶媒の大気圧下における沸点は、「CRC Handbook of Chemistry and Physics」や「Aldrich Handbook of Fine Chemical and Laboratory Equipment」などの文献に記載されている。公知の文献に記載のない有機溶媒の沸点は、市販の沸点測定装置、例えば、FP81HT/FP81C(メトラー・トレド(株)製)により測定できる。また、有機溶媒の20℃における粘度は、ウベローデ型粘度計を用いて測定することができる。
本発明の感光性樹脂組成物の25℃における粘度は、前記(c)成分と(d)成分を用いることでスリット塗布に適した範囲に調整することができるが、例えば固形分濃度が15重量%の時に10mPa・s以下であることが好ましく、スリット塗布時のスジ引きをより抑制することができる。より好ましくは8mPa・s以下であり、5μm以上の厚膜塗布時の膜厚均一性をより向上させることができる。なお、感光性樹脂組成物溶液の粘度は、E型粘度計を用いて測定することができる。
本発明の感光性樹脂組成物は、(e)下記一般式(1)で表される構造を有する熱架橋剤または下記一般式(2)で表される基を有する熱架橋剤(以下、あわせて(e)熱架橋剤という)を含有してもよい。これらの(e)熱架橋剤は、(a)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミドの前駆体、および、ポリベンゾオキサゾールの前駆体から選択される少なくとも1種以上の樹脂同士またはその他添加成分を架橋し、焼成後または硬化後の膜の耐薬品性および硬度を高めることができる。
Figure 0004911248
上記一般式(1)中、Rは2〜4価の連結基を示す。Rは炭素数1〜20の1価の有機基、Cl、Br、IまたはFを示す。RおよびRは、CHOR(Rは水素原子または炭素数1〜6の1価の炭化水素基)を示す。Rは水素原子、メチル基またはエチル基を示す。sは0〜2の整数、uは2〜4の整数を示す。複数のR〜Rはそれぞれ同じでも異なってもよい。連結基Rの例を下に示す。
Figure 0004911248
上記式中、R〜R27は水素原子、炭素数1〜20の1価の有機基、Cl、Br、IまたはFを示す。
−N(CHOR(H) (2)
上記一般式(2)中、Rは水素原子または炭素数1〜6の1価の炭化水素基を示す。tは1または2、vは0または1を示す。ただし、t+vは1または2である。
上記一般式(1)中、RおよびRは、熱架橋基であるCHOR(Rは水素原子または炭素数1〜6の1価の炭化水素基)を表している。適度な反応性を残し、保存安定性に優れることから、Rは炭素数1〜4の1価の炭化水素基が好ましい。また、光酸発生剤や光重合開始剤などを含む感光性樹脂組成物においては、Rはメチル基またはエチル基がより好ましい。
一般式(1)で表される構造を有する熱架橋剤において、化合物の純度は85%以上が好ましい。純度が85%以上であれば、保存安定性に優れ、吸水性基となる未反応基を少なくすることができるため、感光性樹脂組成物の吸水性を小さくすることができる。高純度の熱架橋剤を得る方法としては、再結晶、蒸留などが挙げられる。熱架橋剤の純度は液体クロマトグラフィー法により求めることができる。
一般式(1)で表される構造を有する熱架橋剤の好ましい例を下記に示す。
Figure 0004911248
一般式(2)中、Rは水素原子または炭素数1〜6の1価の炭化水素基であるが、炭素数1〜4の1価の炭化水素基が好ましい。また、化合物の安定性や樹脂組成物における保存安定性の観点から、光酸発生剤や光重合開始剤などを含む感光性樹脂組成物においては、Rはメチル基またはエチル基が好ましく、化合物中に含まれる(CHOR)基の数が8以下であることが好ましい。
一般式(2)で表される基を有する熱架橋剤の好ましい例を下記に示す。
Figure 0004911248
(e)熱架橋剤の含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して10重量部以上100重量部以下が好ましい。(e)熱架橋剤の含有量が10重量部以上100重量部以下であれば、焼成後または硬化後の膜の強度が高く、感光性樹脂組成物の保存安定性にも優れる。
本発明の樹脂組成物は、さらに(f)熱酸発生剤を含有してもよい。(f)熱酸発生剤は、後述する現像後加熱により酸を発生し、(a)成分の樹脂と(e)成分の熱架橋剤との架橋反応を促進するほか、(a)成分の樹脂のイミド環、オキサゾール環の環化を促進する。このため、焼成後の膜の耐薬品性が向上し、膜減りを低減することができる。(f)熱酸発生剤から発生する酸は強酸が好ましく、例えば、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸などのアリールスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸などのアルキルスルホン酸などが好ましい。本発明において、熱酸発生剤は一般式(3)または(4)で表される脂肪族スルホン酸化合物が好ましく、これらを2種以上含有してもよい。
Figure 0004911248
上記一般式(3)および(4)中、R28〜R30は炭素数1〜10のアルキル基または炭素数7〜12の1価の芳香族基を示す。アルキル基および芳香族基は置換されていてもよく、置換基としては、アルキル基、カルボニル基などが挙げられる。
一般式(3)で表される化合物の具体例としては以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004911248
一般式(4)で表される化合物の具体例としては以下の化合物を挙げることができる。
Figure 0004911248
(f)熱酸発生剤の含有量は、架橋反応をより促進する観点から、(a)成分の樹脂100重量部に対して、0.5重量部以上が好ましく、10重量部以下が好ましい。
必要に応じて、感光性樹脂組成物のアルカリ現像性を補う目的で、フェノール性水酸基を有する化合物を含有してもよい。フェノール性水酸基を有する化合物としては、例えば、Bis−Z、BisOC−Z、BisOPP−Z、BisP−CP、Bis26X−Z、BisOTBP−Z、BisOCHP−Z、BisOCR−CP、BisP−MZ、BisP−EZ、Bis26X−CP、BisP−PZ、BisP−IPZ、BisCR−IPZ、BisOCP−IPZ、BisOIPP−CP、Bis26X−IPZ、BisOTBP−CP、TekP−4HBPA(テトラキスP−DO−BPA)、TrisP−HAP、TrisP−PA、TrisP−PHBA、TrisP−SA、TrisOCR−PA、BisOFP−Z、BisRS−2P、BisPG−26X、BisRS−3P、BisOC−OCHP、BisPC−OCHP、Bis25X−OCHP、Bis26X−OCHP、BisOCHP−OC、Bis236T−OCHP、メチレントリス−FR−CR、BisRS−26X、BisRS−OCHP、(商品名、本州化学工業(株)製)、BIR−OC、BIP−PC、BIR−PC、BIR−PTBP、BIR−PCHP、BIP−BIOC−F、4PC、BIR−BIPC−F、TEP−BIP−A(商品名、旭有機材工業(株)製)、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,7−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、2,4−ジヒドロキシキノリン、2,6−ジヒドロキシキノリン、2,3−ジヒドロキシキノキサリン、アントラセン−1,2,10−トリオール、アントラセン−1,8,9−トリオール、8−キノリノールなどが挙げられる。これらのフェノール性水酸基を有する化合物を含有することで、得られる感光性樹脂組成物は、露光前はアルカリ現像液にほとんど溶解せず、露光すると容易にアルカリ現像液に溶解するために、現像による膜減りが少なく、かつ短時間で現像が容易になる。そのため、感度が向上しやすくなる。
このようなフェノール性水酸基を有する化合物の含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して、好ましくは3重量部以上40重量部以下である。
