JP5011649B2 - Photosensitive resin composition and article - Google Patents

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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、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、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. Polymer precursor resin composition that can be suitably used as an optical material (e.g., optical product, molding material for optical parts, layer forming material, or adhesive), and an article prepared using the resin composition It is about.
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 the polyimide precursor, and in particular, a material of a product or member formed through a patterning process using electromagnetic waves. It relates to a polyimide precursor resin composition that can be suitably used as an optical product, a molding material for an optical component, a layer forming material, an adhesive, or the like, and an article produced using the resin composition. is there.

高分子材料は、加工が容易、軽量などの特性から身の回りのさまざまな製品に用いられている。1955年に米国デュポン社で開発されたポリイミドは、耐熱性に優れることから航空宇宙分野などへの適用が検討されるなど、開発が進められてきた。以後、多くの研究者によって詳細な検討がなされ、耐熱性、寸法安定性、絶縁特性といった性能が有機物の中でもトップクラスの性能を示すことが明らかとなり、航空宇宙分野にとどまらず、電子部品の絶縁材料等への適用が進められた。現在では、半導体素子の中のチップコーティング膜や、フレキシブルプリント配線板の基材などとしてさかんに利用されてきている。
また、近年、ポリイミドの有する課題を解決する為に、類似の加工工程を有し、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, polybenzoxazole, which has similar processing steps, has low water absorption and low dielectric constant, and polybenzimidazole, which has excellent adhesion to the substrate, has been used to solve the problems of polyimide. Has been studied.

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

また、技術の進歩に従いポリイミドを所望の形状にパターニングしたいとの要求も出てきた。その為、紫外線等の電磁波を用い、露光・現像等のプロセスを通してパターン形成できるポリイミドも開発された。ポリイミドをパターニングするためには、いくつかの手法が提案されている。そのひとつがポリイミド前駆体の状態で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、もうひとつがポリイミド自身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 patterning in the state of polyimide precursor and then imidizing by heat treatment etc. to obtain polyimide pattern, and the other is forming resist pattern with polyimide or organic substance on polyimide itself, and opening In this method, the pattern is obtained by decomposing or eluting the part with a solution of hydrazine, inorganic alkali, organic alkali or the like, an organic polar solvent, or a mixture thereof.
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要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 desired shape with electromagnetic waves, 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 that does not require 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フェニミ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 diphenimine 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が低下させることで、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一部がイミド化し、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。
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 The dissolution rate of the exposed part is also fast, and there is 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.

特開平2−238002JP-A-2-237002

市場で安価に入手できるN−フェニルグリシンは、下記反応式(3)に従って、電磁波の吸収により脱炭酸反応を起こしラジカルを発生させることが知られている。   It is known that N-phenylglycine, which is available on the market at a low price, generates a radical by decarboxylation by absorption of electromagnetic waves according to the following reaction formula (3).

Figure 0005011649
Figure 0005011649

特許文献1には、N−フェニルグリシン誘導体構造を有する重合体とその重合体とエチレン性不飽和結合を有する化合物とを混合した感光性樹脂組成物が開示されているが、これはN−フェニルグリシン由来の構造をラジカル発生剤としてのみ利用しており、この文献には、感光性樹脂組成物としてはアクリル酸等の一般にアクリル系樹脂と呼ばれるものを含有するものが例示されているだけである。
本発明は、上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、その目的はポリイミド前駆体の種類を問わず大きな溶解性コントラストを得られ、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。
Patent Document 1 discloses a photosensitive resin composition in which a polymer having an N-phenylglycine derivative structure, a polymer thereof, and a compound having an ethylenically unsaturated bond are mixed. The structure derived from glycine is used only as a radical generator, and this document only exemplifies a photosensitive resin composition containing what is generally called an acrylic resin such as acrylic acid. .
The present invention has been achieved in view of the above circumstances, and its purpose is to obtain a large solubility contrast regardless of the type of polyimide 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.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、下記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体と、ポリイミド前駆体及び/又はポリベンゾオキサゾール前駆体であって塩基の作用によって最終生成物に変化するものとを含有することを特徴とする。 The photosensitive resin composition according to the present invention is an N-aromatic glycine derivative represented by the following formula (1), a polyimide precursor and / or a polybenzoxazole precursor, and is converted into a final product by the action of a base. It is characterized by containing what changes .

Figure 0005011649
Figure 0005011649

(式中、符号Aを取り囲む円は芳香族環を表し、R、R、R、R及びRは、水素または1価の有機基であり、mは0以上の整数、nは1以上の整数、mとnの合計は芳香族環上の置換可能な位置の数である。m又はnが2以上の場合、分子内の同じ符号で表される部分は異なる原子又は原子団であっても良い。2つ以上のRが結合して環状構造を形成していても良い。同じ置換基内に存在するRとRが結合して環状構造を形成していても良い。ただし、R 、R 、R 、R 又はR のうち少なくとも一つがエチレン性不飽和結合を有する有機基である。(In the formula, a circle surrounding the symbol A represents an aromatic ring, R a , R b , R c , R d and R e are hydrogen or a monovalent organic group, m is an integer of 0 or more, n Is an integer of 1 or more, and the sum of m and n is the number of substitutable positions on the aromatic ring, and when m or n is 2 or more, the parts represented by the same symbol in the molecule are different atoms or atoms. Two or more R a may be bonded to form a cyclic structure, and R b and R c existing in the same substituent may be bonded to form a cyclic structure. Provided that at least one of R a , R b , R c , R d, or R e is an organic group having an ethylenically unsaturated bond. )

上記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体は、1)光塩基発生剤、2)溶解促進剤、3)溶解阻害剤という3つの機能を有することで、イミド化の促進だけでなく、多機能の感光性成分として作用する。   The N-aromatic glycine derivative represented by the above formula (1) has only three functions: 1) a photobase generator, 2) a dissolution accelerator, and 3) a dissolution inhibitor. It acts as a multifunctional photosensitive component.

前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のRが水酸基であることが好ましい。この場合には、N−芳香族グリシン誘導体が、アルカリ現像時に非露光部に対する溶解促進剤として機能し、露光部と非露光部の溶解性コントラストを大きくすることができる。 It is preferable that R e of the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) is a hydroxyl group. In this case, the N-aromatic glycine derivative functions as a dissolution accelerator for the non-exposed area during alkali development, and the solubility contrast between the exposed area and the non-exposed area can be increased.

前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のR、R、R、R又はRのうち少なくとも一つがエチレン性不飽和結合を有する有機基である。この場合には、露光部ではN−芳香族グリシン誘導体の脱炭酸反応により生成したラジカルの作用で、N−芳香族グリシン誘導体のエチレン性不飽和結合がラジカル重合反応する。従って、N−芳香族グリシン誘導体が露光部に対する溶解阻害剤として機能し、露光部と非露光部の溶解性コントラストを大きくすることができる。 At least one of R a , R b , R c , R d, or R e of the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) is an organic group having an ethylenically unsaturated bond. In this case, the ethylenically unsaturated bond of the N-aromatic glycine derivative undergoes a radical polymerization reaction by the action of the radical generated by the decarboxylation reaction of the N-aromatic glycine derivative in the exposed portion. Therefore, the N-aromatic glycine derivative functions as a dissolution inhibitor for the exposed portion, and the solubility contrast between the exposed portion and the non-exposed portion can be increased.

