JP4978137B2 - Photosensitive resin composition and article - Google Patents
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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 polyimide or polybenzoxazole precursor resin composition that 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 like The present invention relates to an article produced using a 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、類似の加工工程が適用され、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を加工する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 the method of processing the precursor. 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。
そのひと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いポリイミドのパターンを得る方法であり、もうひとつは、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することによって、分解また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 is a method of patterning by exposure and development in the state of a polyimide precursor, and then imidizing by heat treatment or the like to obtain a polyimide pattern, and the other is a polyimide itself that is not photosensitive itself. A pattern is formed by decomposing or elution by forming a resist pattern on the top with an organic substance, metal, etc., and treating the opening with a solution of hydrazine, inorganic alkali, organic alkali, etc., an organic polar solvent, or a mixture thereof. How to get.
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、その理由のひと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のパターニングをする手段としても、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 polyimide of the type using 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) ポリイミドの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;
(b) ポリイミドの前駆体のポリアミック酸に、電磁波の露光によりイミド化の触媒作用を示す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は部分的にイミド化されるため、現像液に対する溶解性が低下し、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、完全にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法;
On the other hand, as representative methods belonging to the group (2) above:
(A) Polyamic acid, which is a precursor of polyimide, is mixed with a naphthoquinonediazide derivative that acts as a dissolution inhibitor before exposure to electromagnetic waves and generates carboxylic acid and becomes a dissolution accelerator after exposure. A method of forming a pattern by increasing the contrast of the dissolution rate with respect to the developer in the exposed portion, and then imidizing to obtain a polyimide pattern;
(B) Polyamic acid, which is a precursor of polyimide, is mixed with a compound such as a dihydropyridine derivative that becomes a basic substance that exhibits catalytic action of imidization by exposure to electromagnetic waves, and is exposed by heating at an appropriate temperature after exposure. Since the exposed area is partially imidized by the action of the basic substance generated in the area, the solubility in the developer is lowered, and the contrast between the exposed area and the unexposed area in the developer is increased. A method of forming a pattern and then imidizing completely to obtain a polyimide pattern;
(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;
(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骨格を混合することで、両者をイオン結合させ、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;
及び、
(e) ポリイミドの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、などの手法が提案されている。
(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 reducing the solubility and forming a pattern by increasing the contrast of the dissolution rate of the exposed area and the unexposed area to the developer, followed by imidization to obtain a polyimide pattern;
(D) By mixing a polyamic acid of a polyimide precursor and a skeleton having a radically polymerizable ethylenically unsaturated bond having a basic site, both are ionically bonded, and a photo radical generator is mixed therewith. A cross-linked structure is formed in the exposed area to lower the solubility in the developer, and pattern formation is performed by increasing the contrast between the exposed area and the unexposed area in the developer, followed by imidization and polyimide. Technique to obtain a pattern;
as well as,
(E) A polyamic acid, which is a polyimide precursor, is mixed with a photoacid (or photobase) generator and a crosslinking agent. After exposure, heating is performed, and crosslinking proceeds by the action of the acid (or base) generated by exposure. By reducing the solubility in the developing solution, the contrast of the exposed portion and the unexposed portion with respect to the developing solution is increased to form a pattern, and then imidized to obtain a polyimide pattern, etc. A method has 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 transmit the exposure wavelength sufficiently, electromagnetic waves do not reach the photosensitive component and problems such as reduced sensitivity and pattern formation will occur. Therefore, it is necessary to select a skeleton having a high transmittance with respect to the exposure wavelength.
その中でも(2)のグループに属する(e)の手法は、既存のポリイミド前駆体に、光酸(または塩基)発生剤をある一定比率で混合するだけで感光性ポリイミドを得ることができる為、樹脂組成物を製造するプロセスが簡便で、また、あらゆる構造のポリイミド前駆体に適用できる為、汎用性が高いという利点がある。一方で、電磁波の照射により発生した酸や塩基による触媒作用によって露光部のみがイミド化し、その部分が現像液に不溶になるというメカニズムから、現像液に対する溶解性のもともと大きいポリイミド前駆体は、露光部も溶解速度が早く、露光部、未露光部の溶解性のコントラストを大きくすることに限界があった。
露光部と未露光部の間で溶解性のコントラストが大きければ大きいほど現像後の残膜率が大きく、更に形状も良好なパターンを得ることができる為、従来、現像液の濃度や光酸(又は塩基)発生剤の量を調整したり、溶解促進剤の添加が必要であった。
さらに、従来より用いられている光酸(塩基)発生剤は高価であり、溶解性コントラストを高める為に添加量を多くするとコストがかかってしまうという問題があった。
Among them, since the method (e) belonging to the group (2) can obtain a photosensitive polyimide only by mixing a photoacid (or base) generator at a certain ratio with an existing polyimide precursor, Since the process for producing the resin composition is simple and can be applied to polyimide precursors having any structure, there is an advantage of high versatility. On the other hand, due to the mechanism that only the exposed part is imidized by the catalytic action of the acid or base generated by the irradiation of electromagnetic waves, and that part becomes insoluble in the developer, the polyimide precursor that is originally highly soluble in the developer is exposed. The dissolution rate of the part was also fast, and there was a limit to increasing the solubility contrast of the exposed part and the unexposed part.
The higher the solubility contrast between the exposed and unexposed areas, the greater the residual film ratio after development, and the better the pattern can be obtained. Conventionally, the developer concentration and photoacid ( (Or base) It was necessary to adjust the amount of the generator and to add a dissolution accelerator.
Furthermore, conventionally used photoacid (base) generators are expensive, and there is a problem that if the amount added is increased to increase the solubility contrast, the cost increases.
本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、高分子前駆体の種類を問わず大きな溶解性コントラストが得られ、結果的に十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる感光性樹脂組成物を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to obtain a large solubility contrast regardless of the type of the polymer precursor, and as a result, the shape is good while maintaining a sufficient process margin. It is in providing the photosensitive resin composition which can obtain a simple pattern.
電磁波の吸収により分解し、元の化合物よりも低分子のアミンを脱離させるアンモニウム化合物塩と、高分子前駆体を含有し、前記アンモニウム化合物塩が下記式(1)で表されるアンモニウム塩であり、前記高分子前駆体が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ることを特徴とする感光性樹脂組成物。
It contains an ammonium compound salt that decomposes by absorbing electromagnetic waves and desorbs a lower molecular amine than the original compound, and a polymer precursor, and the ammonium compound salt is an ammonium salt represented by the following formula (1). There, the polymer precursor is a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor der photosensitive resin composition characterized Rukoto.
(式中、R(Wherein R
55
の結合する炭素とRCarbon and R
66
が結合する炭素が直接結合している。RThe carbon to which is attached is directly bonded. R
11
〜R~ R
44
及びRAnd R
77
〜R~ R
1010
は、それぞれ独立に水素または1価の有機基であり、それらの2つ以上が同一であっても全てが異なってもいてもよい。また、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。RAre each independently hydrogen or a monovalent organic group, and two or more of them may be the same or different from each other. Two or more of them may be combined to form a ring structure. R
1111
〜R~ R
1313
は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらの2つ以上が同一であっても異なってもいてもよい。また、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。RAre each independently hydrogen or a monovalent organic group, and two or more of them may be the same or different. Two or more of them may be combined to form a ring structure. R
1414
は、水素または1価の有機基である。Aは、陰イオンとなりえる化合物又は元素である。)Is hydrogen or a monovalent organic group. A is a compound or element that can be an anion. )
電磁波の吸収により分解し、元の化合物よりも低分子のアミンを脱離させるアンモニウム化合物塩は、電磁波を照射するとアミン塩基を発生させるので、アミン塩基の作用によって最終生成物に変化する高分子前駆体、例えばポリイミド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。 Ammonium compound salts that decompose by absorption of electromagnetic waves and desorb amines with lower molecular weight than the original compounds generate amine bases when irradiated with electromagnetic waves, so that polymer precursors that change into final products by the action of amine bases. It acts as a very effective photosensitive component on the body, for example a polyimide precursor.
また、高分子前駆体自体は塩基の作用によって最終的に最終生成物に変化するものでなくても、感光性樹脂組成物全体としてみたときに塩基の作用によって目的とする反応が進行する反応系を含む組成物であれば、上記アンモニウム化合物塩は、感光性成分として有効である。 In addition, even if the polymer precursor itself does not eventually change to a final product due to the action of the base, a reaction system in which the target reaction proceeds due to the action of the base when viewed as the entire photosensitive resin composition. If it is a composition containing this, the said ammonium compound salt is effective as a photosensitive component.
上記式(1)で表されるアンモニウム塩は、電磁波を照射するとアミン塩基を発生させる。従って、このアンモニウム塩は、ポリイミド前駆体のよう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。
The ammonium salt represented by the above formula (1) generates an amine base when irradiated with electromagnetic waves. Therefore, this ammonium salt is applied to a composition containing a polymer precursor that catalyzes a reaction in which a base is converted into a final product, such as a polyimide precursor, or a system in which a target reaction proceeds by the action of a base. On the other hand, it acts as a very effective photosensitive component.
アンモニウム塩が、電磁波を吸収した後の分解反応によって生成するアミンは、塩基性の高いアミンを発生させる観点から、3級アミン又は脂肪族アミンであることが好ましく、特に脂肪族3級アミンであることが好ましい。
上記式(1)で表されるアンモニウム塩のR11〜R13のアンモニウム窒素と結合している原子が、全て飽和炭素であることが、上述した脂肪族3級アミンを発生させることができるため、特に好ましい。
The amine produced by the decomposition reaction after the ammonium salt absorbs electromagnetic waves is preferably a tertiary amine or an aliphatic amine, particularly an aliphatic tertiary amine, from the viewpoint of generating a highly basic amine. It is preferable.