本発明の感光性樹脂組成物には、加熱により発色し、350nm以上700nm以下に吸収極大を示す熱発色性化合物や、350nm以上500nm未満に吸収極大を持たず500nm以上750nm以下に吸収極大を有する有機顔料または染料を含有することができる。熱発色性化合物の発色温度は120℃以上が好ましく、150℃以上が好ましい。熱発色性化合物の発色温度が高いほど、高温条件下での耐熱性に優れ、また長時間の紫外−可視光照射により退色することなく耐光性に優れる。
熱発色性化合物としては、感熱色素、感圧色素や、トリアリールメタン骨格を有する水酸基含有化合物などが挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物は、密着改良剤を含有してもよい。密着改良剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤、チタンキレート剤、アルミキレート剤などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの密着改良剤を含有することにより、感光性樹脂膜を現像する場合などに、シリコンウエハ、ITO、SiO、窒化ケイ素などの下地基材との密着性を高めることができる。また、洗浄などに用いられる酸素プラズマ、UVオゾン処理に対する耐性を高めることができる。密着改良剤の含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部が好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は、接着改良剤を含有してもよい。接着改良剤としては、アルコキシシラン含有芳香族アミン化合物、芳香族アミド化合物または芳香族非含有シラン化合物などが挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの化合物を含有することにより、焼成後または硬化後の膜と基材との接着性を向上させることができる。アルコキシシラン含有芳香族アミン化合物および芳香族アミド化合物の具体例を以下に示す。この他に、芳香族アミン化合物とアルコキシル基含有ケイ素化合物を反応させて得られる化合物であってもよく、例えば、芳香族アミン化合物と、エポキシ基、クロロメチル基などのアミノ基と反応する基を有するアルコキシシラン化合物を反応させて得られる化合物などが挙げられる。
Figure 0004911248
接着改良剤の総含有量は、(a)成分の樹脂100重量部に対して、0.01〜15重量部が好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含有してもよく、基板との塗れ性を向上させることができる。
界面活性剤としては、フロラード(商品名、住友3M(株)製)、“メガファック(登録商標)”(DIC(株)製)、スルフロン(商品名、旭硝子(株)製)などのフッ素系界面活性剤、KP341(商品名、信越化学工業(株)製)、DBE(商品名、チッソ(株)製)、グラノール(商品名、共栄社化学(株)製)、BYK(ビックケミー(株)製)などの有機シロキサン界面活性剤、ポリフロー(商品名、共栄社化学(株)製)などのアクリル重合物界面活性剤などが挙げられる。
次に、本発明の感光性樹脂組成物の製造方法について説明する。例えば、前記(a)〜(d)成分と、必要により(e)〜(f)成分、溶解調整剤、熱発色成分、密着改良剤、接着改良剤または界面活性剤などを溶解させることにより、感光性樹脂組成物を得ることができる。溶解方法としては、撹拌や加熱が挙げられる。加熱する場合、加熱温度は感光性樹脂組成物の性能を損なわない範囲で設定することが好ましく、通常、室温〜80℃である。また、各成分の溶解順序は特に限定されず、例えば、溶解性の低い化合物から順次溶解させる方法がある。また、界面活性剤や一部の密着改良剤など、撹拌溶解時に気泡を発生しやすい成分については、他の成分を溶解してから最後に添加することで、気泡の発生による他成分の溶解不良を防ぐことができる。
得られた感光性樹脂組成物は、濾過フィルターを用いて濾過し、ゴミや粒子を除去することが好ましい。フィルター孔径は、例えば0.5μm、0.2μm、0.1μm、0.07μm、0.05μmなどがあるが、これらに限定されない。濾過フィルターの材質には、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン(NY)、ポリテトラフルオロエチエレン(PTFE)などがあるが、ポリエチレンやナイロンが好ましい。
次に、本発明の感光性樹脂組成物を用いた感光性樹脂膜製造方法について説明する。感光性樹脂組成物の塗布方法としては、スピン塗布法、スリット塗布法、ディップ塗布法、スプレー塗布法、印刷法などが挙げられ、これらを組み合わせてもよいが、本発明の感光性樹脂組成物が最も効果を奏するのはスリット塗布法である。スリット塗布法では、転写痕やスジ引き等の外観不良を生じやすく、乾燥後の感光性樹脂膜の膜厚均一性が低い課題があったが、本発明の感光性樹脂組成物を用いれば、スリット塗布法を用いて塗布しても、外観良好で膜厚均一性に優れた感光性樹脂膜を得ることができる。また、減圧乾燥に伴う泡の発生を抑制することができる。本発明の感光性樹脂膜の製造方法は、(1)本発明の感光性樹脂組成物を、スリットノズルを用いて基板に塗布し、塗布膜を形成する工程および(2)塗布膜を減圧乾燥する工程を含む。
まず、(1)本発明の感光性樹脂組成物を、スリットノズルを用いて基板に塗布し、塗布膜を形成する。塗布に用いるスリットノズルについては特に制限はなく、複数の製造メーカーから上市されているものを用いることができる。具体的には、大日本スクリーン製造(株)製「リニアコーター」、東京応化工業(株)製「スピンレス」、東レエンジニアリング(株)製「TSコーター」、中外炉工業(株)製「テーブルコータ」、東京エレクトロン(株)製「CSシリーズ」「CLシリーズ」、サーマトロニクス貿易(株)製「インライン型スリットコーター」、平田機工(株)製「ヘッドコーターHCシリーズ」などが挙げられる。塗布速度は10mm/秒〜400mm/秒の範囲が一般的である。塗布膜の膜厚は、感光性樹脂組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が0.1〜20μm、好ましくは0.3〜10μmになるように塗布される。本発明の感光性樹脂組成物を用いれば、5μm以上の感光性樹脂膜厚においても、良好な膜厚均一性を得ることができる。
塗布に先立ち、基板を予め前述した密着改良剤で前処理してもよい。例えば、密着改良剤をイソプロパノール、エタノール、メタノール、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルなどの溶媒に0.5〜20重量%溶解させた溶液を用いて、スピンコート、スリットダイコート、バーコート、ディップコート、スプレーコート、蒸気処理などの方法で基板表面を処理する方法が挙げられる。必要に応じて、減圧乾燥処理を施し、その後50℃〜300℃の熱処理により基板と密着改良剤との反応を進行させることができる。
次に(2)塗布膜を減圧乾燥して感光性樹脂膜を得る。塗布膜を形成した基板ごと減圧乾燥することが一般的である。例えば、真空チャンバー内に配置されたプロキシピン上に塗布膜を形成した基板を置き、真空チャンバー内を減圧することで減圧乾燥する。この時基板と真空チャンバー天板との間隔が離れていると、基板と真空チャンバー天板との間に位置する空気が、減圧乾燥に伴い多量に流動しモヤムラを発生しやすくなる。そのため間隔を狭めるようにプロキシピン高さを調整することが好ましい。基板と真空チャンバー天板との距離は2〜20mm程度が好ましく、2〜10mmがより好ましい。
減圧乾燥速度は、真空チャンバー容積、真空ポンプ能力やチャンバーとポンプ間の配管径等にもよるが、例えば塗布基板のない状態で、真空チャンバー内が60秒経過後40Paまで減圧される条件等に設定して使用される。一般的な減圧乾燥時間は、60秒から100秒程度であることが多く、減圧乾燥終了時の真空チャンバー内到達圧力は塗布基板のある状態で通常60Pa以下である。到達圧を60Pa以下にすることで塗布膜表面をべた付きの無い乾燥状態にすることができ、これにより続く基板搬送において表面汚染やパーティクルの発生を抑制することができる。一方で到達圧力が低いほど塗膜表面に泡を発生しやすくもなる。本発明の感光性樹脂組成物を用いれば、5μm以上の感光性樹脂膜厚においても、減圧乾燥時に泡の発生を抑制することができる。