一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長は、436nm、405nm、365nmであり、KrFレーザーの波長は248nmであることから、前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体は、436nm、405nm、365nm、248nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することが好ましい。   The wavelength of a high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, is 436 nm, 405 nm, 365 nm, and the wavelength of the KrF laser is 248 nm. Therefore, the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) is 436 nm. , 405 nm, 365 nm, and 248 nm are preferably absorbed at at least one wavelength.

上記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体の1つとして、下記式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体が好ましく用いられる。式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体は、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る。   As one of the N-aromatic glycine derivatives represented by the above formula (1), an N-phenylglycine derivative represented by the following formula (2) is preferably used. Since the N-phenylglycine derivative represented by the formula (2) is available at a relatively low cost, it is excellent in cost performance.

Figure 0005011649
Figure 0005011649

(式中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは互いに結合していても良い。Rは水素原子又は1価の有機基である。RおよびRはそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは互いに結合していても良い。Rは、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基である。ただし、R 〜R のうち少なくとも一つがエチレン性不飽和結合を有する有機基である。(In the formula, R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be bonded to each other. R 6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be bonded to each other, and R 9 is independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that R 1 to R 9 is an organic group having an ethylenically unsaturated bond.

以上に述べたように、本発明に係る感光性樹脂組成物は、1)光塩基発生剤、2)溶解促進剤、3)溶解阻害剤という3つの機能を有することで、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選択することができる。また、N−芳香族グリシン骨格を有する感光性化合物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。
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を適用することで、より幅広い用途に適用可能な感光性ポリイミド樹脂組成物として利用できる。
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についても、溶解阻害剤、溶解抑制剤の適用なしで良好なパターン形状を得ることができる。
また、前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体に属する化合物は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、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、電子部品、半導体素子、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。
As described above, the photosensitive resin composition according to the present invention has three functions of 1) a photobase generator, 2) a dissolution accelerator, and 3) a dissolution inhibitor, so that a wide variety of polymers can be obtained. The precursor can be applied, and the structure of the finally obtained polymer can be selected without being limited by the patterning process. In addition, a photosensitive compound having an N-aromatic glycine skeleton can be obtained at a low cost, and the price as a photosensitive resin composition can be suppressed.
Furthermore, the photosensitive resin composition according to the present invention is a photosensitive polyimide resin composition that can be applied to a wider range of applications by applying a polyimide precursor that has been applied to various applications as a polymer precursor. Available as a thing.
According to the present invention, it is possible to obtain a good pattern shape without applying a dissolution inhibitor or a dissolution inhibitor, even for a polyimide precursor that has conventionally been difficult to obtain a solubility contrast between an exposed area and an unexposed area. it can.
Moreover, since the compound which belongs to the N-aromatic glycine derivative represented by the said Formula (1) can be obtained comparatively cheaply, it is excellent also in cost performance.
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, for example, It is suitable for forming color filters, electronic components, semiconductor elements, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, and other optical members or electronic members.

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。
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は、広範な構造のポリイミド前駆体を選択できる為、それによって得られるポリイミドは、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等のポリイミド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。
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 addition, since the photosensitive polyimide precursor resin composition, which is one form of the polymer precursor resin composition, can select a wide range of polyimide precursors, the resulting polyimide is heat resistant and dimensionally stable. It is suitable as a film or a coating film for all known members to which polyimide is applied because it can impart the functions characteristic of polyimide such as property and insulation.

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。   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 or methacrylate may be used.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、下記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体(以下、単に「N−芳香族グリシン誘導体」という場合がある)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 contains an N-aromatic glycine derivative represented by the following formula (1) (hereinafter sometimes simply referred to as “N-aromatic glycine derivative”) and a polymer precursor. It is characterized by doing.

Figure 0005011649
Figure 0005011649

(式中、符号Aを取り囲む円は芳香族環を表し、R、R、R、R及びRは、水素または1価の有機基であり、mは0以上の整数、nは1以上の整数、mとnの合計は芳香族環上の置換可能な位置の数である。m又はnが2以上の場合、分子内の同じ符号で表される部分は異なる原子又は原子団であっても良い。2つ以上のRが結合して環状構造を形成していても良い。同じ置換基内に存在するRとRが結合して環状構造を形成していても良い。) (In the formula, a circle surrounding the symbol A represents an aromatic ring, R a , R b , R c , R d and R e are hydrogen or a monovalent organic group, m is an integer of 0 or more, n Is an integer of 1 or more, and the sum of m and n is the number of substitutable positions on the aromatic ring, and when m or n is 2 or more, the parts represented by the same symbol in the molecule are different atoms or atoms. Two or more R a may be bonded to form a cyclic structure, and R b and R c existing in the same substituent may be bonded to form a cyclic structure. Is also good.)

本発明で用いられるN−芳香族グリシン誘導体は、N−芳香族グリシン骨格を有する化合物群であり、より具体的には、符号Aを取り囲む円で表される芳香族環上に、グリシン誘導体のアミノ基窒素から水素を1つ取り除いた構造を持つ基(以下、単に「グリシン誘導体基」という場合がある)が1つ又は2つ以上置換した化合物である。符号Aを取り囲む円で表される芳香族環は、単環であるベンゼン環のほか、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、フラン環、チオキサントン環等の多環縮合芳香族環、ヘテロ芳香族環、芳香族環と非芳香族環とを含む多環縮合環であってもよい。   The N-aromatic glycine derivative used in the present invention is a group of compounds having an N-aromatic glycine skeleton. More specifically, the N-aromatic glycine derivative has a glycine derivative on an aromatic ring represented by a circle surrounding the symbol A. It is a compound in which one or two or more groups having a structure in which one hydrogen is removed from the amino group nitrogen (hereinafter sometimes simply referred to as “glycine derivative group”) are substituted. The aromatic ring represented by the circle surrounding the symbol A is a monocyclic benzene ring, a polycyclic condensed aromatic ring such as a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyridine ring, a furan ring, a thioxanthone ring, or a heteroaromatic ring. A polycyclic fused ring containing an aromatic ring and a non-aromatic ring may be used.

発明者らは、N−芳香族グリシン誘導体が、脱炭酸後にアミンとなることに着目し、発生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。   The inventors pay attention to the fact that the N-aromatic glycine derivative becomes an amine after decarboxylation. The exposed portion is cured by imidization using the generated amine as a catalyst, so that the exposed portion and the unexposed portion are separated. It was found that a difference in solubility can be imparted between them.

