JP5396794B2 - Photosensitive resin composition and pattern forming method - Google Patents

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Description

本発明は、電磁波によるパターニング工程を経て形成される製品又は部材の材料(例えば、電子部品、光学製品、光学部品の成形材料、層形成材料又は接着剤など)として好適に利用することが出来る、ポリイミド前駆体を用いた感光性樹脂組成物、及び、当該樹脂組成物を用いて作製した物品、並びに当該樹脂組成物を用いたパターン形成方法に関するものである。   The present invention can be suitably used as a material of a product or member formed through a patterning process using electromagnetic waves (for example, an electronic component, an optical product, a molding material of an optical component, a layer forming material, an adhesive, or the like). The present invention relates to a photosensitive resin composition using a polyimide precursor, an article produced using the resin composition, and a pattern forming method using the resin composition.

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(非特許文献1)。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 (Non-Patent Document 1). In consideration of this point, a polyimide that has been improved so that it can be molded or applied by dissolving in a solvent after introducing a skeleton with excellent solubility in the molecular structure and making it into a polyimide is used. There is a tendency that the chemical resistance and the adhesion to the substrate are inferior to those of the precursor system. Therefore, a method using a precursor and a method using solvent-soluble polyimide are properly used depending on the purpose.

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

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

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

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

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

上記(1)のグループに属する手法は、プロセスが煩雑になるものの、用いるポリイミド前駆体の組成の自由度が大きく、また、感光性成分等を混合していないため最終的なポリイミドにはポリイミド以外の不純物を含まず、信頼性が高いという特徴がある。
一方、(2)のグループに属する手法では、ポリイミド前駆体(または、ポリイミド前駆体樹脂組成物)自身がパターン形成能を有するため、(1)のグループで用いたようなレジスト層が必要なく、プロセスが大幅に簡便になるという特徴がある。一方で、(c)、(d)の感光性ポリイミドは溶剤現像であり、作業環境が悪化する、また、廃液の処理比等のコストがかかるという課題がある。さらに(c)の感光性ポリイミドは、ポリアミック酸のカルボキシル基と架橋成分である(メタ)アクリロイル基がエステル結合で連結されているため、ポリアミック酸が加水分解されにくく、保存安定性が良好である一方、合成経路が煩雑であり、コストが高いと言う課題もある。
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. The process is greatly simplified. On the other hand, the photosensitive polyimides (c) and (d) are solvent-developed, and there is a problem that the working environment is deteriorated and costs such as the treatment ratio of waste liquid are required. Furthermore, in the photosensitive polyimide (c), since the carboxyl group of the polyamic acid and the (meth) acryloyl group which is a crosslinking component are connected by an ester bond, the polyamic acid is hardly hydrolyzed and has good storage stability. On the other hand, there is a problem that the synthesis route is complicated and the cost is high.

上記(a)、(b)、(e)は、アルカリ水溶液によって現像が可能であるので、上記の課題は生じない。その中でも、(b)、(e)の手法は、露光後、現像前に加熱の工程が必要であるが、(a)の手法は、一般的な感光性材料と同様に露光後にそのまま現像工程を行える為、プロセスが1段階少なく、取り扱いが容易であるという特徴がある。
このように(a)の手法は、非常に取り扱いに優れた材料であるが、一般的なポリアミック酸は、カルボキシル基を骨格中に多く含むためアルカリ水溶液に対する溶解性が大きく、露光部と未露光部のアルカリ水溶液に対する溶解速度の差を大きく出来ず、パターン形成が難しいという課題があった。
Since the above (a), (b), and (e) can be developed with an alkaline aqueous solution, the above problem does not occur. Among them, the methods (b) and (e) require a heating step after exposure and before development, but the method (a) is a development step as it is after exposure in the same manner as general photosensitive materials. Therefore, the number of processes is reduced by one step and the handling is easy.
As described above, the method (a) is a material that is extremely excellent in handling, but a general polyamic acid has a large solubility in an alkaline aqueous solution because it contains a large amount of carboxyl groups in the skeleton. There was a problem that the difference in dissolution rate of the part with respect to the aqueous alkali solution could not be increased, making pattern formation difficult.