減圧乾燥の後、塗布膜を加熱乾燥することが一般的である。この工程をプリベークとも言う。乾燥はホットプレート、オーブン、赤外線などを使用する。ホットプレートを用いる場合、プレート上に直接、もしくは、プレート上に設置したプロキシピン等の治具上に塗布膜を保持して加熱する。プロキシピンの材質としては、アルミニウムやステンレス等の金属材料、あるいはポリイミド樹脂や“テフロン(登録商標)”等の合成樹脂があり、耐熱性があればいずれの材質のプロキシピンを用いてもかまわない。プロキシピンの高さは、基板のサイズ、塗布膜の種類、加熱の目的等により様々であるが、0.1〜10mm程度が好ましい。加熱温度は塗布膜の種類や目的により様々であり、室温から180℃の範囲で1分間〜数時間行うことが好ましい。
次に、得られた感光性樹脂膜からパターンを形成する方法について説明する。感光性樹脂膜上に所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照射し、露光する。露光に用いられる化学線としては紫外線、可視光線、電子線、X線などがあるが、本発明では水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)を用いることが好ましい。ポジ型の感光性を有する場合、露光部が現像液に溶解する。ネガ型の感光性を有する場合、露光部が硬化し、現像液に不溶化する。
露光後、現像液を用いてポジ型の場合は露光部を、またネガ型の場合は非露光部を除去することによって所望のパターンを形成する。現像液としては、ポジ型・ネガ型いずれの場合もテトラメチルアンモニウムの水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によっては、これらのアルカリ水溶液にN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは数種を組み合わせたものを添加してもよい。またネガ型においては、アルカリ水溶液を含まない上記極性溶媒やアルコール類、エステル類、ケトン類などを単独あるいは数種を組み合わせたものを用いることもできる。現像後は水にてリンス処理をすることが一般的である。ここでもエタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などを水に加えてリンス処理をしてもよい。
得られた感光性樹脂膜のパターンを加熱処理することにより、感光性樹脂膜を焼成する。例えば、230℃で60分間加熱処理する方法、120〜400℃で1分間〜10時間加熱処理する方法、硬化触媒などを加えて室温〜100℃程度の低温で加熱処理する方法、超音波や電磁波処理により室温〜100℃程度の低温で硬化する方法などが挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物を焼成して得られる膜は、LSIなど半導体デバイスの表面保護膜や層間絶縁膜、有機EL素子の絶縁膜、表示素子用TFT基板の平坦化膜、回路基板の配線保護膜、固体撮像素子のオンチップマイクロレンズや各種ディスプレイ・固体撮像素子用平坦化膜などの用途に好ましく用いることができる。
以下実施例等をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、実施例中の感光性樹脂組成物の評価は以下の方法により行った。
(1)感光性樹脂膜の作製
1100mm×960mmのクロム成膜基板に感光性樹脂組成物を乾燥後の膜厚が4μm、5μmまたは6μmとなるようにスリットコーター(東レエンジニアリング(株)製TSコーター)を用いて塗布した。塗布速度は50mm/秒とした。塗布後、真空チャンバーに投入し100秒間減圧乾燥を行った。100秒後のチャンバー内圧力が30Paとなるように調整した。減圧乾燥時のプロキシピンの高さは30mm、基板とチャンバー天板の間隔は6mmとした。この後、ホットプレートを用いて120℃で120秒間プリベークし感光性樹脂膜を得た。プリベーク時のプロキシピンの高さは0.5mmとした。
(2)感光性樹脂膜の外観評価
(1)の方法により得られた感光性樹脂膜をナトリウムランプ下で目視にて観察し、スリットノズル由来のスジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕(VCDピン痕)、ホットプレートプロキシピン痕(HPピン痕)、モヤムラ、泡のそれぞれについて3段階評価した。明確に見えるものを1、僅かに見えるものを2、見えないものを3とした。
(3)感光性樹脂膜の膜厚均一性評価
東レエンジニアリング(株)製膜厚測定装置FTMを用いて、(1)に記載の方法により作製した感光性樹脂膜の膜厚を測定した。測定箇所は、基板外周から各辺10mmずつ除外した残りの部分を100分割し、100箇所とした。膜厚均一性は次の式により算出した。3.5%以下のものが良好であり、より好ましくは3%以下である。
膜厚平均値=100箇所の膜厚の総和/100
膜厚均一性(%)=[{(最大膜厚−最小膜厚)÷2}/膜厚平均値]×100 。
(4)有機溶媒の沸点の算出方法
本発明の実施例および比較例に用いた有機溶媒の沸点は文献「CRC Handbook of Chemistry and Physics」および「Aldrich Handbook of Fine Chemical and Laboratory Equipment」から引用した。
(5)粘度の算出方法
本発明の実施例および比較例に用いた有機溶媒の粘度は、ウベローデ型粘度計を用いて20℃で測定した。また本発明の実施例および比較例の感光性樹脂組成物のワニスの粘度は、E型粘度計を用いて25℃で測定した。
合成例1 ヒドロキシル基含有ジアミン化合物(HFHA)の合成
2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(セントラル硝子(株)製、BAHF)18.3g(0.05モル)をアセトン100mL、プロピレンオキシド(東京化成(株)製)17.4g(0.3モル)に溶解させ、−15℃に冷却した。ここに3−ニトロベンゾイルクロリド(東京化成(株)製)20.4g(0.11モル)をアセトン100mLに溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、−15℃で4時間撹拌し、その後室温に戻した。析出した白色固体を濾別し、50℃で真空乾燥した。
得られた白色固体30gを300mLのステンレスオートクレーブに入れ、メチルセルソルブ250mLに分散させ、5%パラジウム−炭素(和光純薬(株)製)を2g加えた。ここに水素を風船で導入して、還元反応を室温で行った。約2時間後、風船がこれ以上しぼまないことを確認して反応を終了させた。反応終了後、濾過して触媒であるパラジウム化合物を除き、ロータリーエバポレーターで濃縮し、下記式で表されるヒドロキシル基含有ジアミン化合物(HFHA)を得た。
Figure 0004911248
合成例2 キノンジアジド化合物の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)、21.22g(0.05モル)と5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド(東洋合成(株)製、NAC−5)26.8g(0.1モル)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合したトリエチルアミン12.65gを、系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後40℃で2時間撹拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後、析出した沈殿を濾過で集め、さらに1%塩酸水1Lで洗浄した。その後、さらに水2Lで2回洗浄した。この沈殿を真空乾燥機で乾燥し、下記式で表されるキノンジアジド化合物を得た。
Figure 0004911248
合成例3 アルコキシメチル基含有化合物(A−1)の合成
1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(本州化学工業(株)製、TrisP−HAP)103.2g(0.4モル)を、水酸化ナトリウム80g(2.0モル)を純水800gに溶解させた溶液に溶解させた。完全に溶解させた後、20〜25℃で36〜38重量%のホルマリン水溶液686gを2時間かけて滴下した。その後20〜25℃で17時間撹拌した。これに硫酸98gと水552gを加えて中和を行い、そのまま2日間放置した。放置後に溶液に生じた針状の白色結晶を濾過で集め、水100mLで洗浄した。この白色結晶を50℃で48時間真空乾燥した。乾燥した白色結晶を島津製作所(株)製の高速液体クロマトグラフィーで、カラムにODSを、展開溶媒にアセトニトリル/水=70/30を用い、254nmで分析したところ、出発原料は完全に消失し、純度92%であることがわかった。さらに、重溶媒にDMSO−d6を用いてNMR(日本電子(株)製、GX−270)により分析したところ、ヘキサメチロール化したTrisP−HAPであることがわかった。