Since the atoms bonded to the ammonium nitrogen of R 11 to R 13 of the ammonium salt represented by the above formula (1) are all saturated carbon, the above-described aliphatic tertiary amine can be generated. Is particularly preferred.
一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長は、436nm、405nm、365nmであることから、上記式(1)で表される塩は、436nm、405nm、365nm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く、また、一般に半導体製造に用いられるKrFレーザーでの波長が248nmであることから、248nmに吸収を有することが好ましい。 Since the wavelength of a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, is 436 nm, 405 nm, and 365 nm, the salt represented by the above formula (1) is at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm, 405 nm, and 365 nm. In addition, since the wavelength in a KrF laser generally used for semiconductor production is 248 nm, it is preferable to have absorption at 248 nm.
以上に述べたように、本発明に係る感光性樹脂組成物に含まれる電磁波の吸収により分解し、元の化合物よりも低分子のアミンを脱離させるアンモニウム化合物塩、特に上記式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩は、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、パターン形成プロセスに制限を受けることなく、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、本発明に係るベンズヒドリルアンモニウム塩は合成が容易であり、原料も比較的安価に入手できることから、コストパフォーマンスにも優れ、感光性樹脂組成物としての価格も抑えられる。
またさらに、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組成物又は感光性ポリベンゾオキサゾール組成物として利用できる。
本発明によれば、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、溶解阻害性、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。
As described above, an ammonium compound salt that decomposes by absorption of electromagnetic waves contained in the photosensitive resin composition according to the present invention and desorbs a lower molecular amine than the original compound, particularly in the above formula (1) The benzhydrylammonium salt represented can function as a photobase generator, so that a wide variety of polymer precursors can be applied, and the high yield finally obtained without being limited by the patterning process. The molecular structure can be selected from a wide range.
Moreover, since the benzhydryl ammonium salt according to the present invention is easy to synthesize and the raw materials can be obtained at a relatively low cost, it is excellent in cost performance and the price as a photosensitive resin composition can be suppressed.
Furthermore, the photosensitive resin composition according to the present invention can be applied to a wider range of uses by applying a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor that has been applied to various uses as a polymer precursor. It can be used as a photosensitive polyimide composition or a photosensitive polybenzoxazole composition.
According to the present invention, a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor that has conventionally had difficulty in obtaining a solubility contrast between an exposed portion and an unexposed portion can be obtained without application of dissolution inhibitor and dissolution inhibitor. A pattern shape can be obtained.
また、上記本発明に係る感光性高分子前駆体樹脂組成物は、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用のフィルム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)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、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電子部材を形成するのに適している。
加えて、上記高分子前駆体樹脂組成物の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や塗膜または3次元構造物として好適である。
Moreover, since the photosensitive polymer precursor resin composition according to the present invention can select a polymer precursor having a wide range of structures, the polymer obtained thereby has heat resistance, dimensional stability, insulating properties, etc. Since the function can be imparted, it is suitable as a film or coating film for all known members 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 a component imparting heat resistance and insulation as a permanent film made of polyimide. Suitable for forming color filters, flexible display films, semiconductor devices, electronic components, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, other optical members or electronic members, for example ing.
In addition, the photosensitive polyimide precursor resin composition, which is one form of the polymer precursor resin composition, and the photosensitive polybenzoxazole precursor resin composition are polyimide or polybenzoxazole precursors having a wide structure. Therefore, the cured product obtained can be imparted with functions characteristic of polyimide and polybenzoxazole, such as heat resistance, dimensional stability, and insulation properties. It is suitable as a film, coating film or three-dimensional structure for all known members to which oxazole is applied.
以下、本発明について詳しく説明する。
なお、本発明において(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルであることを意味し、(メタ)アクリルとは、アクリル及び/又はメタクリルであることを意味し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートのいずれであっても良いことを意味する。
また、本発明において、アンモニウム化合物塩の分解を引き起こす電磁波とは、当該分解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, (meth) acryloyl means acryloyl and / or methacryloyl, (meth) acryl means acryl and / or methacryl, and (meth) acrylate means It means that either acrylate and / or methacrylate may be used.
Further, in the present invention, the electromagnetic wave that causes the decomposition of the ammonium compound salt may be anything that can cause the decomposition reaction, and not only the electromagnetic waves having wavelengths in the visible and invisible regions, but also the electron beam. The particle beam, and radiation or ionizing radiation that collectively refers to electromagnetic waves and particle beams are included.
本発明に係る感光性樹脂組成物は、電磁波の吸収により分解し、元の化合物よりも低分子のアミンを脱離させるアンモニウム化合物塩と、高分子前駆体を含有することを特徴としている。 The photosensitive resin composition according to the present invention is characterized by containing an ammonium compound salt capable of decomposing by absorption of electromagnetic waves and desorbing a lower molecular amine than the original compound, and a polymer precursor.
ベンズヒドリルアンモニウム塩の一つであるヨウ化トリメチルベンズヒドリルアンモニウムは、下記反応式(2)に従って、電磁波の吸収により、分解反応を起こすことが報告されている(Chemistry of Materials. 2002, 14, 918−923)。 Trimethylbenzhydrylammonium iodide, which is one of benzhydrylammonium salts, has been reported to cause a decomposition reaction by absorption of electromagnetic waves according to the following reaction formula (2) (Chemistry of Materials. 2002, 14). 918-923).
本発明者は、ヨウ化トリメチルベンズヒドリルアンモニウムの上記分解反応に注目した。ヨウ化トリメチルベンズヒドリルアンモニウムは中性塩であるが、電磁波を吸収することでアミンの脱離反応が進行し、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ベンズヒドリルアンモニウム塩と共存させておき、電磁波の照射により塩からアミンへと変換することで、電磁波の照射された部位は、ポリイミド前駆体の最終生成物への反応が促進され、より低温でイミド化を進行させることができる。
ベンズヒドリルアンモニウム塩とポリイミド前駆体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し、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で、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、更に加熱を行って、ポリイミドパターンとすることができる。
The present inventor has paid attention to the above decomposition reaction of trimethylbenzhydrylammonium iodide. Although trimethylbenzhydrylammonium iodide is a neutral salt, the elimination reaction of amine proceeds by absorbing electromagnetic waves and exhibits basicity. 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 coexists with the benzhydrylammonium salt, and by converting the salt to amine by irradiation with electromagnetic waves, the site irradiated with the electromagnetic waves reacts to the final product of the polyimide precursor. It is promoted and the imidization can proceed at a lower temperature.
In order to obtain a pattern using a photosensitive resin composition containing a benzhydrylammonium salt and a polyimide precursor, imidization proceeds in a place where an amine exists after irradiating an electromagnetic wave to the 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, where the electromagnetic wave is irradiated, and the solubility is lowered. Therefore, the pattern is developed by developing with a predetermined developer (organic solvent, alkaline aqueous solution, etc.). Obtainable. Then, according to the objective, it can heat further and can be set as a polyimide pattern.
以上の知見から、本発明者らは、中性に近いアンモニウム化合物塩が、電磁波を吸収後に分解し元のアンモニウム化合物塩よりも低分子のアミンを脱離させ、脱離したアミンを触媒として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溶解性の差を付与できることを見出した。
従ってこの塩は、イミド化の促進だけではなく、様々な高分子前駆体又は樹脂組成物に対して、有効な感光性成分として作用する。
Based on the above findings, the present inventors have found that an ammonium compound salt that is close to neutrality decomposes after absorbing electromagnetic waves and desorbs a lower molecular weight amine than the original ammonium compound salt, and the eliminated amine serves as an imide. It has been found that the exposed portion can be cured by carrying out the process to impart a difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion.
Therefore, this salt not only promotes imidization but also acts as an effective photosensitive component for various polymer precursors or resin compositions.
光塩基発生剤を利用した感光性ポリイミド前駆体樹脂組成物は、従来知られていたが、電磁波の吸収により分子内転移を経てアミンへと分子構造が変化する特殊な構造の化合物が多く、電磁波の吸収により分解し、元の化合物よりも低分子のアミンを脱離させる塩を利用したものはこれまで提案されていなかった。
本発明は、簡便な手法で合成可能でしかも原料に安価な市販の化合物を用いることができる光塩基発生剤を用いることで、より簡便に、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で広く応用される。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とそのイミド化物の特性を生かすことが出来る分野で好適に応用される。
電磁波の吸収により分解し、元の化合物よりも低分子のアミンを脱離させる上記アンモニウム化合物塩の一つとして、下記式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩を用いることができる。
Photosensitive polyimide precursor resin compositions using photobase generators have been known in the past, but there are many compounds with a special structure in which the molecular structure changes to amine through intramolecular transition by absorption of electromagnetic waves. Until now, no one has been proposed that utilizes a salt that decomposes due to absorption of phosphine and releases an amine having a lower molecular weight than the original compound.
The present invention makes it possible to prepare a photosensitive resin composition more easily and inexpensively by using a photobase generator that can be synthesized by a simple technique and that can use an inexpensive commercially available compound as a raw material. it can. Moreover, the selection range of the applicable polymer precursor 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 a field where the characteristics of the photosensitive polyimide precursor resin composition, which is a typical example thereof, and the imidized product thereof can be utilized.
A benzhydryl ammonium salt represented by the following formula (1) can be used as one of the above ammonium compound salts that decompose by absorption of electromagnetic waves and desorb amines having a lower molecular weight than the original compound.