また、N−芳香族グリシン誘導体のなかでも、脱炭酸により失われる末端部分がカルボキシル基となっているもの、すなわち式(1)においてRが水酸基であるものを用いる場合には、露光を行ったときに未露光部ではカルボキシル基が残存し、露光部ではカルボキシル基がなくなる。そのため、このようなカルボキシル基を末端に有するN−芳香族グリシン誘導体をアルカリ可溶性のポリイミド前駆体と組み合わせて所定のパターン状に露光を行った後にアルカリ溶液で現像する場合には、未露光部において溶解促進剤として機能することも見出した。 Further, among N- aromatic glycine derivatives, which distal portion is lost by decarboxylation has a carboxyl group, that is, when used as R e is a hydroxyl group in the formula (1) is subjected to exposure In this case, the carboxyl group remains in the unexposed area, and the carboxyl group disappears in the exposed area. Therefore, in the case of developing in an alkaline solution after exposure in a predetermined pattern by combining such an N-aromatic glycine derivative having a carboxyl group at the end with an alkali-soluble polyimide precursor, It has also been found that it functions as a dissolution accelerator.

さらに、N−芳香族グリシン誘導体のなかでも、その分子内にエチレン性不飽和結合を有するもの、例えば式(1)においてR、R、R、R又はRのうち少なくとも一つがエチレン性不飽和結合を有する有機基であるものを用いる場合には、露光時に発生したラジカルによってN−芳香族グリシン誘導体が重合し、露光部において溶解抑止剤として機能することも見出した。 Furthermore, among N-aromatic glycine derivatives, those having an ethylenically unsaturated bond in the molecule, for example, at least one of R a , R b , R c , R d or R e in formula (1) It has also been found that when an organic group having an ethylenically unsaturated bond is used, the N-aromatic glycine derivative is polymerized by radicals generated during exposure and functions as a dissolution inhibitor in the exposed area.

つまり、上記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体は、
光塩基発生剤としての機能
溶解促進剤としての機能
溶解阻害剤としての機能
という、感光性高分子を形成する上で求められる3つの機能を1分子で併せ持つことが可能である。
この為、式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体が、それのみで複数の機能を発揮することによって、これまで溶解性のコントラストが取りにくかった、現像液に対する溶解性の大きな高分子前駆体に対しても大きな溶解性コントラストを得ることできる。
さらに、溶解促進剤や溶解阻害剤を新たに加えなくても感光性高分子前駆体として機能させることもできる。
That is, the N-aromatic glycine derivative represented by the above formula (1) is
One molecule can have three functions required for forming a photosensitive polymer, that is, a function as a function dissolution inhibitor as a function dissolution accelerator as a photobase generator.
For this reason, the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) exhibits a plurality of functions by itself, so that it has been difficult to obtain a contrast of solubility so far, and has a high solubility in a developing solution. A large solubility contrast can be obtained even for molecular precursors.
Furthermore, it can also function as a photosensitive polymer precursor without adding a dissolution accelerator or a dissolution inhibitor.

光塩基発生剤を利用した感光性高分子前駆体樹脂組成物は、従来知られていたが、一分子で光塩基発生剤、溶解促進剤、溶解抑制剤の3種の機能を兼ね備えた化合物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、それら3種の機能を1つの化合物が発揮することで、より簡便に感光性樹脂組成物を調製することができ、適用できる高分子前駆体の選択範囲が広く、しかも安価な感光性化合物を見出し、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の好適な応用、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の好適な応用を示す。
A photosensitive polymer precursor resin composition using a photobase generator has been conventionally known, but a compound having three functions of a photobase generator, a dissolution accelerator, and a dissolution inhibitor in one molecule. What was used has never been proposed before.
In the present invention, a single compound exerts these three functions, whereby a photosensitive resin composition can be more easily prepared, and a wide range of applicable polymer precursors can be selected. Suitable compounds in the field where the characteristics of the photosensitive polymer precursor resin composition and the cyclized product can be utilized, particularly the photosensitive polyimide precursor resin composition and its imide which are typical examples thereof The preferred application in the field where the characteristics of the chemicals can be utilized.

上記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体の代表例として、下記式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体(以下、単に「N−フェニルグリシン誘導体」という場合がある)を説明する。式(2)のN−フェニルグリシン誘導体に関して説明される特徴、利点及びその他の内容は、特に矛盾しない限り式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体全般に共通する説明である。   As a typical example of the N-aromatic glycine derivative represented by the above formula (1), an N-phenylglycine derivative represented by the following formula (2) (hereinafter sometimes simply referred to as “N-phenylglycine derivative”) Will be explained. The characteristics, advantages, and other contents explained regarding the N-phenylglycine derivative of the formula (2) are explanations common to all N-aromatic glycine derivatives represented by the formula (1) unless otherwise contradicted.

Figure 0005011649
Figure 0005011649

(式中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは互いに結合していても良い。Rは水素原子又は1価の有機基である。RおよびRはそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは互いに結合していても良い。Rは、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基である。) (In the formula, R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be bonded to each other. R 6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be bonded to each other, and R 9 is independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.)

式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体のR〜Rは、式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のRに相当し、これらの位置に水素原子以外の置換基が導入されていてもよい。N−フェニルグリシン誘導体は、式(2)の骨格を有していれば、R〜Rの位置に置換基が導入されても同様の効果が期待できる。 R 1 to R 5 of the N-phenylglycine derivative represented by the formula (2) correspond to Ra of the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1), and other than a hydrogen atom at these positions. Substituents may be introduced. If the N-phenylglycine derivative has a skeleton of the formula (2), the same effect can be expected even if a substituent is introduced at the positions of R 1 to R 5 .

置換基R〜R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、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基、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、ナフチル等の芳香族基、アリル基等が挙げられる。
〜Rは互いに同一であっても異なっていても良い。R〜R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。
Examples of the monovalent organic group that can be introduced on the aromatic ring as the substituents R 1 to R 5 include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, and cyano. Group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, saturated or unsaturated alkyl group, saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or aromatic such as phenyl or naphthyl Group, allyl group and the like.
R 1 to R 5 may be the same as or different from each other. Two or more groups of R 1 to R 5 may be bonded to each other to form a cyclic structure.

さらに、溶解阻害効果を付与する為に、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を1つ以上構造内に有する1価のエチレン性不飽和結合含有基等が挙げられる。エチレン性不飽和結合含有基とは、エチレン性不飽和結合を1つ以上有する置換基であり、具体的に例示すると、アリル基、(メタ)アクリロイル基、アリルオキシ基、2‐(メタ)アクリロイルオキシエチルオキシ基、2‐(メタ)アクリロイルオキシプロピルオキシ基、2‐(メタ)アクリロイルオキシエチルアミノ基、2‐(メタ)アクリロイルオキシプロピルアミノ基、2‐ヒドロキシ‐3‐(メタ)アクリロイルオキシプロピルオキシ基、およびそれらの誘導体が挙げられるが、これに限定されない。   Furthermore, a monovalent ethylenically unsaturated bond-containing group having one or more radically polymerizable ethylenically unsaturated bonds in the structure in order to impart a dissolution inhibiting effect. The ethylenically unsaturated bond-containing group is a substituent having one or more ethylenically unsaturated bonds. Specific examples include an allyl group, a (meth) acryloyl group, an allyloxy group, and 2- (meth) acryloyloxy. Ethyloxy group, 2- (meth) acryloyloxypropyloxy group, 2- (meth) acryloyloxyethylamino group, 2- (meth) acryloyloxypropylamino group, 2-hydroxy-3- (meth) acryloyloxypropyloxy Groups, and derivatives thereof, but are not limited thereto.