次に、このようにして得た化合物をメタノール300mLに溶解させ、硫酸2gを加えて室温で24時間撹拌した。この溶液にアニオン型イオン交換樹脂(Rohm and Haas社製、アンバーリストIRA96SB)15gを加え1時間撹拌し、濾過によりイオン交換樹脂を除いた。その後、乳酸エチル500mLを加え、ロータリーエバポレーターでメタノールを除き、乳酸エチル溶液にした。この溶液を室温で2日間放置したところ、白色結晶が生じた。得られた白色結晶を高速液体クロマトグラフィー法により分析したところ、下記式で表される純度99%のTrisP−HAPのヘキサメトキシメチル化合物(アルコキシメチル基含有化合物(A−1))であることがわかった。
Figure 0004911248
実施例で使用したその他の熱架橋剤および酸発生剤は以下のとおりである。
Figure 0004911248
実施例1
乾燥窒素気流下、合成例1で得られたヒドロキシル基含有ジアミン51.3g(0.085モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(SiDA、信越化学(株)製)1.24g(0.005モル)、3−アミノフェノール(東京化成(株)製)2.18g(0.02モル)をN−メチルピロリドン(NMP)200gに溶解した。ここに3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(ODPA、マナック(株)製)31.0g(0.1モル)を加え、40℃で2時間撹拌した。その後、ジメチルホルムアミドジメチルアセタール(三菱レーヨン(株)製、DFA)7.14g(0.06モル)をNMP5gで希釈した溶液を10分間かけて滴下した。滴下後、40℃で2時間撹拌を続けた。撹拌終了後、溶液を水2Lに投入して、ポリマー固体の沈殿を濾過で集めた。さらに水2Lで3回洗浄を行い、集めたポリマー固体を50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、ポリイミド前駆体を得た。
このポリイミド前駆体10g、合成例2で得られたキノンジアジド化合物3g、溶解調整剤としてTrisP−PHBA(本州化学工業(株)製)2g、界面活性剤としてBYK333(ビックケミー(株)製)0.04gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gに加えて撹拌しポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスを得た。ワニスの粘度は7.3mPa・sであった。得られたワニスを用いて、前記(1)に記載の方法で、乾燥後の膜厚が4μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。
得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は1.9%であった。
実施例2
実施例1のワニスを用いて、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.5%であった。
実施例3
実施例1のワニスを用いて、乾燥後の膜厚が6μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも観察されず3であった。泡は僅かに観察され2であった。膜厚均一性は2.9%であった。
実施例4
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃、粘度1.17mPa・s)17gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は7.1mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも観察されず3であった。泡は僅かに観察され2であった。膜厚均一性は2.4%であった。
実施例5
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとジエチレングリコールジエチルエーテル(沸点189℃、粘度1.47mPa・s)17gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は7.6mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.9%であった。
実施例6
実施例1で得られたポリイミド前駆体10g、合成例2で得られたキノンジアジド化合物2.5g、合成例3で得られたアルコキシメチル基含有化合物(A−1)1g、溶解調整剤としてTrisP−PHBA(本州化学工業(株)製)1.5g、界面活性剤としてBYK333(ビックケミー(株)製)0.04gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)59.5gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gとγ−ブチロラクトン(沸点203℃、粘度1.90mPa・s)8.5gに加えて撹拌しポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスを得た。ワニスの粘度は7.4mPa・sであった。得られたワニスを用いて、前記(1)に記載の方法で、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。
得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.8%であった。
実施例7
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)34gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.8mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラは僅かに観測され2であった。膜厚均一性は3.5%であった。
実施例8
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)51gとジエチレングリコールジメチルエーテル(沸点162℃、粘度1.17mPa・s)34gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.5mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも観察されず3であった。泡は僅かに観察され2であった。膜厚均一性は3.4%であった。
実施例9
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gと、γ−ブチロラクトン(沸点203℃、粘度1.90mPa・s)17gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は7.3mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.9%であった。
実施例10
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)76.5gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)8.5gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は7.9mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも観察されず3であった。泡は僅かに観測され2であった。膜厚均一性は2.9%であった。
実施例11