(式中、R1〜R10は、それぞれ独立に水素または1価の有機基であり、それらの2つ以上が同一であっても全てが異なってもいてもよい。また、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。R11〜R13は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらの2つ以上が同一であっても異なってもいてもよい。また、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。R14は、水素または1価の有機基である。Aは、陰イオンとなりえる化合物又は元素である。) (In the formula, R 1 to R 10 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and two or more of them may be the same or all may be different. The above may combine to form a cyclic structure, and R 11 to R 13 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and two or more of them may be the same or different. Two or more of them may be bonded to form a cyclic structure, R 14 is hydrogen or a monovalent organic group, and A is a compound or element that can be an anion. .)
上記ベンズヒドリルアンモニウム塩は、ジフェニルメタン骨格を含んでおり、該ジフェニルメタン骨格のメチレン炭素とアミンの窒素間に結合を有する。その結果、ベンズヒドリルアンモニウム塩は、アミンの窒素部位がプラスに荷電した陽イオンとなり、対となる陰イオンを伴う塩として存在する。
この場合、メチレン部分の水素に変わって、1つ以上の1価の有機基が導入されていても良い。
The benzhydrylammonium salt contains a diphenylmethane skeleton, and has a bond between the methylene carbon of the diphenylmethane skeleton and the nitrogen of the amine. As a result, the benzhydrylammonium salt exists as a salt with a positive anion at the nitrogen site of the amine and a positive anion.
In this case, one or more monovalent organic groups may be introduced instead of hydrogen in the methylene moiety.
式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩のR1〜R10は、これらの位置に水素原子、及び/または水素原子以外の1価の置換基が導入されていてもよい。 In R 1 to R 10 of the benzhydrylammonium salt represented by the formula (1), a hydrogen atom and / or a monovalent substituent other than a hydrogen atom may be introduced at these positions.
置換基R1〜R10として芳香族環上に導入し得る1価の有機基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、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、アセトキシ基、スルホン基、更にアセチル基、ベンゾイル基のようなアシル基等が挙げられる。
また、他の一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基以外の結合や置換基を含んでいてもよく、直鎖でも分岐でも環状でも良い。上記炭化水素骨格を有する基としては、飽和又は不飽和の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、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、又は、フェニル基、ナフチル基等の芳香族基、アリル基、さらには、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、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、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様々な置換基が挙げられる。
Examples of the monovalent organic group that can be introduced on the aromatic ring as the substituents R 1 to R 10 include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and cyano. Groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups, nitro groups, carboxyl groups, acetoxy groups, sulfone groups, and acyl groups such as acetyl groups and benzoyl groups.
Other monovalent organic groups include groups having a hydrocarbon skeleton, which may contain bonds or substituents other than hydrocarbon groups such as heteroatoms, which may be linear or branched. It may be annular. Examples of the group having a hydrocarbon skeleton include a saturated or unsaturated alkyl ether group, an aryl ether group, an unsaturated alkyl thioether group, an aryl thioether group, a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or , Aromatic groups such as phenyl and naphthyl groups, allyl groups, and further, halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, primary amino groups, secondary amino groups, tertiary amino groups on a saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton , Cyano group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, and other various substituents formed by bonding hetero atoms or groups containing hetero atoms. .
R1〜R10は互いに同一であっても異なっていても良い。R1〜R10のうちの2つ又は3つ以上の基は、互いに結合して環状構造を形成していても良い。
それらが、連結した例としては、芳香環が、ナフタレン環、アントラセン環等の多環縮合芳香族、ピリジン環、フラン環等のヘテロ芳香族環、チオキサントン環等の芳香族環と非芳香族環とを含む多環縮合環となったものなどが例示できる。
また、R5の結合する炭素とR6が結合する炭素が直接結合し、ジフェニルメタン骨格がフルオレン骨格になっていてもよい。
R 1 to R 10 may be the same as or different from each other. Two or more groups of R 1 to R 10 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
For example, the aromatic ring is a polycyclic condensed aromatic group such as a naphthalene ring or an anthracene ring, a heteroaromatic ring such as a pyridine ring or a furan ring, an aromatic ring such as a thioxanthone ring, and a non-aromatic ring. The thing etc. which became a polycyclic fused ring containing these can be illustrated.
In addition, the carbon to which R 5 is bonded and the carbon to which R 6 are bonded may be directly bonded, and the diphenylmethane skeleton may be a fluorene skeleton.
式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩のR14の位置は、この位置に水素原子、又は水素原子以外の置換基が導入されていてもよい。R14の位置に置換基を導入することによって、電磁波の吸収による分解のしやすさを調整することができる。
かかる観点から、R14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、例えば、飽和又は不飽和アルキル基、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、アリル基等の炭化水素骨格を有する基が挙げられる。これらの置換基は、置換基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、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、直鎖でも分岐でも環状でも良い。
炭素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基以外の結合としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、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、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、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。
さらに、R14の位置に導入し得る1価の有機基として、特性を損なわない範囲でハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、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を用いても良い。これらは、直鎖でも分岐でも環状でも良い。
As for the position of R 14 in the benzhydrylammonium salt represented by the formula (1), a hydrogen atom or a substituent other than a hydrogen atom may be introduced at this position. By introducing a substituent at the position of R 14, the ease of decomposition due to absorption of electromagnetic waves can be adjusted.
From this viewpoint, examples of the monovalent organic group that can be introduced at the position of R 14 include, in addition to a hydrogen atom, a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated alkyl halide group, phenyl, naphthyl, and the like. And a group having a hydrocarbon skeleton such as an aromatic group or an allyl group. These substituents may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a hetero atom in the substituent, and particularly have about 1 to 20 carbon atoms, preferably about 1 to 8 carbon atoms. Is preferred.
These may be linear, branched or cyclic.
As a bond other than a hydrocarbon group such as a hetero atom contained in a group having a carbon hydrogen skeleton, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a carbonate bond, etc. Halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, cyano group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, An unsaturated alkyl ether group, an aryl ether group, an unsaturated alkyl thioether group, an aryl thioether group and the like can be mentioned, but are not particularly limited.
Furthermore, as a monovalent organic group that can be introduced at the position of R 14 , a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, a cyano group, a silyl group, as long as the characteristics are not impaired. Group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, unsaturated alkyl ether group, aryl ether group, unsaturated alkyl thioether group, aryl thioether group and the like may be used. These may be linear, branched or cyclic.
式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩を形成するアンモニウム基のR11〜R13の位置は、この位置に水素原子、及び/または水素原子以外の置換基が導入されていてもよい。R11〜R13の位置に置換基が導入されることによって、脱離するアミンの熱物性や塩基性度が異なる。
ベンズヒドリルアンモニウム塩の分解によって脱離する、元の化合物よりも低分子のアミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、キヌクリジンおよび、3−キヌクリジノールのような脂肪族第3級アミン、ジメチルアニリンなどの芳香族第3級アミン、およびイソキノリン、ピリジン、コリジン、ベータピコリンなどの複素環第3級アミン、などが挙げられる。
As for the position of R 11 to R 13 of the ammonium group forming the benzhydryl ammonium salt represented by the formula (1), a hydrogen atom and / or a substituent other than a hydrogen atom may be introduced at this position. . By introducing a substituent at the positions of R 11 to R 13 , the thermal properties and basicity of the leaving amine are different.
Examples of amines with lower molecular weight than the original compound, which are eliminated by decomposition of benzhydrylammonium salt, are trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triethylenediamine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2]. Examples include octane, quinuclidine, and aliphatic tertiary amines such as 3-quinuclidinol, aromatic tertiary amines such as dimethylaniline, and heterocyclic tertiary amines such as isoquinoline, pyridine, collidine, and betapicoline. It is done.
イミド化に対する触媒作用は塩基性の大きい方が触媒としての効果が大きく、より少量の添加で、より低い温度でのイミド化が可能となる。一般に1級アミンよりは2級アミン、2級アミンよりは3級アミンの方が塩基性度は高く、その触媒効果が大きい。その為、本発明に係るベンズヒドリルアンモニウム塩が分解後に生成するアミンは、2級以上のアミンであることが好ましく、3級アミンであることがさらに好ましい。また、本発明の目的を阻害しなければトリエチルアミンのような脂肪族アミン、又はピリジンなどのような芳香族アミンのどちらが生成しても良いが、塩基性度の高いアミンを用いる観点からは脂肪族アミンが生成することが好ましく、脂肪族2級又は3級アミンが生成することが更に好ましく、脂肪族3級アミンが生成することが特に好ましい。
上記式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩のR11〜R13のアンモニウム窒素と結合している原子が、全て飽和炭素、すなわちSP3軌道を有する炭素原子である場合には、塩基性の高い脂肪族3級アミンを発生させることができるので、上述した塩基性度の高いアミンを用いる観点から特に好ましい。
As the catalytic action for imidization, the greater the basicity, the greater the effect as a catalyst, and imidization at a lower temperature is possible with a smaller amount of addition. In general, secondary amines are more basic than primary amines, and tertiary amines are more basic than secondary amines, and their catalytic effect is greater. Therefore, the amine produced after decomposition of the benzhydrylammonium salt according to the present invention is preferably a secondary or higher amine, and more preferably a tertiary amine. In addition, an aliphatic amine such as triethylamine or an aromatic amine such as pyridine may be generated as long as the object of the present invention is not impaired. However, from the viewpoint of using a highly basic amine, an aliphatic amine may be generated. An amine is preferably generated, an aliphatic secondary or tertiary amine is more preferably generated, and an aliphatic tertiary amine is particularly preferably generated.