式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体において、Rの位置の位置は、式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のRに相当し、この位置に水素原子以外の置換基が導入されていてもよい。Rの位置に置換基が導入されることによって、塩基の発生しやすさや発生した塩基の強さが変わり、光塩基発生剤としての性能に影響を与えるので、この位置に導入する置換基は、光塩基発生剤としての性能を向上させるものであることが好ましい。
かかる観点から、アミノ基の窒素原子上に導入し得る1価の有機基としては、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。
の位置に水素原子を有する場合には、脱炭酸反応による塩基の発生が容易となるので、露光時の照射感度が上げることができる。一方、Rの位置に炭化水素骨格を有する基、特に、炭素数が1〜20程度、好ましくは炭素数が1〜8程度の基を有する場合には、強い塩基が発生するのでイミド化反応の進行を促進することができる。
In the N-phenylglycine derivative represented by the formula (2), the position of the R 6 position corresponds to R b of the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1), and other than a hydrogen atom at this position. May be introduced. The introduction of a substituent at the position of R 6 changes the ease of base generation and the strength of the generated base, and affects the performance as a photobase generator. It is preferable to improve the performance as a photobase generator.
From this viewpoint, the monovalent organic group that can be introduced onto the nitrogen atom of the amino group includes, for example, a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or an aromatic group such as phenyl or naphthyl. And groups having a hydrocarbon skeleton such as an allyl group.
In the case of having a hydrogen atom at the position of R 6 , it is easy to generate a base by a decarboxylation reaction, so that the irradiation sensitivity during exposure can be increased. On the other hand, when a group having a hydrocarbon skeleton at the position of R 6 , particularly a group having about 1 to 20 carbon atoms, preferably about 1 to 8 carbon atoms, a strong base is generated, an imidization reaction is generated. Can be promoted.

さらに、溶解阻害効果を付与する為に、Rの位置には、R〜Rとして例示したような、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を1つ以上構造内に有する1価のエチレン性不飽和結合含有基等を導入してもよい。
これら、エチレン性不飽和結合含有基は、特開平2−238002に開示されているように、N−フェニルグリシン誘導体に含まれる窒素原子が2級の窒素(2級のアミノ基)の場合に、グリシジルメタクリレートのようなグリシジル基とエチレン性不飽和結合を両方有する化合物を反応させる方法で導入することができる。
Further, in order to impart a dissolution inhibiting effect, monovalent ethylene having one or more radically polymerizable ethylenically unsaturated bonds in the structure, such as those exemplified as R 1 to R 5 , at the position of R 6. An unsaturated bond-containing group or the like may be introduced.
These ethylenically unsaturated bond-containing groups, as disclosed in JP-A-2-237002, when the nitrogen atom contained in the N-phenylglycine derivative is secondary nitrogen (secondary amino group), It can introduce | transduce by the method of making the compound which has both a glycidyl group and ethylenically unsaturated bonds like glycidyl methacrylate react.

式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体においてR、Rの位置は、式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のR、Rにそれぞれ相当し、これらの位置に水素原子以外の置換基が導入されていてもよい。R、Rの位置に置換基が導入されることによって脱炭酸反応の起こりやすさが変わり、その結果、塩基の発生しやすさという意味で光塩基発生剤としての性能に影響を与え、また、ラジカルの発生しやすさという意味で露光部での溶解阻害剤としての性能に影響を与える。そのため、この位置に導入する置換基は、脱炭酸反応性を向上させるものであることが好ましい。 In the N-phenylglycine derivative represented by the formula (2), the positions of R 7 and R 8 correspond to R c and R d of the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1), respectively. A substituent other than a hydrogen atom may be introduced at the position. Introduction of substituents at the positions of R 7 and R 8 changes the likelihood of decarboxylation, and as a result, affects the performance as a photobase generator in the sense of ease of base generation, Further, it affects the performance as a dissolution inhibitor in the exposed area in the sense that radicals are easily generated. Therefore, the substituent introduced at this position is preferably one that improves decarboxylation reactivity.

かかる観点から、R及び/又はRの位置に導入し得る1価の有機基としては、例えば、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、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基、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、ナフチル等の芳香族基、アリル基等が挙げられる。R、Rは、互いに同一であっても異なっていても良い。R、Rは、互いに結合して環状構造を形成していても良い。
さらに、溶解阻害効果を付与する為に、R及び/又はRの位置には、R〜Rとして例示したような、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を1つ以上構造内に有する1価のエチレン性不飽和結合含有基等を導入してもよい。
From this viewpoint, examples of the monovalent organic group that can be introduced at the position of R 7 and / or R 8 include, for example, a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a primary amino group, a secondary amino group, and a tertiary amino group. Group, cyano group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, saturated or unsaturated alkyl group, saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or phenyl, naphthyl And aromatic groups such as allyl groups. R 7 and R 8 may be the same as or different from each other. R 7 and R 8 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
Furthermore, in order to impart a dissolution inhibiting effect, one or more radically polymerizable ethylenically unsaturated bonds, such as those exemplified as R 1 to R 5 , may be present in the structure at the positions of R 7 and / or R 8. A monovalent ethylenically unsaturated bond-containing group or the like may be introduced.

式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体においてRの位置は、式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のRに相当し、この位置に水素原子以外の置換基が導入されていてもよい。
の位置に導入し得る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、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基、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、ナフチル等の芳香族基、アリル基等が挙げられる。
Position of R 9 in N- phenylglycine derivative represented by the formula (2) corresponds to R e of N- aromatic glycine derivative represented by the formula (1), the substituents other than a hydrogen atom in this position May be introduced.
Examples of the monovalent organic group that can be introduced at the position of R 9 include 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, a silanol group, Alkoxy group, nitro group, carboxyl group, acetyl group, acetoxy group, sulfone group, saturated or unsaturated alkyl group, saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or aromatic group such as phenyl and naphthyl, allyl group, etc. It is done.