乾燥窒素気流下、BAHF18.3g(0.05モル)をNMP50g、グリシジルメチルエーテル26.4g(0.3モル)に溶解させ、溶液の温度を−15℃まで冷却した。ここにジフェニルエーテルジカルボン酸ジクロリド(日本農薬(株)製)7.4g(0.025モル)、イソフタル酸クロリド(東京化成(株)製)5.1g(0.025モル)をγ−ブチロラクトン(GBL)25gに溶解させた溶液を内部の温度が0℃を越えないように滴下した。滴下終了後、−15℃で6時間撹拌を続けた。反応終了後、メタノールを10重量%含んだ水3Lに溶液を投入して白色の沈殿を集めた。この沈殿を濾過で集めて、水で3回洗浄した後、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール前駆体を得た。
このポリベンゾオキサゾール前駆体10gに合成例2で得られたキノンジアジド化合物3g、溶解調整剤としてTrisP−PHBA(本州化学工業(株)製)2g、界面活性剤としてBYK333(ビックケミー(株)製)0.04gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)34gに加えて撹拌しポジ型感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物のワニスを得た。ワニスの粘度は7.1mPa・sであった。得られたワニスを用いて、前記(1)に記載の方法で、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。
得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラは僅かに観測され2であった。膜厚均一性は3.5%であった。
実施例12
乾燥窒素気流下、BAHF32.9g(0.09モル)をNMP500gに溶解させた。ここにODPA31.0g(0.1モル)をNMP50gとともに加えて、30℃で2時間撹拌した。その後、3−アミノフェノール(東京化成(株)製)2.18g(0.02モル)を加え、40℃で2時間撹拌を続けた。さらにピリジン(東京化成(株)製)5gをトルエン(東京化成(株)製30g)に希釈して、溶液に加え、冷却管を付け系外に水をトルエンとともに共沸で除去しながら溶液の温度を120℃にして2時間、さらに180℃で2時間反応させた。この溶液の温度を室温まで低下させ、水3Lに溶液を投入し、白色の粉体を得た。この粉体を濾過で集め、さらに水で3回洗浄を行った。洗浄後、白色粉体を50℃の真空乾燥機で72時間乾燥させ、ポリイミドを得た。
このポリイミド10g、合成例2で得られたキノンジアジド化合物3g、溶解調整剤としてTrisP−PHBA(本州化学工業(株)製)2g、界面活性剤としてBYK333(ビックケミー(株)製)0.04gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)34gに加えて撹拌しポジ型感光性ポリイミド組成物のワニスを得た。ワニスの粘度は6.5mPa・sであった。得られたワニスを用いて、前記(1)に記載の方法で、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。
得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラは僅かに観測され2であった。膜厚均一性は3.3%であった。
実施例13
実施例12で得られたポリイミド10g、合成例3で得られたアルコキシメチル基含有化合物(A−1)2.4g、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステルBPE−100)2g、トリメチロールプロパントリアクリレート0.5g、1,2−オクタンジオン−1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)](チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)0.1g、界面活性剤としてBYK333(ビックケミー(株)製)0.04gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gに加えて撹拌しネガ型感光性ポリイミド組成物のワニスを得た。ワニスの粘度は7.9mPa・sであった。得られたワニスを用いて、前記(1)に記載の方法で、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。
得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.8%であった。
実施例14
実施例11で得られたポリベンゾオキサゾール前駆体10g、WPAG−314(商品名、和光純薬工業(株)製)0.5g、熱酸発生剤として5−プロピルスルホニルオキシイミノ−5H−チオフェン−2−メチルフェニル−アセトニトリル(商品名PAG−103、チバスペシャリティケミカルズ(株)製)0.5g、MW−30HM(三和ケミカル(株)製)4g、界面活性剤としてBYK333(ビックケミー(株)製)0.04gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gに加えて撹拌しネガ型感光性ポリベンゾオキサゾール前駆体組成物のワニスを得た。ワニスの粘度は7.6mPa・sであった。得られたワニスを用いて、前記(1)に記載の方法で、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。
得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.8%であった。
実施例15
溶媒をエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)68gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は7.0mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は2.3%であった。
実施例16
溶媒をエチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)34gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.8mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはわずかに観察され2であった。膜厚均一性は2.5%であった。
実施例17
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)42.5gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)42.5gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.6mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはわずかに観察され2であった。膜厚均一性は3.3%であった。
実施例18
溶媒をn-ブチルアルコール(沸点117℃)68gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)17gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は7.6mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも観察されず3であった。膜厚均一性は3.5%であった。
実施例19
溶媒をブチルアセテート(沸点125℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)34gに変更した以外は実施例12と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.1mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはわずかに観察され2であった。膜厚均一性は2.5%であった。
実施例20
溶媒をイソブチルアルコール(沸点108℃)51gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)34gに変更した以外は実施例12と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.7mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、泡はいずれも観察されず3であった。減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはわずかに観察され2であった。膜厚均一性は2.7%であった。