When the atoms bonded to the ammonium nitrogen of R 11 to R 13 of the benzhydryl ammonium salt represented by the above formula (1) are all saturated carbons, that is, carbon atoms having SP3 orbitals, Is particularly preferable from the viewpoint of using an amine having a high basicity as described above.
また、ベンズヒドリルアンモニウム塩は、本発明の感光性樹脂組成物の塗膜に対して露光後に行う、加熱の温度(高分子がポリイミド前駆体の場合、イミド化の温度)において分解しないことが好ましい。具体的には、ベンズヒドリルアンモニウム塩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。更には、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、現像後に行う加熱のプロセス(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ものが好ましい。具体的には、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。 The benzhydrylammonium salt may not be decomposed at the heating temperature (imidation temperature when the polymer is a polyimide precursor) after exposure to the coating film of the photosensitive resin composition of the present invention. preferable. Specifically, it is preferable that the temperature (5% weight reduction temperature) when the benzhydryl ammonium salt is heated to reduce 5% weight from the initial weight is 100 ° C. or more. Furthermore, 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, a heating process performed after development (when the polymer is a polyimide precursor) , Which are decomposed or volatilized in the imidization process). Specifically, the temperature when the 50% weight is reduced from the initial weight (50% weight reduction temperature) is preferably 400 ° C. or less.
かかる観点から、R11〜R13の位置に導入し得る1価の有機基としては、飽和又は不飽和アルキル基、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、アリル基等の炭化水素骨格を有する基が挙げられる。これらの有機基は、有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、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、直鎖でも分岐でも環状でも良く、R11〜R13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基以外の結合としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、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、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、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。
From this viewpoint, examples of the monovalent organic group that can be introduced at the positions of R 11 to R 13 include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or an aromatic group such as phenyl and naphthyl, Examples include groups having a hydrocarbon skeleton such as an allyl group. These organic groups may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a heteroatom in the organic group, and particularly have about 1 to 20 carbon atoms, preferably about 1 to 8 carbon atoms. Is preferred. These may be linear, branched or cyclic, and R 11 to R 13 may be linked to form a cyclic shape.
As a bond other than a hydrocarbon group such as a hetero atom contained in a group having a hydrocarbon skeleton, an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a carbonate bond, etc. Halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, cyano group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, An unsaturated alkyl ether group, an aryl ether group, an unsaturated alkyl thioether group, an aryl thioether group and the like can be mentioned, but are not particularly limited.
さらに、R11〜R13の位置に導入し得る1価の有機基として、特性を損なわない範囲でハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、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を用いても良い。これらは、直鎖でも分岐でも環状でも良く、R11〜R13が連結し環状になっていても良い。 Furthermore, as a monovalent organic group that can be introduced at the positions of R 11 to R 13 , a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, a cyano, as long as the characteristics are not impaired. Groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups, nitro groups, carboxyl groups, acetyl groups, acetoxy groups, sulfone groups, unsaturated alkyl ether groups, aryl ether groups, unsaturated alkyl thioether groups, aryl thioether groups, etc. good. These may be linear, branched or cyclic, and R 11 to R 13 may be linked to form a cyclic shape.
また、本発明においては、一つの分子内の2箇所以上にアンモニウム基を有するアンモニウム化合物塩を用いても良い。
その一例としては、一分子当たり2つのアミノ基を有する、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのジアミン化合物を用い、そのようなジアミン化合物1分子に対して、ベンズヒドリルアンモニウム誘導体を構成するジフェニルメタン骨格成分を2分子分用いて、ほぼ中性の塩となっているものが例示される。このような塩からは、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンのような、一分子内に2つアミノ基を有するアミンが脱離する。
Moreover, in this invention, you may use the ammonium compound salt which has an ammonium group in two or more places in one molecule | numerator.
As an example, a diamine compound such as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane having two amino groups per molecule is used, and benzhydryl ammonium is used for one molecule of such a diamine compound. Examples are those which are almost neutral salts using two molecules of the diphenylmethane skeleton component constituting the derivative. From such a salt, an amine having two amino groups in one molecule such as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane is eliminated.
また別の例としては、一分子当たり、アミノ基に対する中和点を2箇所以上に有する化合物にモノアミンを2分子用いて形成した塩を例示できる。例えば、ジフェニルメタン構造が2つ連結した化合物を用い、該ジフェニルメタン化合物1分子に対して、モノアミンを2分子用いて、ほぼ中性の塩となっているものが例示される。このような塩からは、2分子のモノアミンが脱離する。
つまり、上記第1の例及び第2の例のいずれの場合も、ジフェニルメタン骨格成分のメチレン部位の数と、アミンの窒素原子の数を対応させ、同数にすることで塩を形成することができる。
ただし、ジフェニルメタン骨格のメチレン部位の数に対して、アミンの窒素原子の数が少ない場合は、本発明に適用できるが、ジフェニルメタン骨格成分のメチレン部位の数に対して、アミンの窒素原子の数が大きい場合は塩が塩基性化合物となり、未露光部についてもイミド化の触媒作用が発現する場合があり、露光部、未露光部の溶解性コントラストが小さくなるので、できるだけ避けた方が良い。
Another example is a salt formed by using two molecules of monoamine in a compound having two or more neutralization points for amino groups per molecule. For example, a compound in which two diphenylmethane structures are connected to each other and two monoamines are used for one molecule of the diphenylmethane compound to form a substantially neutral salt is exemplified. Two molecules of monoamine are eliminated from such a salt.
That is, in both cases of the first example and the second example, a salt can be formed by making the number of methylene sites of the diphenylmethane skeleton component correspond to the number of nitrogen atoms of the amine and making the number the same. .
However, when the number of nitrogen atoms of the amine is small relative to the number of methylene moieties of the diphenylmethane skeleton, the present invention can be applied to the present invention, but the number of nitrogen atoms of the amine is smaller than the number of methylene moieties of the diphenylmethane skeleton component. If it is large, the salt becomes a basic compound, and imidation catalysis may develop even in the unexposed area, and the solubility contrast in the exposed and unexposed areas becomes small.
本発明は、電磁波の吸収により分解し、アミンを生成する塩を樹脂組成物に適用することを趣旨としており、これに反しない範囲で、任意の数のジフェニルメタン骨格成分を有する化合物と任意の数のアミノ基を有する化合物を組み合わせて用いることができる。 さらに、それらは、単一でなくてもよく、マトリックスへの溶解性などの観点により、複数の塩を組み合わせて用いることができる。 The purpose of the present invention is to apply to the resin composition a salt that decomposes by absorption of electromagnetic waves and produces an amine, and within a range not contrary to this, any number of compounds having any number of diphenylmethane skeleton components and any number These compounds having an amino group can be used in combination. Furthermore, they do not have to be single, and a plurality of salts can be used in combination from the viewpoint of solubility in the matrix.
式(1)中のAは、陰イオンとなりえる化合物および元素である。具体的には、ハロゲン化物イオン、水酸化物イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオン、脂肪族及び、芳香族カルボキシイオン、脂肪族及び、芳香族スルホキシイオン、及び、それらのハロゲン化物、6フッ化アンチモネートイオン(SbF6 −)、6フッ化リンイオン(PF6 −)などが例示される。 A in the formula (1) is a compound or element that can be an anion. Specifically, halide ions, hydroxide ions, carbonate ions, bicarbonate ions, aliphatic and aromatic carboxy ions, aliphatic and aromatic sulfoxy ions, and their halides, hexafluoride Examples include antimonate ions (SbF 6 − ) and phosphorus hexafluoride ions (PF 6 − ).
また、本発明の塩の置換基R1〜R14に、置換基を1つ以上を導入することにより、吸収する光の波長を調整することが可能であり、置換基を導入することで所望の波長を吸収させるようにすることもできる。
特に、その芳香族環上の置換基R1〜R10は、感度を向上させたり、吸収波長を調整する観点から比較的自由に置換基の導入が可能である。例えば、芳香族環の共役鎖を伸ばすような置換基を導入することにより、吸収波長を高波長にシフトすることができる。これにより、組み合わせる高分子前駆体の吸収波長も考慮しながら、感光性樹脂組成物の感度を向上させることが可能である。
Moreover, it is possible to adjust the wavelength of light to be absorbed by introducing one or more substituents into the substituents R 1 to R 14 of the salt of the present invention. It is also possible to absorb the wavelength.
In particular, the substituents R 1 to R 10 on the aromatic ring can introduce a substituent relatively freely from the viewpoint of improving sensitivity and adjusting the absorption wavelength. For example, the absorption wavelength can be shifted to a higher wavelength by introducing a substituent that extends the conjugated chain of the aromatic ring. Thereby, it is possible to improve the sensitivity of the photosensitive resin composition in consideration of the absorption wavelength of the polymer precursor to be combined.
所望の波長に対して吸収波長をシフトさせる為に、どのような置換基を導入したら良いかという指針として、Interpretation of the Ultraviolet Spectra of Natural Products(A.I.Scott 1964)や、有機化合物のスペクトルによる同定法 第5版(R.M.Silverstein 1993)に記載の表を参考にすることができる。 Interpretation of the Ultraviolet Spectra of Natural Products (AIScott 1964) and identification methods by spectrum of organic compounds as a guide to what substituents should be introduced to shift the absorption wavelength with respect to the desired wavelength You can refer to the table described in the fifth edition (RMSilverstein 1993).