N−フェニルグリシン誘導体は、式(2)の骨格を有していれば、Rの位置に置換基が導入されても同様の効果が期待できるが、脱炭酸のしやすさの観点、また、溶解促進効果の観点から、Rには水酸基が存在し、N−フェニルグリシン誘導体の末端がカルボン酸となっているものが好ましい。
さらに、溶解阻害効果を付与する為に、Rの位置には、R〜Rとして例示したような、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を1つ以上構造内に有する1価のエチレン性不飽和結合含有基等を導入してもよい。
As long as the N-phenylglycine derivative has a skeleton of the formula (2), the same effect can be expected even if a substituent is introduced at the position of R 9 , but from the viewpoint of ease of decarboxylation, From the viewpoint of the dissolution promoting effect, R 9 preferably has a hydroxyl group and the N-phenylglycine derivative has a carboxylic acid at the end.
Further, in order to impart a dissolution inhibiting effect, monovalent ethylene having one or more radically polymerizable ethylenically unsaturated bonds in the structure, such as those exemplified as R 1 to R 5 , at the position of R 9. An unsaturated bond-containing group or the like may be introduced.

各置換基R〜Rは反応中間体の状態で導入してもよいし、N−フェニルグリシン誘導体の形にしてから導入しても良い。
また、N−フェニルグリシン誘導体の分子内に置換基R〜Rのうちの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R〜Rは、光塩基発生剤としての性能に影響を与える可能性が少ない位置なので、吸収波長を調整する観点から比較的自由に置換基の種類を選択することが可能である。
Each substituent R 1 to R 9 may be introduced in the form of a reaction intermediate, or may be introduced after the form of an N-phenylglycine derivative.
Moreover, it is possible to adjust the wavelength of light to be absorbed by introducing one or more of substituents R 1 to R 9 into the molecule of the N-phenylglycine derivative, and introducing the substituent. It is also possible to absorb the desired wavelength.
In particular, since the substituents R 1 to R 5 on the aromatic ring have a low possibility of affecting the performance as a photobase generator, the types of substituents are relatively free from the viewpoint of adjusting the absorption wavelength. Can be selected.

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、その中でも好ましくは、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体のように、水分子、および/またはアルコール分子の脱離を伴う分子内閉環反応により環状構造を有する繰り返し単位から形成されるものが挙げられる。
本発明において、高分子前駆体は、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体であれば、そのメカニズムからどのようなポリイミド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。
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、N−芳香族グリシン誘導体として、その分子末端にカルボキシル基を有するものを組み合わせて用い、アルカリ現像を行う場合には、非露光部ではカルボキシル基の作用により溶解性が高いが、露光部では脱炭酸反応によりカルボキシル基による溶解促進作用が失われ、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。
The polymer precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention refers to a substance that itself is a polymer and finally becomes a polymer that exhibits the desired physical properties by intramolecular reaction. Examples thereof include those formed from a repeating unit having a cyclic structure by an intramolecular ring-closing reaction involving elimination of water molecules and / or alcohol molecules, such as a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor.
In the present invention, the polymer precursor may be any polyimide precursor from the mechanism as long as it is a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, and two or more kinds of polymer precursors synthesized separately. A mixture of
In the case of using an alkali solution soluble in an alkaline solution as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, and using an N-aromatic glycine derivative in combination with a carboxyl group-containing one at its molecular terminal, In the exposed area, the solubility is high due to the action of the carboxyl group, but in the exposed area, the dissolution promoting action due to the carboxyl group is lost due to the decarboxylation reaction, and the solubility contrast between the exposed area and the non-exposed area 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)酸二無水物に1価のアルコールやアミノ化合物、エポキシ化合物等を反応させ合成した、エステル酸やアミド酸モノマーのカルボン酸に、ジアミノ化合物やその誘導体を反応させてポリイミド前駆体を合成する手法などが挙げられるがこれに限定されない。   As a method for producing the polyimide precursor of the present invention, a conventionally known method can be applied. For example, (1) A method of synthesizing a polyamic acid as a precursor from an acid dianhydride and a diamine. (2) A polyimide precursor is synthesized by reacting a carboxylic acid such as an ester acid or an amic acid monomer with a monohydric alcohol, an amino compound, or an epoxy compound synthesized with an acid dianhydride. However, the method is not limited to this.

本発明のポリイミド前駆体に適用可能な酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルプロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ぺリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。そして、特に好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物が挙げられる。   Examples of the acid dianhydride applicable to the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and cyclopentane tetracarboxylic dianhydride. , Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 , 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarbo) Ciphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) ) Methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoro Propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis [(3,4- Dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) Phenoxy] phenyl} propa Dianhydride, 2,2-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, Screw {4- [3- (1,2 -Dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, bis {4- [3- (1,2-di Carboxy) 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 Benzenetetracarboxylic dianhydride, 3 4,9,10-Perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride . 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' -Diaminodiph Nylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2,2 -Di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-aminophenyl) -1 -Phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1- (3-aminophenyl) -1- (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis ( 3-Aminophenoxy) benzene, 1,3 Bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1, 3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α -Dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis ( 4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-dito Trifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2 , 6-bis (3-aminophenoxy) benzonitrile, 2,6-bis (3-aminophenoxy) pyridine, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-amino) Phenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide,

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

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

ジアミンは、目的の物性によって選択することができ、p−フェニレンジアミンなどの剛直なジアミンを用いれば、最終的に得られるポリイミドは低膨張率となる。剛直なジアミンとしては、同一の芳香環に2つアミノ基が結合しているジアミンとして、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、2、6−ジアミノナフタレン、2,7−ジアミノナフタレン、1,4―ジアミノアントラセンなどが挙げられる。
さらに、2つ以上の芳香族環が単結合により結合し、2つ以上のアミノ基がそれぞれ別々の芳香族環上に直接又は置換基の一部として結合しているジアミンが挙げられ、例えば、下記式(4)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 (4). Specific examples include benzidine and the like.

Figure 0005011649
Figure 0005011649

(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 para position with respect to the bond between benzene rings.)

さらに、上記式(4)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 (4), it is also possible to use a diamine having a substituent at a position where the amino group on the benzene ring is not substituted without being involved in the bond with another benzene ring. 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.