比較例1
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gと乳酸エチル(沸点154℃、粘度2.61mPa・s)17gに変更した以外は実施例1と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は10.2mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも観察されず3であった。泡は僅かに観察され2であった。膜厚均一性は4.1%であった。
比較例2
比較例1のワニスを用いて、乾燥後の膜厚が5μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも観察されず3であった。泡は明確に観察され1であった。膜厚均一性は6.4%であった。
比較例3
比較例1のワニスを用いて、乾燥後の膜厚が6μmとなるようにスリット塗布により感光性樹脂膜を作製した。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引きは観察されず3、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラはいずれも僅かに観察され2であった。泡は明確に観察され1であった。膜厚均一性は8.1%であった。
比較例4
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとN−メチル−2−ピロリドン(沸点204℃、粘度1.65mPa・s)17gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は9.5mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引きは観察されず3、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも僅かに観察され2であった。膜厚均一性は6.8%であった。
比較例5
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)59.5gとγ−ブチロラクトン(沸点203℃、粘度1.90mPa・s)25.5gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は9.2mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引きは観察されず3、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも僅かに観察され2であった。膜厚均一性は5.1%であった。
比較例6
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)51gとγ−ブチロラクトン(沸点203℃、粘度1.90mPa・s)34gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は9.4mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引きは観察されず3、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも僅かに観察され2であった。膜厚均一性は5.3%であった。
比較例7
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)76.5gとγ−ブチロラクトン(沸点203℃、粘度1.90mPa・s)8.5gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は8.3mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕は観察されず3、モヤムラは僅かに観察され2、泡は明確に観察され1であった。膜厚均一性は6.6%であった。
比較例8
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)25.5gとジエチレングリコールエチルメチルエーテル(沸点176℃、粘度1.27mPa・s)59.5gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は6.7mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも僅かに観察され2であった。膜厚均一性は4.0%であった。
比較例9
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)25.5gとジエチレングリコールジエチルエーテル(沸点189℃、粘度1.47mPa・s)59.5gに変更した以外は実施例2と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は8.1mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引き、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラ、泡はいずれも僅かに観察され2であった。膜厚均一性は4.3%であった。
比較例10
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)68gとγ−ブチロラクトン(沸点203℃、粘度1.90mPa・s)17gに変更した以外は実施例11と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は8.1mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、スジ引きは観察されず3、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕、モヤムラは僅かに観察され2、泡は明確に観察され1であった。膜厚均一性は5.5%であった。
比較例11
溶媒をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(沸点146℃、1.18mPa・s)59.5gとエチレングリコールn−ブチルエーテルアセテート(沸点188℃、1.70mPa・s)25.5gに変更した以外は実施例1と同様にしてポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスを作製した。ワニスには未溶解の樹脂分が残存し、塗布性評価はできなかった。
比較例12
ブチルアセテート(沸点125℃)51.0gとアセチルアセトン(沸点141℃、粘度0.75mPa・s)34.0gに変更した以外は実施例1と同様にしてポジ型感光性ポリイミド前駆体組成物のワニスを作製した。ワニスには未溶解の樹脂分が残存し、塗布性評価はできなかった。
比較例13
溶媒をブチルアセテート(沸点125℃)51.0gとアセチルアセトン(沸点141℃、粘度0.75mPa・s)34.0gに変更した以外は実施例12と同様にして感光性樹脂膜を作製した。ワニスの粘度は5.2mPa・sであった。得られた感光性樹脂膜の外観評価を行ったところ、減圧乾燥プロキシピン痕、ホットプレートプロキシピン痕は観察されず3、スジ引き、モヤムラは僅かに観察され2、泡は明確に観察され1であった。膜厚均一性は4.8%であった。
実施例1〜20および比較例1〜13の組成を表1〜3に、評価結果を表4に示す。
Figure 0004911248
Figure 0004911248
Figure 0004911248
Figure 0004911248
Figure 0004911248
本発明の感光性樹脂組成物は半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜、有機エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:以下ELと記す)素子の絶縁膜、有機EL素子を用いた表示装置の駆動用薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下TFTと記す)基板の平坦化膜、回路基板の配線保護絶縁膜、固体撮像素子のオンチップマイクロレンズや各種ディスプレイ・固体撮像素子用平坦化膜などの用途に用いることができる。