本発明に係るベンズヒドリルアンモニウム塩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。本発明に係るベンズヒドリルアンモニウム塩は、複数の合成ルートで合成することができる。
ベンズヒドリルアンモニウム塩は、例えば、アミノジフェニルメタンとヨードメタンを反応させることにより合成できる。炭酸ナトリウム等の無機塩基存在下、アミノジフェニルメタンと24倍当量のヨードメタンをメタノールに溶解し、煮沸することで、目的物を得ることができる。また、例えば、9−ブロモフルオレンとキヌクリジン(Quinuclidine)を反応させることにより合成できる。9−ブロモフルオレンとキヌクリジンを不活性ガス雰囲気下、トルエン溶媒中、室温で15時間攪拌し、析出した塩を濾過することで目的物を得ることができる。
The method for synthesizing the benzhydrylammonium salt according to the present invention is illustrated more specifically, but the present invention is not limited thereto. The benzhydryl ammonium salt according to the present invention can be synthesized by a plurality of synthesis routes.
The benzhydrylammonium salt can be synthesized, for example, by reacting aminodiphenylmethane and iodomethane. The target product can be obtained by dissolving aminodiphenylmethane and 24 equivalents of iodomethane in methanol in the presence of an inorganic base such as sodium carbonate and boiling. For example, it can be synthesized by reacting 9-bromofluorene with quinuclidine. The desired product can be obtained by stirring 9-bromofluorene and quinuclidine in an inert gas atmosphere in a toluene solvent at room temperature for 15 hours and filtering the precipitated salt.
このようにして得られるベンズヒドリルアンモニウム塩は、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、ベンズヒドリルアンモニウム塩は、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。
なお、ベンズヒドリルアンモニウム塩が上記波長に吸収を有することは、当該測定領域に吸収をもたない溶媒(例えば、アセトニトリル)に、ベンズヒドリルアンモニウム塩を1×10−4 mol/L以下の濃度(通常、1×10−4 mol/L〜1×10−5mol/L程度)で溶解し、紫外可視分光光度計(例えば、UV−2550(株式会社島津製作所製))により吸光度を測定することにより明らかにすることができる。ベンズヒドリルアンモニウム塩の吸収が強い場合は、測定濃度を適宜薄くして測定する。
The benzhydrylammonium salt thus obtained needs to have 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 benzhydrylammonium salt preferably absorbs electromagnetic waves having at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of at least 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 248 nm.
Note that the benzhydrylammonium salt has absorption at the above-mentioned wavelength means that the benzhydrylammonium salt is 1 × 10 −4 mol / L or less in a solvent that does not absorb in the measurement region (for example, acetonitrile). Dissolve at a concentration (usually about 1 × 10 −4 mol / L to about 1 × 10 −5 mol / L) and measure the absorbance with an ultraviolet-visible spectrophotometer (for example, UV-2550 (manufactured by Shimadzu Corporation)). This can be clarified. If the absorption of benzhydrylammonium salt is strong, the measurement concentration is appropriately reduced.
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。
本発明においては、塩基の作用によって最終的に最終生成物に変化する高分子前駆体が典型的に用いられる。ただし、高分子前駆体は塩基の作用によって最終的に最終生成物に変化するものでなくても使用可能である。例えば、感光性樹脂組成物に含まれる高分子前駆体以外の成分が塩基の作用を受けて機能を発揮する場合などでは、高分子前駆体は塩基の作用によって最終的に最終生成物に変化するものではなくても、感光性樹脂組成物全体としてみたときに塩基の作用によって目的の反応が進行する。
The polymer precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention refers to a substance that itself is a polymer and becomes a polymer that finally shows the desired physical properties by an intramolecular ring-closing reaction, preferably In the intramolecular ring-closing reaction, it means that a repeating unit having a cyclic structure is formed with elimination of water molecules and / or alcohol molecules.
In the present invention, a polymer precursor that is finally converted into a final product by the action of a base is typically used. However, the polymer precursor can be used even if it does not change to a final product by the action of a base. For example, when a component other than the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition exerts its function by receiving the action of a base, the polymer precursor is finally converted into a final product by the action of the base. Even if it is not a thing, when it sees as the whole photosensitive resin composition, the target reaction will advance by the effect | action of a base.
本発明においては、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オキサゾール前駆体であってもよく、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。 In the present invention, a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is particularly preferably used. As a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor, any polyimide precursor or polyoxazole precursor may be used depending on its mechanism, or a mixture of two or more separately synthesized polymer precursors may be used.
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、及びベンズヒドリルアンモニウム塩を組み合わせた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、照射部にはアミン塩基が発生し、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(有機溶媒やアルカリ水溶液等)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パターンが得られる。 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 a benzhydryl ammonium salt are used. Irradiate an electromagnetic wave to the portion of the resin composition coating film or the molded body where the pattern on the molded body is desired to remain. Then, an amine base is generated in the irradiated portion, and the thermosetting temperature of that portion is selectively lowered. Next, the irradiated portion is thermally cured, but 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 an alkaline aqueous solution) to form a pattern made of a thermoset. This pattern is further heated as necessary to complete thermosetting. A desired pattern is obtained by the above steps.
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アルカリ溶液に可溶性のものを用いると、アルカリ現像を行う際の露光部と非露光部の間の溶解性のコントラストを向上させることができる。ここで、アルカリ可溶性の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。 If a polyimide precursor or polybenzoxazole precursor that is soluble in an alkali solution is used, the solubility contrast between the exposed portion and the non-exposed portion during alkali development can be improved. Here, a polyamic acid is suitably used as the alkali-soluble polyimide precursor, and a polyamide alcohol is suitably used as the polybenzoxazole precursor.
また、最終的に得られるポリイミドの耐熱性及び寸法安定性を優れたものとする観点からは、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, from the viewpoint of excellent heat resistance and dimensional stability of the finally obtained polyimide, the portion derived from acid dianhydride has an aromatic structure, and the portion derived from diamine also has an aromatic structure. It is preferable that it is a wholly aromatic polyimide precursor. 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2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 an acid dianhydride with a monohydric alcohol, an amino compound, an epoxy compound, etc., and reacting a diamino compound or its derivative with a carboxylic acid of an ester acid or an amic acid monomer. 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-dicarboxyphenyl) 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-hexafluoropropane Anhydride, 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} propane dianhydride,
2,2−ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、4,4'−ビス[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]ビフェニル二無水物、4,4'−ビス[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]ビフェニル二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−[3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−[4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ]フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルプロパン二無水物、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−ペ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-dicarbox ) 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- Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetra Carboxylic dianhydride, 3,4,9,10 -Perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic 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、透明性をそれほど損なわずに溶解性や熱膨張率等の物性を調整することが可能である。また、ピロメリット酸無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの剛直な酸二無水物を用いると、最終的に得られるポリイミドの線熱膨張係数が小さくなるが、透明性の向上を阻害する傾向があるので、共重合割合に注意しながら併用してもよい。 When acid dianhydride into which fluorine is introduced or acid dianhydride having an alicyclic skeleton is used as the acid dianhydride to be used in combination, the physical properties such as solubility and thermal expansion coefficient are adjusted without significantly impairing transparency. It is possible. Also, rigid acid dianhydrides such as pyromellitic acid anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, etc. If used, the linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide becomes small, but it tends to inhibit the improvement of transparency, so it may be used in combination while paying attention to the copolymerization ratio.
一方、アミン成分も、1種類のジアミン単独で、または2種類以上のジアミンを併用して用いることができる。用いられるジアミン成分は限定されるわけではないが、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' -Diaminodiphenylmethane, 2,2 Di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2,2-di (3-amino) Phenyl) -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-aminophenyl) Noxy) 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-ditrifluoromethylben) Di) 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-aminophenoxy) biphenyl Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4- Aminophenoxy) phenyl] sulfide,
ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4'−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4'−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4'−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4'−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3'−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6'−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロビインダン、6,6'−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3',3'−テトラメチル−1,1'−スピロビインダン、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-dimethylbenzyl) Enoxy] 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, 1, 3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) poly Methylsiloxane, 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-
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(3)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 (3). Specific examples include benzidine and the like.
(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(3)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 (3), 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。
ここで、選択されるジアミンは耐熱性の観点より芳香族ジアミンが好ましいが、目的の物性に応じてジアミンの全体の60モル%、好ましくは40モル%を超えない範囲で、脂肪族ジアミンやシロキサン系ジアミン等の芳香族以外のジアミンを用いても良い。
On the other hand, when a diamine having a siloxane skeleton such as 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane is used as the diamine, the elastic modulus of the finally obtained polyimide is lowered and the glass transition temperature is lowered. be able to.
Here, the selected diamine is preferably an aromatic diamine from the viewpoint of heat resistance. However, depending on the desired physical properties, the diamine may be an aliphatic diamine or siloxane within a range not exceeding 60 mol%, preferably not exceeding 40 mol%. Non-aromatic diamines such as diamines may be used.
一方、ポリイミド前駆体を合成するには、例えば、アミン成分として4,4'−ジアミノジフェニルエーテルをN−メチルピロリドンなどの有機極性溶媒に溶解させた溶液を冷却しながら、そこへ等モルの3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を徐々に加え撹拌し、ポリイミド前駆体溶液を得ることができる。
このようにして合成されるポリイミド前駆体は、最終的に得られるポリイミドに耐熱性及び寸法安定性を求める場合には、芳香族酸成分及び/又は芳香族アミン成分の共重合割合ができるだけ大きいことが好ましい。具体的には、イミド構造の繰り返し単位を構成する酸成分に占める芳香族酸成分の割合が50モル%以上、特に70モル%以上であることが好ましく、イミド構造の繰り返し単位を構成するアミン成分に占める芳香族アミン成分の割合が40モル%以上、特に60モル%以上であることが好ましく、全芳香族ポリイミドであることが特に好ましい。
On the other hand, in order to synthesize a polyimide precursor, for example, while cooling a solution in which 4,4′-diaminodiphenyl ether as an amine component is dissolved in an organic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is gradually added and stirred to obtain a polyimide precursor solution.