次に、本発明のN−フェニルグリシン誘導体、および、ポリイミド前駆体を合成する手法をこれより具体的に例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。
N−フェニルグリシン誘導体は、N−フェニルグリシンとグリシジルメタクリレートを反応させることにより合成できる。N−フェニルグリシンのナトリウム塩と重合禁止剤のハイドロキノンを蒸留水―メタノール混合溶媒に溶かし、液温を40℃〜50℃に保ちながら撹拌し、グリシジルメタクリレートをゆっくり滴下する。2〜7時間撹拌後、蒸留水を加え、1規定塩酸で酸性化し、生じた沈殿物を濾過、乾燥し目的物を得ることができる。
また、N−フェニルグリシン誘導体は、4−ビニルアニリンとブロモ酢酸エチルとを反応させて得ることもできる。4−ビニルアニリンと、炭酸カリウムと、ジメチルホルムアミドを室温で撹拌する。そこへ、4−ビニルアニリンと等モルのブロモ酢酸エチルを徐々に添加し、室温で5時間から48時間撹拌した後、氷水に反応溶液を投入し析出した沈殿物を濾過、乾燥する。その沈殿物を水酸化アルカリ等で加水分解し、目的物を得ることができる。
Next, although the method of synthesizing the N-phenylglycine derivative of the present invention and the polyimide precursor will be specifically illustrated, the present invention is not limited to this.
The N-phenylglycine derivative can be synthesized by reacting N-phenylglycine with glycidyl methacrylate. N-phenylglycine sodium salt and polymerization inhibitor hydroquinone are dissolved in a distilled water-methanol mixed solvent, stirred while keeping the liquid temperature at 40 ° C. to 50 ° C., and glycidyl methacrylate is slowly added dropwise. After stirring for 2 to 7 hours, distilled water is added, the mixture is acidified with 1N hydrochloric acid, and the resulting precipitate is filtered and dried to obtain the desired product.
The N-phenylglycine derivative can also be obtained by reacting 4-vinylaniline and ethyl bromoacetate. 4-vinylaniline, potassium carbonate and dimethylformamide are stirred at room temperature. Thereto, 4-vinylaniline and equimolar ethyl bromoacetate are gradually added, and the mixture is stirred at room temperature for 5 to 48 hours. The reaction solution is poured into ice water, and the deposited precipitate is filtered and dried. The precipitate can be hydrolyzed with alkali hydroxide or the like to obtain the desired product.

このようにして合成される本発明のN−フェニルグリシン誘導体は、イミド化のための光塩基発生、非露光部での溶解促進、露光部での溶解阻害等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、N−フェニルグリシン誘導体は、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、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。   The N-phenylglycine derivative of the present invention synthesized as described above is used to sufficiently exhibit functions such as generation of a photobase for imidization, promotion of dissolution in an unexposed area, and inhibition of dissolution in an exposed area. It is necessary to have absorption for at least part of the exposure wavelength. 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 N-phenylglycine derivative is an electromagnetic wave having at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of at least 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 248 nm when exposure is performed using a high-pressure mercury lamp that is a general exposure light source. It is preferable that it has absorption with respect to.

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 obtained by dissolving 4,4′-diaminodiphenyl ether as an amine component in an organic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, there is equimolar 3,4 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.

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

ポリイミド前駆体の重量平均分子量は、その用途にもよるが、3,000〜1,000,000の範囲であることが好ましく、5,000〜500,000の範囲であることがさらに好ましく、10,000〜500,000の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量が3,000以下であると、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、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、ゲルパーミレーション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 the polyimide precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, more preferably in the range of 5,000 to 500,000, although it depends on the application. More preferably, it is in the range of 1,000,000 to 500,000. When the weight average molecular weight is 3,000 or less, 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 it exceeds 1,000,000, the viscosity increases and the solubility also 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), which may be the molecular weight of the polyimide precursor itself, or after chemical imidization treatment with acetic anhydride or the like. May be good.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、N−芳香族グリシン骨格を有する感光性化合物とポリイミド前駆体と溶媒だけの単純な混合物であってもよいが、さらに、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 only a photosensitive compound having an N-aromatic glycine skeleton, a polyimide precursor, and a solvent. 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、修酸ジメチル、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- Halogenated hydrocarbons such as chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene; N, N-dimethylphenol 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;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;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;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;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あるいはビスアシルホスフィンオキシド;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 Such as 1-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-dimethylthioxanthone, 2,4-diethi Thioxanthones such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone and 2,4-diisopropylpyroxanthone; ketals such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; monoacylphosphine oxide or bisacyl such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide Phosphine oxides; benzophenones such as benzophenone; and xanthones.

本発明の感光性樹脂組成物には、N−芳香族グリシン骨格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。
To 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 an N-aromatic glycine skeleton.
Compounds that generate an acid by light include photosensitive diazoquinone compounds having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure. US Pat. Nos. 2,772,972, 2,797, 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 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N−芳香族グリシン誘導体を、感光性樹脂組成物に含まれる高分子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、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 N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) is usually 0.1% with respect to the solid content of the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition. It is contained in the range of -95% by weight, preferably 0.5-60% 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 the required physical properties.
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. If it is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is difficult to be exhibited, and if it exceeds 95% by weight, the characteristics are hardly 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N−芳香族グリシン誘導体が脱炭酸反応を起こして2級アミンまたは3級アミンが生成する。従って、N−芳香族グリシン誘導体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。
また、前記式(1)におけるRが水酸基である場合には、N−芳香族グリシン誘導体の末端にカルボキシル基が存在するため、非露光部ではカルボキシル基の存在によりアルカリ現像液に対する溶解性を促進するが、露光部では脱炭酸反応によりカルボキシル基が分解し、アルカリ現像液に対する溶解性を促進する作用が弱くなるか又は完全に失われる。
その結果、式(1)におけるRが水酸基であるN−芳香族グリシン誘導体を用い、アルカリ現像を行う場合には、N−芳香族グリシン誘導体が非露光部に対する溶解促進剤として機能し、露光部と非露光部の溶解性コントラストを大きくすることができる。
また、前記式(1)におけるR、R、R、R又はRのうちの少なくとも1つがエチレン性不飽和結合を有する基である場合には、露光部ではN−芳香族グリシン誘導体の脱炭酸反応により生成したラジカルの作用で、N−芳香族グリシン誘導体のエチレン性不飽和結合がラジカル重合反応する。
その結果、N−芳香族グリシン誘導体の置換基がエチレン性不飽和結合を有する基である場合には、N−芳香族グリシン誘導体が露光部に対する溶解阻害剤として機能し、露光部と非露光部の溶解性コントラストを大きくすることができる。
従って、本発明に係る感光性樹脂組成物は、露光部が硬化するネガ型の感光性樹脂組成物として用いることができる。
The photosensitive resin composition according to the present invention can be used in various coating processes and molding processes to produce films and molded articles having a three-dimensional shape.
When the photosensitive resin composition according to the present invention is applied on a support and exposed to a predetermined pattern using light such as electromagnetic waves, the N-aromatic glycine derivative undergoes a decarboxylation reaction at the exposed portion. A tertiary amine or a tertiary amine is formed. Accordingly, the N-aromatic glycine derivative functions as a photobase generator and imidizes the polyimide precursor in the exposed portion.
Further, when R e in the formula (1) is a hydroxyl group, due to the presence of carboxyl groups at the ends of the N- aromatic glycine derivatives, the solubility in an alkali developing solution by the presence of carboxyl groups in the non-exposed portion However, in the exposed area, the carboxyl group is decomposed by the decarboxylation reaction, and the action of promoting the solubility in the alkaline developer is weakened or completely lost.
As a result, using N- aromatic glycine derivatives is R e is a hydroxyl group in the formula (1), in the case of alkali development, N- aromatic glycine derivative acts as a dissolution promoter for the non-exposed portion, the exposure The solubility contrast between the part and the non-exposed part can be increased.
Further, when at least one of R a , R b , R c , R d or R e in the formula (1) is a group having an ethylenically unsaturated bond, N-aromatic glycine is used in the exposed area. By the action of radicals generated by the decarboxylation reaction of the derivative, the ethylenically unsaturated bond of the N-aromatic glycine derivative undergoes a radical polymerization reaction.
As a result, when the substituent of the N-aromatic glycine derivative is a group having an ethylenically unsaturated bond, the N-aromatic glycine derivative functions as a dissolution inhibitor for the exposed area, and the exposed area and the non-exposed area. The solubility contrast of can be increased.
Therefore, the photosensitive resin composition according to the present invention can be used as a negative photosensitive resin composition in which an exposed portion is cured.