Claims (5)

  1. (a)ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミドの前駆体、および、ポリベンゾオキサゾールの前駆体から選択される少なくとも1種以上の樹脂、(b)感光剤、(c)大気圧下における沸点が100℃以上130℃以下の有機溶媒および(d)大気圧下における沸点が150℃以上で、20℃における粘度が1.1mPa・sより大きく1.5mPa・sより小さい有機溶媒を含有し、かつ(c)成分の含有量が有機溶媒全量に対して40重量%以上90重量%以下であり、(d)成分の含有量が有機溶媒全量に対して10重量%以上60重量%以下であることを特徴とする感光性樹脂組成物。
  2. 前記(d)成分が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、およびジエチレングリコールジエチルエーテルから選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする請求項1記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記(d)成分の含有量が有機溶媒全量に対して10重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項1記載の感光性樹脂組成物。
  4. (1)請求項1〜3のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を、スリットノズルを用いて基板に塗布し、塗布膜を形成する工程および(2)塗布膜を減圧乾燥する工程を含む感光性樹脂膜の製造方法。
  5. 請求項4記載の製造方法により得られる膜厚5μm以上10μm以下の感光性樹脂膜。
JP2010536263A 2009-09-10 2010-09-07 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法 Active JP4911248B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010536263A JP4911248B2 (ja) 2009-09-10 2010-09-07 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009209042 2009-09-10
JP2009209042 2009-09-10
JP2010536263A JP4911248B2 (ja) 2009-09-10 2010-09-07 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法
PCT/JP2010/065293 WO2011030744A1 (ja) 2009-09-10 2010-09-07 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP4911248B2 true JP4911248B2 (ja) 2012-04-04
JPWO2011030744A1 JPWO2011030744A1 (ja) 2013-02-07

Family

ID=43732416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010536263A Active JP4911248B2 (ja) 2009-09-10 2010-09-07 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP4911248B2 (ja)
KR (1) KR101227280B1 (ja)
CN (1) CN102549497B (ja)
SG (1) SG179087A1 (ja)
TW (1) TWI461846B (ja)
WO (1) WO2011030744A1 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011242676A (ja) * 2010-05-20 2011-12-01 Asahi Kasei E-Materials Corp 感光性樹脂組成物、硬化レリーフパターンの製造方法及び半導体装置
JP5691731B2 (ja) * 2011-03-28 2015-04-01 日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 ネガ型感光性樹脂組成物、パターン形成方法及び電子部品
JP5637043B2 (ja) * 2011-03-30 2014-12-10 日本ゼオン株式会社 感光性樹脂組成物
CN103842408B (zh) * 2011-08-18 2016-09-21 东丽株式会社 聚酰胺酸树脂组合物、聚酰亚胺树脂组合物和聚酰亚胺噁唑树脂组合物以及含有它们的柔性基板
KR20190009002A (ko) * 2012-12-20 2019-01-25 도레이 카부시키가이샤 감광성 수지 조성물, 내열성 수지막의 제조 방법 및 표시 장치
JP6286834B2 (ja) * 2013-02-22 2018-03-07 東レ株式会社 耐熱性樹脂組成物および耐熱性樹脂膜の製造方法
CN103304810B (zh) * 2013-06-06 2016-02-10 北京京东方光电科技有限公司 一种固化树脂、绿色光阻剂、彩色滤光片及它们的制备方法、彩色显示器件
CN103304812B (zh) * 2013-06-06 2015-11-25 北京京东方光电科技有限公司 一种固化树脂、红色光阻剂、彩色滤光片及它们的制备方法、彩色显示器件
CN103319713B (zh) * 2013-06-06 2015-11-25 北京京东方光电科技有限公司 一种固化树脂、黑色光阻剂、滤光片及它们的制备方法、显示器件
KR101696963B1 (ko) * 2013-09-30 2017-01-16 주식회사 엘지화학 감광성 수지 조성물
JP6261285B2 (ja) * 2013-10-31 2018-01-17 富士フイルム株式会社 積層体、有機半導体製造用キットおよび有機半導体製造用レジスト組成物
KR101728820B1 (ko) 2013-12-12 2017-04-20 제일모직 주식회사 포지티브형 감광성 수지 조성물, 감광성 수지막, 및 표시 소자
JP6459191B2 (ja) * 2014-03-19 2019-01-30 東レ株式会社 感光性樹脂組成物
KR101612673B1 (ko) * 2015-03-11 2016-04-14 동우 화인켐 주식회사 네가티브형 감광성 수지 조성물
WO2016158406A1 (ja) * 2015-03-27 2016-10-06 東レ株式会社 薄膜トランジスタ用感光性樹脂組成物、硬化膜、薄膜トランジスタ、液晶表示装置または有機電界発光表示装置、硬化膜の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法および液晶表示装置または有機電界発光表示装置の製造方法
SG11201810262XA (en) * 2016-06-15 2018-12-28 Toray Industries Photosensitive resin composition
TWI737781B (zh) 2016-08-03 2021-09-01 日商日產化學工業股份有限公司 剝離層形成用組成物及剝離層
KR102654926B1 (ko) * 2016-08-10 2024-04-05 삼성디스플레이 주식회사 포토레지스트 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성 방법
WO2018043250A1 (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 東レ株式会社 感光性樹脂組成物、硬化膜、有機el表示装置、半導体電子部品、半導体装置
TWI600168B (zh) * 2016-11-02 2017-09-21 律勝科技股份有限公司 薄膜電晶體的積層體結構