The polyimide precursor synthesized in this way has a copolymerization ratio of the aromatic acid component and / or aromatic amine component as large as possible when the final polyimide obtained is required to have heat resistance and dimensional stability. Is preferred. Specifically, the proportion of the aromatic acid component in the acid component constituting the repeating unit of the imide structure is preferably 50 mol% or more, particularly preferably 70 mol% or more, and the amine component constituting the repeating unit of the imide structure The proportion of the aromatic amine component in the total is preferably 40 mol% or more, particularly preferably 60 mol% or more, and particularly preferably a wholly aromatic polyimide.
また、本発明に用いられるポリベンゾオキサゾール前駆体であるポリアミドアルコールは、一般式(4)で示される化合物が好適に用いられ、当該化合物はジカルボン酸ハロゲン化物などのジカルボン酸誘導体とジヒドロキシジアミンとを有機溶媒中で付加反応することにより得られる。 In addition, the polyamide alcohol that is a polybenzoxazole precursor used in the present invention is preferably a compound represented by the general formula (4), and the compound comprises a dicarboxylic acid derivative such as a dicarboxylic acid halide and dihydroxydiamine. It can be obtained by addition reaction in an organic solvent.
(式(4)中、R15は2価の有機基である。R16は4価の有機基である。)
なお、R15の2価は酸と結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。同様に、R16の4価はアミン及びヒドロキシル基と結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。
(In Formula (4), R 15 is a divalent organic group. R 16 is a tetravalent organic group.)
In addition, although the divalent value of R 15 indicates only the valence for bonding with an acid, it may have another substituent. Similarly, the tetravalent value of R 16 indicates only the valency for bonding with an amine and a hydroxyl group, but may have other substituents.
上記の必要に応じて用いられるジカルボン酸およびその誘導体としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、3,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、3,3’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,3’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,3’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデン二安息香酸、4,4’−ジカルボキシジフェニルアミド、1,4−フェニレンジエタン酸、1,1−ビス(4−カルボキシフェニル)−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン、ビス(4−カルボキシフェニル)テトラフェニルジシロキサン、ビス(4−カルボキシフェニル)テトラメチルジシロキサン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4−カルボキシフェニル)メタン、5−t−ブチルイソフタル酸、5−ブロモイソフタル酸、5−フルオロイソフタル酸、5−クロロイソフタル酸、2,2−ビス−(p−カルボキシフェニル)プロパン、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)二安息香酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、もしくはこれらの酸ハロゲン化物、およびヒドロキシベンゾトリアゾール等との活性エステル体などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。 Examples of the dicarboxylic acid and derivatives thereof used as necessary include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-benzophenone dicarboxylic acid, 3,4′-benzophenone dicarboxylic acid, 3,3′- Benzophenone dicarboxylic acid, 4,4′-biphenyl dicarboxylic acid, 3,4′-biphenyl dicarboxylic acid, 3,3′-biphenyl dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 3,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 3 , 3′-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 3,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 3,3′-diphenylsulfone dicarboxylic acid, 4,4′-hexafluoroisopropylidene dibenzoic acid 4,4'-dicarboxydiphenyla 1,4-phenylenediethanoic acid, 1,1-bis (4-carboxyphenyl) -1-phenyl-2,2,2-trifluoroethane, bis (4-carboxyphenyl) tetraphenyldisiloxane, bis (4-carboxyphenyl) tetramethyldisiloxane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, bis (4-carboxyphenyl) methane, 5-t-butylisophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5 -Chloroisophthalic acid, 2,2-bis- (p-carboxyphenyl) propane, 4,4 '-(p-phenylenedioxy) dibenzoic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, or acid halides thereof, And active esters with hydroxybenzotriazole, etc. The present invention is not limited. These may be used alone or in combination of two or more.
また、ジヒドロキシジアミンの具体例としては、例えば、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、 4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、 ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)メタン、 2,2−ビス−(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、 4,4’−ジアミノ−3,3’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、 3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼン、 1,3−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシベンゼン、 3−ジアミノ−4,6−ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。 Specific examples of dihydroxydiamine include, for example, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenylsulfone, bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) methane, 2,2- Bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) Hexafluoropropane, bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- (4-amino- -Hydroxyphenyl) propane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybenzophenone, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybenzophenone, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxydiphenyl ether 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene, 1,3-diamino-2,4-dihydroxybenzene, 3-diamino-4,6- Examples thereof include, but are not limited to, dihydroxybenzene. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体などの高分子前駆体は、感光性樹脂組成物とした際の感度を高め、マスクパターンを正確に再現するパターン形状を得るために、1μmの膜厚のときに、露光波長に対して少なくとも5%以上の透過率を示すことが好ましく、15%以上の透過率を示すことが更に好ましい。
露光波長に対してやポリベンゾオキサゾール前駆体などの高分子前駆体の透過率が高いということは、それだけ、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、より好ましくは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、より好ましくは15%、さらに好ましくは50%以上である。
Polymer precursors such as polyimide precursors and polybenzoxazole precursors have a film thickness of 1 μm in order to increase the sensitivity of the photosensitive resin composition and obtain a pattern shape that accurately reproduces the mask pattern. Furthermore, it is preferable that the transmittance is at least 5% or more with respect to the exposure wavelength, and it is more preferable that the transmittance is 15% or more.
The high transmittance of the polymer precursor such as the polybenzoxazole precursor with respect to the exposure wavelength means that the loss of light is small, and a highly sensitive photosensitive resin composition can be obtained. .
When exposure is performed using a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, a film having a thickness of 1 μm has a transmittance with respect to an electromagnetic wave having one wavelength of at least 436 nm, 405 nm, and 365 nm. When formed, it is preferably 5% or more, more preferably 15%, and still more preferably 50% or more.
When exposure is performed with a KrF laser having a wavelength of 248 nm, the transmittance at 248 nm is preferably 5% or more, more preferably 15%, and even more preferably 50% or more when formed on a film having a thickness of 1 μm. .
ポリイミド前駆体などの高分子前駆体の重量平均分子量は、その用途にもよるが、3,000〜1,000,000の範囲であることが好ましく、5,000〜500,000の範囲であることがより好ましく、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、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値のことをいい、ポリイミド前駆体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 a polymer precursor such as a polyimide precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, and in the range of 5,000 to 500,000, depending on the application. More preferably, the range is from 10,000 to 500,000. When the weight average molecular weight is less than 3,000, it is difficult to obtain sufficient strength when a coating film or film is used. In addition, the strength of the film is reduced when heat treatment 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 refers to a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), may be the molecular weight of the polyimide precursor itself, or after chemical imidization treatment with acetic anhydride or the like. Things can be used.
本発明に係る感光性樹脂組成物は、ベンズヒドリルアンモニウム塩とポリイミド前駆体などの高分子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、光又は熱硬化性成分、本発明に係るポリイミド前駆体以外の非重合性バインダー樹脂、その他の成分を配合して、感光性樹脂組成物を調製してもよい。
感光性樹脂組成物を溶解、分散又は希釈する溶剤としては各種の汎用溶剤を用いることが出来る。また、前駆体としてポリアミド酸を用いる場合には、ポリアミド酸の合成反応により得られた溶液をそのまま用い、そこに必要に応じて他の成分を混合しても良い。
The photosensitive resin composition according to the present invention may be a simple mixture of a polymer precursor such as a benzhydrylammonium salt and a polyimide precursor, and a solvent alone. A photosensitive resin composition may be prepared by blending a non-polymerizable binder resin other than the polyimide precursor according to the invention and other components.
Various general-purpose solvents can be used as a solvent for dissolving, dispersing or diluting the photosensitive resin composition. Moreover, when using polyamic acid as a precursor, you may use the solution obtained by the synthesis reaction of polyamic acid as it is, and may mix other components there as needed.
使用可能な汎用溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;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.
光硬化性成分としては、エチレン性不飽和結合を1つ又は2つ以上有する化合物を用いることができ、例えば、アミド系モノマー、(メタ)アクリレートモノマー、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、及びヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート、スチレン等の芳香族ビニル化合物を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体が、ポリアミック酸等のカルボン酸成分を構造内に有する場合には、3級アミノ基を有するエチレン性不飽和結合含有化合物を用いると、ポリイミド前駆体のカルボン酸とイオン結合を形成し、感光性樹脂組成物としたときの露光部、未露光部の溶解速度のコントラストが大きくなる。 As the photocurable component, a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds can be used. For example, an amide monomer, a (meth) acrylate monomer, a urethane (meth) acrylate oligomer, a polyester (meth) Aromatic vinyl compounds such as acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylates, hydroxyl group-containing (meth) acrylates, and styrene can be exemplified. In addition, when the polyimide precursor has a carboxylic acid component such as polyamic acid in the structure, the use of an ethylenically unsaturated bond-containing compound having a tertiary amino group causes the carboxylic acid of the polyimide precursor to have an ionic bond. When the photosensitive resin composition is formed, the contrast of the dissolution rate of the exposed area and the unexposed area is increased.
このようなエチレン性不飽和結合を有する光硬化性化合物を用いる場合には、さらに光ラジカル発生剤を添加してもよい。光ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとそのアルキルエーテル;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン等のアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリ-ブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン及び2−アミルアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン及び2,4−ジイソピルチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール等のケタール類;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等のモノアシルホスフィンオキシド類あるいはビスアシルホスフィンオキシド類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;並びにキサントン類等が挙げられる。 When using a photocurable compound having such an ethylenically unsaturated bond, a photoradical generator may be further added. Examples of the photo radical generator include benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether and alkyl ethers thereof; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2 Acetophenones such as phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one Anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone and 2-amylanthraquinone; 2,4-di Thioxanthones such as methylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone and 2,4-diisopropylpyroxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyldimethyl ketal; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine And monoacylphosphine oxides such as oxide or bisacylphosphine oxides; benzophenones such as benzophenone; and xanthones.