上述のように、本発明に係る感光性樹脂組成物によれば、N−芳香族グリシン誘導体がイミド化の促進だけでなく、多機能の感光性成分として作用するため、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についても、溶解阻害剤、溶解抑制剤の適用なしで良好なパターン形状を得ることができる。   As described above, according to the photosensitive resin composition of the present invention, the N-aromatic glycine derivative not only promotes imidization but also acts as a multifunctional photosensitive component. A good pattern shape can be obtained without applying a dissolution inhibitor or a dissolution inhibitor even for a polyimide precursor in which it is difficult to obtain a solubility contrast between exposed portions.

本発明に係る感光性樹脂組成物の塗膜は、露光後に直ちに現像してもよいが、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。この段階での熱処理の温度は、通常60℃〜180℃程度とする。
また、現像の後で、熱処理を行ってもよい。この段階での熱処理の温度は、通常150℃〜400℃程度とする。
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 may be developed immediately after exposure, but is preferably subjected to heat treatment between the exposure step and the development step. The temperature of the heat treatment at this stage is usually about 60 ° C to 180 ° C.
Further, heat treatment may be performed after development. The temperature of the heat treatment at this stage is usually about 150 ° C. to 400 ° C.
This heat treatment may be any method as long as it is a known method, and specific examples thereof include, but are not particularly limited to, heating with a circulating oven or hot plate in an air or nitrogen atmosphere.

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℃〜380℃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。
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。
The glass transition temperature of the polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is preferably as high as possible from the viewpoint of heat resistance, but in applications where a thermoforming process is considered like an optical waveguide, It is preferable to show a glass transition temperature of about 120 ° C. to 380 ° C., and more preferable to show a glass transition temperature of about 200 ° C. to 380 ° C.
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.

以上に述べたように、本発明に係る感光性樹脂組成物は、N−芳香族グリシン骨格を有する感光性化合物が、1)光塩基発生剤、2)溶解促進剤、3)溶解阻害剤という3つの機能を有することで、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選択することができる。また、N−芳香族グリシン骨格を有する感光性化合物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 photosensitive compound having an N-aromatic glycine skeleton is referred to as 1) a photobase generator, 2) a dissolution accelerator, and 3) a dissolution inhibitor. By having three functions, a wide variety of polymer precursors can be applied, and the structure of the finally obtained polymer can be selected without being limited by the pattern formation process. In addition, a photosensitive compound having an N-aromatic glycine skeleton can be obtained at a 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、半導体素子、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 includes printing inks, adhesives, fillers, semiconductor elements, electronic materials, optical circuit components, molding materials, resist materials, building materials, three-dimensional modeling, optical members, and the like. It can be used for all known fields and products used.

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、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分子内閉環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. , Electronic components, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, holograms, optical members, or a photosensitive resin composition according to the present invention Printed matter, color filter, flexible display film, semiconductor device, electronic component, interlayer insulating film, wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection film, at least part of which is formed by the intramolecular ring closure Articles of either holograms, optical members or building materials are provided.

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、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、電子部品、半導体素子、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, 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, for example, It is suitable for forming color filters, electronic components, semiconductor elements, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, and other optical members or electronic members.

(製造例1)
N−フェニルグリシン 1.57g(10mmol)と400mgの水酸化ナトリウムを溶解させた蒸留水 5mlを50mL(ミリリットル)のなすフラスコへ入れ、室温で撹拌する。そこへ、ハイドロキノン10mgとメタノール5mlを加え完全に溶解させた後、グリシジルメタクリレート 1.42g(10mmol)を徐々に滴下する。滴下終了後から2時間撹拌した後、1規定塩酸を加え中和すると、白色沈殿が析出した。その沈殿を減圧乾燥し、2.9gの感光性化合物1を得た。感光性化合物1の構造を以下に示す。
(Production Example 1)
N-Phenylglycine (1.57 g, 10 mmol) and 400 mg of sodium hydroxide dissolved in 5 ml of distilled water are placed in a 50 mL (ml) flask and stirred at room temperature. Thereto, 10 mg of hydroquinone and 5 ml of methanol are added and completely dissolved, and then 1.42 g (10 mmol) of glycidyl methacrylate is gradually added dropwise. After stirring for 2 hours after completion of the dropwise addition, 1N hydrochloric acid was added to neutralize and a white precipitate was deposited. The precipitate was dried under reduced pressure to obtain 2.9 g of photosensitive compound 1. The structure of the photosensitive compound 1 is shown below.

Figure 0005011649
(製造例2)
4−ビニルアニリン 1.19g(1mmol)と、炭酸カリウム 1.52g(1.1mmol)と、脱水されたジメチルホルムアミド 20mlを100mlのなすフラスコへ入れ、撹拌する。反応容器を氷浴で冷却しながらブロモ酢酸エチル 1.84g(1.1mmol)を徐々に滴下し、滴下終了後、室温へ戻す。24時間後、氷水1Lの中へ投入し、析出した沈殿を減圧乾燥し、N−フェニルグリシンエチルエステルの4−ビニル化物を1.65g得た。その化合物 1gを、3mlのメタノールに溶かし、薄層クロマトグラフィーで、反応の経過を追跡しながら、水酸化リチウム飽和メタノール溶液を滴下し、原料のスポットが消失した時点で滴下を終了し、その反応液を1規定塩酸で中和した後、蒸留水へ投入し、析出した沈殿を集め減圧乾燥し、420mgの感光性化合物2を得た。感光性化合物2の構造を以下に示す。
Figure 0005011649
(Production Example 2)
4.19 g (1 mmol) of 4-vinylaniline, 1.52 g (1.1 mmol) of potassium carbonate, and 20 ml of dehydrated dimethylformamide are put into a 100 ml flask and stirred. While the reaction vessel is cooled in an ice bath, 1.84 g (1.1 mmol) of ethyl bromoacetate is gradually added dropwise. After 24 hours, it was poured into 1 L of ice water, and the deposited precipitate was dried under reduced pressure to obtain 1.65 g of 4-vinylated product of N-phenylglycine ethyl ester. 1 g of the compound was dissolved in 3 ml of methanol, a lithium hydroxide saturated methanol solution was added dropwise while monitoring the progress of the reaction by thin layer chromatography, and the addition was terminated when the spot of the raw material disappeared, and the reaction The solution was neutralized with 1N hydrochloric acid and then poured into distilled water, and the deposited precipitate was collected and dried under reduced pressure to obtain 420 mg of photosensitive compound 2. The structure of the photosensitive compound 2 is shown below.