CN111247113B (zh) * 2017-10-20 2022-06-10 建筑研究和技术有限公司 用于粘接体系的凝结控制组合物
KR101933940B1 (ko) * 2018-01-31 2018-12-31 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 컬럼 스페이서를 포함하는 컬러필터 및 컬러필터를 포함하는 화상표시장치
KR20190101576A (ko) * 2018-02-23 2019-09-02 동우 화인켐 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 절연막
JP7247655B2 (ja) * 2018-03-30 2023-03-29 東レ株式会社 感光性樹脂組成物
TWI700319B (zh) * 2018-05-04 2020-08-01 新應材股份有限公司 正型光阻組成物及使用其之切割道形成方法
CN112689800A (zh) * 2018-09-11 2021-04-20 住友电木株式会社 永久膜形成用感光性树脂组合物、固化膜、电子装置、固化膜的制造方法和电子装置的制造方法
JP7210999B2 (ja) * 2018-10-22 2023-01-24 東レ株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、硬化膜の製造方法、半導体装置および表示装置
JP6974368B2 (ja) * 2019-01-11 2021-12-01 エセックス古河マグネットワイヤジャパン株式会社 絶縁塗料、及びこれを用いた絶縁電線の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004054254A (ja) * 2002-05-29 2004-02-19 Toray Ind Inc 感光性樹脂組成物および耐熱性樹脂膜の製造方法
JP2006309202A (ja) * 2005-03-29 2006-11-09 Toray Ind Inc 感光性樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP2008070480A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Az Electronic Materials Kk フォトレジスト用溶媒とそれを用いたスリットコーティング用フォトレジスト組成物
JP2008158281A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Az Electronic Materials Kk パターン形成方法およびそれに用いる感光性樹脂組成物

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043682A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Jsr Corp 感放射線性誘電率変化性組成物、誘電率変化法
EP1508837B1 (en) * 2002-05-29 2014-10-15 Toray Industries, Inc. Photosensitive resin composition and method for preparing heat-resistant resin film
US7265182B2 (en) * 2004-07-09 2007-09-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyamic acid cross-linked polymer and formable composition therefrom
JP4814997B2 (ja) * 2007-04-24 2011-11-16 三井化学株式会社 感光性樹脂組成物、ドライフィルムおよびそれを用いた加工品
JP5051371B2 (ja) * 2007-11-26 2012-10-17 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、液晶表示素子のスペーサーおよび保護膜ならびに液晶表示素子
JP5545217B2 (ja) * 2008-10-20 2014-07-09 住友ベークライト株式会社 スプレー塗布用ポジ型感光性樹脂組成物及びそれを用いた貫通電極の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004054254A (ja) * 2002-05-29 2004-02-19 Toray Ind Inc 感光性樹脂組成物および耐熱性樹脂膜の製造方法
JP2006309202A (ja) * 2005-03-29 2006-11-09 Toray Ind Inc 感光性樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JP2008070480A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Az Electronic Materials Kk フォトレジスト用溶媒とそれを用いたスリットコーティング用フォトレジスト組成物
JP2008158281A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Az Electronic Materials Kk パターン形成方法およびそれに用いる感光性樹脂組成物

Also Published As

Publication number Publication date
TW201116930A (en) 2011-05-16
TWI461846B (zh) 2014-11-21
KR20120028406A (ko) 2012-03-22
CN102549497B (zh) 2013-07-31
JPWO2011030744A1 (ja) 2013-02-07
SG179087A1 (en) 2012-04-27
KR101227280B1 (ko) 2013-01-28
CN102549497A (zh) 2012-07-04
WO2011030744A1 (ja) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4911248B2 (ja) 感光性樹脂組成物および感光性樹脂膜の製造方法
JP6332022B2 (ja) 感光性樹脂組成物、耐熱性樹脂膜の製造方法および表示装置
JP5699602B2 (ja) 樹脂組成物およびこれを用いた表示装置
JP6787123B2 (ja) 感光性樹脂組成物、樹脂硬化膜の製造方法および半導体装置
JP6286834B2 (ja) 耐熱性樹脂組成物および耐熱性樹脂膜の製造方法
JP6780501B2 (ja) 耐熱性樹脂組成物、耐熱性樹脂膜の製造方法、層間絶縁膜または表面保護膜の製造方法、および電子部品または半導体部品の製造方法
JP5211438B2 (ja) 樹脂組成物およびそれを用いた表示装置
TWI820180B (zh) 感光性樹脂組成物、感光性薄片、以及彼等之硬化膜及其製造方法、電子零件
JP5338033B2 (ja) 耐熱性樹脂組成物およびそれを用いた金属樹脂複合体ならびに電子部品
JP6903916B2 (ja) 樹脂組成物
JP5712658B2 (ja) ポジ型感光性樹脂組成物
JP5617279B2 (ja) 感光性樹脂組成物
JP2020166124A (ja) 感光性樹脂組成物、硬化膜、硬化膜の製造方法、表示装置
JP2010243748A (ja) 感光性樹脂組成物および耐熱性樹脂膜の製造方法
JP2021152095A (ja) 樹脂、樹脂組成物、樹脂シート、硬化膜、電子部品および湿度センサー部品

Legal Events

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111220

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120102

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4911248

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3