本発明の感光性樹脂組成物には、ベンズヒドリルアンモニウム塩を有する感光性化合物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。
光によって酸を発生させる化合物としては、1,2−ベンゾキノンジアジドあるいは1,2−ナフトキノンジアジド構造を有する感光性ジアゾキノン化合物があり、米国特許明細書第2,772,972号、第2,797,213号、第3,669,658号に提案されている。
また、トリアジンやその誘導体、スルホン酸オキシムエステル化合物、スルホン酸ヨードニウム塩、スルホン酸スルフォニウム塩等、公知の光酸発生剤を用いることができる。 光によって塩基を発生させる化合物としては、例えば2,6−ジメチル−3,5−ジシアノ−4−(2'−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2'−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2',4'−ジニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジンなどが例示できる。これらは、活性光線に曝されると分子構造が分子内転移を経てピリジン骨格を有する構造に変化して塩基性を呈するようになり、その後の130℃以上での加熱処理によって、ポリイミド前駆体のイミド化が進行し、溶解性が低下し、良好なネガ型パターン形成ができる。
In the photosensitive resin composition of the present invention, other photosensitive components that generate an acid or a base by light may be added as an auxiliary role of the photosensitive compound having a benzhydryl ammonium salt.
Examples of the compound that generates an acid by light include photosensitive diazoquinone compounds having a 1,2-benzoquinone diazide or 1,2-naphthoquinone diazide structure. US Pat. Nos. 2,772,972, No. 213, No. 3,669,658.
Further, known photoacid generators such as triazine and derivatives thereof, sulfonic acid oxime ester compounds, sulfonic acid iodonium salts, and sulfonic acid sulfonium salts can be used. Examples of the compound that generates a base by light include 2,6-dimethyl-3,5-dicyano-4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl. Examples include -4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2 ′, 4′-dinitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, and the like. it can. When exposed to actinic rays, the molecular structure changes to a structure having a pyridine skeleton through an intramolecular transition and becomes basic, and the subsequent heat treatment at 130 ° C. or higher results in the polyimide precursor. Imidization proceeds, solubility decreases, and a good negative pattern can be formed.
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、増感剤等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。また、その機能又は形態としては顔料、フィラー、繊維等がある。 In order to impart processing characteristics and various functionalities to the resin composition according to the present invention, various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be blended. For example, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles, sensitizers, 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は、式(1)で表されるベンズヒドリルアンモニウム塩を、感光性樹脂組成物に含まれるポリイミド前駆体の固形分に対し、通常、0.1〜95重量%、好ましくは0.5〜60重量%の範囲内で含有させる。0.1%未満であると添加の効果を得られにくく、95%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 benzhydrylammonium salt represented by the formula (1) is usually 0.1 to 95 with respect to the solid content of the polyimide precursor contained in the photosensitive resin composition. It is contained in the range of 0.5% by weight, preferably 0.5 to 60% by weight. If it is less than 0.1%, it is difficult to obtain the effect of addition, and if it exceeds 95%, it becomes 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。
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、電磁波等の光を用いて所定のパターン状に露光すると、露光部においてベンズヒドリルアンモニウム塩が分解反応を起こして、元のベンズヒドリルアンモニウム塩よりも低分子のアミンが脱離する。従って、本発明に係るベンズヒドリルアンモニウム塩が光塩基発生剤として機能し、露光部のポリイミド前駆体をイミド化させる。
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.
When the photosensitive resin composition according to the present invention is coated on some support and exposed to a predetermined pattern using light such as electromagnetic waves, the benzhydrylammonium salt undergoes a decomposition reaction in the exposed portion, and the original A lower molecular amine than benzhydrylammonium salt is eliminated. Therefore, the benzhydrylammonium salt according to the present invention functions as a photobase generator and imidizes the polyimide precursor in the exposed portion.
本発明に係る感光性樹脂組成物の塗膜は、露光工程と現像工程の間に、熱処理を行うことが好ましい。これは、電磁波の照射により発生した塩基の作用により、塩基が存在する部位と、未照射で塩基が存在しない部位とでイミド化率が異なるようになる温度で行うことが好ましく、好ましい熱処理の温度の範囲は、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、ベンズヒドリルアンモニウム塩が熱分解したり、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。
The coating film of the photosensitive resin composition according to the present invention is preferably subjected to a heat treatment between the exposure process and the development process. This is preferably performed at a temperature at which the imidization rate differs between the site where the base is present and the site where the base is not present due to the action of the base generated by the irradiation of the electromagnetic wave, and a preferable heat treatment temperature. The range 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 and unexposed areas under realistic process conditions. On the other hand, when the heat treatment temperature is 180 ° C. or higher, the benzhydrylammonium salt is thermally decomposed, or imidation proceeds even in an unexposed portion where no amine is present, so that the exposed portion and the unexposed portion are dissolved. Difficult gender difference.
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.
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℃〜380℃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 preferably exhibits a glass transition temperature of about 120 ° C. to 450 ° C., more preferably about 200 ° C. to 380 ° 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 device 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、特に式(1)に示すベンズヒドリルアンモニウム塩が、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適用することができ、パターン形成プロセスに制限を受けることなく、最終的に得られるポリイミドの構造を広範囲から選択することができる。
また、ベンズヒドリルアンモニウム塩を構成する芳香族成分含有及び/又は脂肪族成分含有ハロゲン化物及び、アミンは安価に入手することが可能で感光性樹脂組成物としての価格も抑えられる。
As described above, in the photosensitive resin composition according to the present invention, the benzhydrylammonium salt represented by the formula (1) functions as a photobase generator, so that a wide variety of polymer precursors can be obtained. The structure of the finally obtained polyimide can be selected from a wide range without being limited by the patterning process.
In addition, the aromatic component-containing and / or aliphatic component-containing halides and amines constituting the benzhydrylammonium salt can be obtained at low cost, and the price as a photosensitive resin composition can be suppressed.
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.
(製造例1)
アルゴン気流下、1000mLの3つ口フラスコで、9−ブロモフルオレン(東京化成製) 2.38g(9.8mmol)を乾燥させたトルエン300mLに溶解させた。そこにキヌクリジン(アルドリッチ製) 1.20g(10.8mmol)を加え、23℃で15時間撹拌した。沈殿物を、ろ過し、その濾物を取り出し、下記式(5)で表される目的の感光性物質1を3.02g得た。
当該感光性物質1をアセトニトリルに、1×10−4 mol/Lの濃度で溶解し、石英セル(光路長10mm)に溶液を満たし、紫外可視分光光度計(UV−2550(株式会社島津製作所製))により吸光度を測定した。
その結果、当該感光性物質1は、254nmに吸収を有していた。
(Production Example 1)
Under an argon stream, 2.38 g (9.8 mmol) of 9-bromofluorene (manufactured by Tokyo Chemical Industry) was dissolved in 300 mL of dried toluene in a 1000 mL three-necked flask. Quinuclidine (manufactured by Aldrich) 1.20 g (10.8 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred at 23 ° C. for 15 hours. The precipitate was filtered, and the filtrate was taken out to obtain 3.02 g of the intended
The
As a result, the
(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.
(製造例3)
還流管を装着した100mL3つ口フラスコを窒素置換した後、脱水ベンゼン25mLおよび2−アセチルフルオレン2.08g(10mmol)を入れ、室温で攪拌し溶解させた。N−ブロモスクシンイミド1.78g(10mmol)、過酸化ベンゾイル0.024g(0.1mmol)を加え17時間加熱還流を行った。この溶液を冷却し、得られた沈殿を濾取することにより、2−アセチル9−ブロモフルオレン2.37g(8.1mmol、収率81%)を淡黄色固体として得た。
窒素置換した200mLのナスフラスコに、2−アセチル9−ブロモフルオレン0.718g(2.5mmol)および脱水トルエン75mLをいれ、室温で5分間攪拌した後、キヌクリジン0.278g(2.5mmol)を加えて、室温で2日間攪拌した。この溶液を冷却し、得られた沈殿物を、ろ過し、その濾物を取り出し、冷トルエンにて洗浄することにより、下記式(6)で表される目的の感光性物質2を0.8g(2.0mmol、収率80%)、褐色固体として得た。
製造例1と同様に吸光度を測定したところ、該感光性物質2は、254nm及び365nmに吸収を有していた。
(Production Example 3)
A 100 mL three-necked flask equipped with a reflux tube was purged with nitrogen, and then 25 mL of dehydrated benzene and 2.08 g (10 mmol) of 2-acetylfluorene were added and dissolved by stirring at room temperature. 1.78 g (10 mmol) of N-bromosuccinimide and 0.024 g (0.1 mmol) of benzoyl peroxide were added and heated under reflux for 17 hours. The solution was cooled, and the resulting precipitate was collected by filtration to give 2.37 g (8.1 mmol, 81% yield) of 2-acetyl 9-bromofluorene as a pale yellow solid.
Nitrogen-substituted 200 mL eggplant flask was charged with 0.718 g (2.5 mmol) of 2-acetyl 9-bromofluorene and 75 mL of dehydrated toluene, stirred for 5 minutes at room temperature, and then added with 0.278 g (2.5 mmol) of quinuclidine. And stirred at room temperature for 2 days. This solution is cooled, and the resulting precipitate is filtered. The filtrate is taken out and washed with cold toluene to obtain 0.8 g of the desired photosensitive substance 2 represented by the following formula (6). (2.0 mmol, 80% yield), obtained as a brown solid.