Figure 0005011649
(製造例3)
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二無水物 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。
Figure 0005011649
(Production Example 3)
4.20 g (6 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether was put into a 50 ml three-necked flask, dissolved in 5 ml of dehydrated N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and cooled in an ice bath under a nitrogen stream. While stirring. Pyromellitic dianhydride 1.31 g (6 mmol) was added little by little, and after the addition was completed, the mixture was stirred in an ice bath for 5 hours, and the solution was reprecipitated with dehydrated diethyl ether. The product was dried at room temperature under reduced pressure for 17 hours to obtain 2.11 g (polyimide precursor 1) of a white solid.

(実施例1)
ポリイミド前駆体1 400mgと、感光性化合物として感光性化合物1および2、N-フェニルグリシンをそれぞれ200mgずつをNMP 3mlに溶解させ、3種の感光性樹脂組成物を得た(感光性樹脂組成物1〜3)。
各感光性樹脂組成物を、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、2J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、感光性樹脂組成物3からなるものはパターンの膜減りが大きかったものの、感光性樹脂組成物1〜3の全てでパターンを得ることができた。
さらに、それらのサンプルを300℃で1時間加熱しイミド化を行った。これらの結果より、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。
Example 1
400 mg of polyimide precursor 1, photosensitive compounds 1 and 2 as photosensitive compounds, and 200 mg each of N-phenylglycine were dissolved in 3 ml of NMP to obtain three types of photosensitive resin compositions (photosensitive resin composition 1-3).
Each photosensitive resin composition was spin-coated on glass to a final film thickness of 2 μm and dried on a hot plate at 80 ° C. for 30 minutes. Then, 2J ultraviolet irradiation was performed in terms of h-line conversion with a manual exposure device (Dainippon Screen Co., Ltd., MA-1200), and then heated on a hot plate at 160 ° C. for 30 minutes, and then tetramethylammonium hydroxide. 2. Dipped in 38% solution. As a result, the pattern of the photosensitive resin composition 3 could be obtained with all of the photosensitive resin compositions 1 to 3, although the film thickness of the pattern was large.
Furthermore, those samples were heated at 300 ° C. for 1 hour to perform imidization. From these results, it was revealed that the photosensitive resin composition of the present invention can form a good pattern.

Claims (20)

下記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体と、ポリイミド前駆体及び/又はポリベンゾオキサゾール前駆体であって塩基の作用によって最終生成物に変化するものとを含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
Figure 0005011649
(式中、符号Aを取り囲む円は芳香族環を表し、R、R、R、R及びRは、水素または1価の有機基であり、mは0以上の整数、nは1以上の整数、mとnの合計は芳香族環上の置換可能な位置の数である。m又はnが2以上の場合、分子内の同じ符号で表される部分は異なる原子又は原子団であっても良い。2つ以上のRが結合して環状構造を形成していても良い。同じ置換基内に存在するRとRが結合して環状構造を形成していても良い。ただし、R、R、R、R又はRのうち少なくとも一つがエチレン性不飽和結合を有する有機基である。)
It contains an N-aromatic glycine derivative represented by the following formula (1) and a polyimide precursor and / or a polybenzoxazole precursor that changes to a final product by the action of a base. A photosensitive resin composition.
Figure 0005011649
(In the formula, a circle surrounding the symbol A represents an aromatic ring, R a , R b , R c , R d and R e are hydrogen or a monovalent organic group, m is an integer of 0 or more, n Is an integer of 1 or more, and the sum of m and n is the number of substitutable positions on the aromatic ring, and when m or n is 2 or more, the parts represented by the same symbol in the molecule are different atoms or atoms. Two or more R a may be bonded to form a cyclic structure, and R b and R c existing in the same substituent may be bonded to form a cyclic structure. (However, at least one of R a , R b , R c , R d, or R e is an organic group having an ethylenically unsaturated bond.)
前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体のRが水酸基である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein R e of the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) is a hydroxyl group. 前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体が、436nm、405nm、365nm、248nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有する請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) has absorption at at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 248 nm. object. 前記式(1)で表されるN−芳香族グリシン誘導体が下記式(2)で表されるN−フェニルグリシン誘導体である請求項1又は3に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 0005011649
(式中、R〜Rは、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは互いに結合していても良い。Rは水素原子又は1価の有機基である。RおよびRはそれぞれ独立に水素原子又は1価の有機基であり、それらは互いに結合していても良い。Rは、それぞれ独立に水素原子又は1価の有機基である。ただし、R〜Rのうち少なくとも一つがエチレン性不飽和結合を有する有機基である。)
The photosensitive resin composition according to claim 1 or 3, wherein the N-aromatic glycine derivative represented by the formula (1) is an N-phenylglycine derivative represented by the following formula (2).
Figure 0005011649
(In the formula, R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be bonded to each other. R 6 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. R 7 and R 8 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and they may be bonded to each other, and R 9 is independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that R 1 to R 9 is an organic group having an ethylenically unsaturated bond.)
前記ポリイミド前駆体及び前記ポリベンゾオキサゾール前駆体がアルカリ溶液に可溶である請求項1乃至4のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the polyimide precursor and the polybenzoxazole precursor are soluble in an alkaline solution. 前記ポリイミド前駆体がポリアミック酸である請求項1乃至5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the polyimide precursor is a polyamic acid. 塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として用いられる請求項6に記載の感光性樹脂組成物。   Used as paint or printing ink, or color filter, flexible display film, electronic component, interlayer insulation film, wiring coating film, optical circuit, optical circuit component, antireflection film, hologram, optical member or building material The photosensitive resin composition according to claim 6. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物。   Printed matter in which at least a part is formed by the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 or an imidized product thereof. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、カラーフィルター。   The color filter in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、フレキシブルディスプレー用フィルム。   The film for flexible displays in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、半導体装置。   A semiconductor device, at least a part of which is formed of the photosensitive resin composition according to claim 1 or an imidized product thereof. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、電子部品。   The electronic component in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、層間絶縁膜。   The interlayer insulation film in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、配線被覆膜。   The wiring coating film in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、光回路。   The optical circuit in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、光回路部品。   The optical circuit component in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、反射防止膜。   An antireflection film, at least part of which is formed of the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 7 or an imidized product thereof. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、ホログラム。   A hologram, at least part of which is formed of the photosensitive resin composition according to claim 1 or an imidized product thereof. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、光学部材。   The optical member in which at least one part is formed with the photosensitive resin composition in any one of the said Claims 1-7, or its imidation thing. 前記請求項1〜7のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はそのイミド化物により少なくとも一部分が形成されている、建築材料。   A building material, at least part of which is formed of the photosensitive resin composition according to claim 1 or an imidized product thereof.
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