When the absorbance was measured in the same manner as in Production Example 1, the photosensitive material 2 had absorption at 254 nm and 365 nm.
(製造例4)
還流管を装着した100mL3つ口フラスコを窒素置換した後、脱水ベンゼン25mLおよび2−メトキシフルオレン1.96g(10mmol)を入れ、室温で攪拌し溶解させた。N−ブロモスクシンイミド1.78g(10mmol)、過酸化ベンゾイル0.024g(0.1mmol)を加え48時間加熱還流を行った。この溶液を冷却し、得られた沈殿を濾取することにより、2−メトキシ9−ブロモフルオレン0.68g(2.5mmol、収率25%)を淡黄色固体として得た。
窒素置換した200mLのナスフラスコに、2−メトキシ9−ブロモフルオレン0.68g(2.5mmol)および脱水トルエン75mLをいれ、室温で5分間攪拌した後、キヌクリジン0.278g(2.5mmol)を加えて、室温で2日間攪拌した。この溶液を冷却し、得られた沈殿物を、ろ過し、その濾物を取り出し、冷トルエンにて洗浄することにより、下記式(7)で表される目的の感光性物質3を0.77g(2.0mmol、収率80%)、褐色固体として得た。
製造例1と同様に吸光度を測定したところ、当該感光性物質3は、254nm及び365nmに吸収を有していた。
(Production Example 4)
A 100 mL three-necked flask equipped with a reflux tube was purged with nitrogen, and then 25 mL of dehydrated benzene and 1.96 g (10 mmol) of 2-methoxyfluorene were added and dissolved by stirring at room temperature. 1.78 g (10 mmol) of N-bromosuccinimide and 0.024 g (0.1 mmol) of benzoyl peroxide were added and heated under reflux for 48 hours. The solution was cooled, and the resulting precipitate was collected by filtration to obtain 0.68 g (2.5 mmol, yield 25%) of 2-methoxy 9-bromofluorene as a pale yellow solid.
Nitrogen-substituted 200 mL eggplant flask was charged with 0.68 g (2.5 mmol) of 2-methoxy 9-bromofluorene and 75 mL of dehydrated toluene, stirred for 5 minutes at room temperature, and then added with 0.278 g (2.5 mmol) of quinuclidine. And stirred at room temperature for 2 days. This solution is cooled, and the resulting precipitate is filtered. The filtrate is taken out and washed with cold toluene to obtain 0.77 g of the desired photosensitive substance 3 represented by the following formula (7). (2.0 mmol, 80% yield), obtained as a brown solid.
When the absorbance was measured in the same manner as in Production Example 1, the photosensitive material 3 had absorption at 254 nm and 365 nm.
(製造例5)
還流管を装着した100mL3つ口フラスコを窒素置換した後、脱水ベンゼン25mLおよび2−フェノキシフルオレン2.70g(10mmol)を入れ、室温で攪拌し溶解させた。N−ブロモスクシンイミド1.78g(10mmol)、過酸化ベンゾイル0.024g(0.1mmol)を加え20時間加熱還流を行った。この溶液を冷却し、得られた沈殿を濾取することにより、2−フェナシル9−ブロモフルオレン2.62g(7.5mmol、収率75%)を淡黄色固体として得た。
窒素置換した200mLのナスフラスコに、2−フェナシル9−ブロモフルオレン0.87g(2.5mmol)および脱水トルエン75mLをいれ、室温で5分間攪拌した後、キヌクリジン0.278g(2.5mmol)を加えて、室温で2日間攪拌した。この溶液を冷却し、得られた沈殿物を、ろ過し、その濾物を取り出し、冷トルエンにて洗浄することにより、下記式(8)で表される目的の感光性物質4を1.01g(2.2mmol、収率88%)、褐色固体として得た。
製造例1と同様に吸光度を測定したところ、当該感光性物質4は、254nm及び365nmに吸収を有していた。
(Production Example 5)
A 100 mL three-necked flask equipped with a reflux tube was purged with nitrogen, and then 25 mL of dehydrated benzene and 2.70 g (10 mmol) of 2-phenoxyfluorene were added and stirred and dissolved at room temperature. 1.78 g (10 mmol) of N-bromosuccinimide and 0.024 g (0.1 mmol) of benzoyl peroxide were added and heated to reflux for 20 hours. The solution was cooled, and the resulting precipitate was collected by filtration to obtain 2.62 g (7.5 mmol, yield 75%) of 2-phenacyl 9-bromofluorene as a pale yellow solid.
To a 200 mL eggplant flask purged with nitrogen, add 0.87 g (2.5 mmol) of 2-phenacyl 9-bromofluorene and 75 mL of dehydrated toluene, and after stirring at room temperature for 5 minutes, add 0.278 g (2.5 mmol) of quinuclidine. And stirred at room temperature for 2 days. This solution is cooled, and the resulting precipitate is filtered. The filtrate is taken out and washed with cold toluene to obtain 1.01 g of the desired photosensitive substance 4 represented by the following formula (8). (2.2 mmol, 88% yield), obtained as a brown solid.
When the absorbance was measured in the same manner as in Production Example 1, the photosensitive material 4 had absorption at 254 nm and 365 nm.
(実施例1)
上記ポリイミド前駆体1 400mgと、上記感光性物質1 200mgを、NMP 3mLに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物1を得た。
Example 1
400 mg of the
(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、比較感光性樹脂組成物1を得た。
(Comparative Example 1)
Only 400 mg of the
(実施例2)
上記ポリイミド前駆体1 400mgと、上記感光性物質2 60mgを、NMP3mLに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物2を得た。
(Example 2)
400 mg of the
(実施例3)
上記ポリイミド前駆体1 400mgと、上記感光性物質3 60mgを、NMP3mLに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物3を得た。
Example 3
400 mg of the
(実施例4)
上記ポリイミド前駆体1 400mgと、上記感光性物質4 60mgを、NMP3mLに溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物4を得た。
Example 4
400 mg of the
<試験>
(1)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)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IR−610及び、(アズワン社製、HOTPLATE EC−1200)を用い、室温から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プロットした。
その結果は図1に示した通りである。感光性樹脂組成物1は、比較感光性樹脂組成物1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160℃付近で最大となることがわかった。
<Test>
(1) Thermosetting temperature The photosensitive resin composition 1 (Example 1) and the comparative photosensitive resin composition 1 (Comparative Example 1) were each spun on a chrome-plated glass so as to have a final film thickness of 2 μm. It was coated and dried on a hot plate at 80 ° C. for 30 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 IR-610 manufactured by JASCO Corporation (manufactured by ASONE, HOTPLATE EC-1200) while heating from room temperature at 5 ° C./min to 350 ° C.
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 taken as 1, the amount of decrease in the peak area during the heating process was plotted.
The result is as shown in FIG. In the
(2)パターン形成
感光性樹脂組成物1〜4(実施例1〜4)をそれぞれ、ガラス上に最終膜厚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)でh線換算で、10J紫外線照射を行い、その後、160℃のホットプレート上で30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350℃で1時間加熱しイミド化を行った。
この結果より、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。
(2) Pattern formation Each of the
From this result, it was revealed that the photosensitive resin composition of the present invention can form a good pattern.
Claims (10)
(式中、R 5 の結合する炭素とR 6 が結合する炭素が直接結合している。R 1 〜R 4 及びR 7 〜R 10 は、それぞれ独立に水素または1価の有機基であり、それらの2つ以上が同一であっても全てが異なってもいてもよい。また、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。R 11 〜R 13 は、それぞれ独立に水素又は1価の有機基であり、それらの2つ以上が同一であっても異なってもいてもよい。また、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。R 14 は、水素または1価の有機基である。Aは、陰イオンとなりえる化合物又は元素である。) It contains an ammonium compound salt that decomposes by absorbing electromagnetic waves and desorbs a lower molecular amine than the original compound, and a polymer precursor, and the ammonium compound salt is an ammonium salt represented by the following formula (1). There, the polymer precursor is a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor der photosensitive resin composition characterized Rukoto.
(In the formula, the carbon to which R 5 is bonded and the carbon to which R 6 are bonded are directly bonded. R 1 to R 4 and R 7 to R 10 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, Two or more of them may be the same or different from each other, or two or more of them may be bonded to form a cyclic structure, and R 11 to R 13 are independent of each other. These may be hydrogen or a monovalent organic group, and two or more of them may be the same or different, and two or more of them may combine to form a cyclic structure. R 14 is hydrogen or a monovalent organic group, and A is a compound or element that can be an anion.)
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KR102305831B1 (en) | 2013-07-18 | 2021-09-27 | 세메다인 가부시키 가이샤 | Photocurable composition, cured product and producing method thereof, and related products and manufacturing method thereof |
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JP7045165B2 (en) * | 2017-11-02 | 2022-03-31 | リオン株式会社 | Feedback canceller and hearing aids with it |
JP7342958B2 (en) * | 2019-09-11 | 2023-09-12 | Agc株式会社 | Optical filters and imaging devices |
WO2024080321A1 (en) * | 2022-10-13 | 2024-04-18 | 国立大学法人東京工業大学 | Compound, polymer, electrolyte membrane, fuel cell and electrolysis apparatus |
WO2024203915A1 (en) * | 2023-03-29 | 2024-10-03 | 富士フイルム株式会社 | Resin composition, method for producing interlayer insulating film for rewiring layer, and resin |
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