このような課題に対して、ポリアミック酸のアルカリ水溶液に対する溶解性を制御し、パターン形成を出来るようにする試みが行われてきた。
非特許文献2では、疎水性の骨格をポリマー主鎖に導入しアルカリ水溶液に対する溶解性を低下させたポリアミック酸とo−キノンジアジド骨格を有する化合物を組み合わせることにより、良好なパターンを得られるポジ型感光性ポリイミドとしている。
また、特許文献5では、樹脂組成物を基板に塗布後に乾燥する際の加熱によってポリアミック酸の部分イミド化を行い、カルボキシル基を減らすことによりアルカリ水溶液への溶解速度を制御する方法が開示されている。また、特許文献6には、完全エステル化ポリアミド酸プレポリマーとキノンジアジド化合物を含有するポジティブ作用フォトレジストが開示されている。ここでは、ポリアミック酸のカルボキシル基をエステル化によって減らし、アルカリ水溶液に対する溶解性を制御する手法が提案されている。また、特許文献7では、ポリアミック酸をジメチルホルムアミドジメチルアセタールで処理することにより、ポリアミック酸のカルボキシル基を部分的にエステル化し、アルカリ水溶液に対する溶解性を低下させたポリイミド前駆体を用いたポジ型感光性樹脂組成物が提案されている。
In order to deal with such problems, attempts have been made to control the solubility of polyamic acid in an alkaline aqueous solution to form a pattern.
In Non-Patent Document 2, a positive photosensitivity capable of obtaining a good pattern by combining a polyamic acid in which a hydrophobic skeleton is introduced into a polymer main chain and the solubility in an alkaline aqueous solution is lowered with a compound having an o-quinonediazide skeleton. It is made of conductive polyimide.
Patent Document 5 discloses a method of controlling the dissolution rate in an alkaline aqueous solution by performing partial imidation of polyamic acid by heating when drying after applying the resin composition to a substrate and reducing the carboxyl groups. Yes. Patent Document 6 discloses a positive working photoresist containing a fully esterified polyamic acid prepolymer and a quinonediazide compound. Here, a method has been proposed in which the carboxyl group of the polyamic acid is reduced by esterification to control the solubility in an aqueous alkali solution. Further, in Patent Document 7, a positive photosensitivity using a polyimide precursor in which a polyamic acid is treated with dimethylformamide dimethyl acetal to partially esterify the carboxyl group of the polyamic acid to reduce the solubility in an alkaline aqueous solution. Resin compositions have been proposed.

特開昭52−13315号公報JP 52-13315 A 特開平6−43648号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-43648 特開昭61−293204公報JP 61-293204 A 特公昭59−52822公報Japanese Examined Patent Publication No.59-52822 特開昭62−135824号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-135824 特開平2−181149号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-181149 特開2000−119520号公報JP 2000-119520 A Kreuz, J. A., ”J Polym Sci Part A: Polym Chem”, 1990, 28, p.3787.Kreuz, J. A., “J Polym Sci Part A: Polym Chem”, 1990, 28, p.3787. J. Photopolym. Sci. Technol., 1997, 10, p.55J. Photopolym. Sci. Technol., 1997, 10, p.55

しかし、非特許文献2の手法の場合、用いることの出来るポリイミド骨格が制限されるという問題があった。特許文献5の手法の場合、イミド化反応は脱水反応である為、効率的に進行させる為には、100℃以上の加熱が必要である一方で、用いる感光剤であるキノンジアジド化合物は耐熱性が低く、100℃以上の加熱により徐々に分解し、感光剤として機能しなくなってしまうという問題、さらには、残留溶媒量などの条件により、同じ条件で加熱してもイミド化の状態が変化しやすく、安定したパターン形成ができないという問題があった。また、特許文献6の場合、エステル化されたポリイミド前駆体を製造する工程が煩雑であり、製造コストが高いという問題があった。また、特許文献7の場合、ジメチルホルムアミドジメチルアセタールは、塩基性の化合物であり、ポリアミック酸と共存させるとポリアミック酸を加水分解し、分子量の低下を引き起こす為、樹脂組成物としての保存安定性が低下するという課題や、その課題を解決する為に再沈澱等で精製を行うと、その分、製造コストが上昇してしまうという問題があった。   However, the method of Non-Patent Document 2 has a problem that the polyimide skeleton that can be used is limited. In the case of the technique of Patent Document 5, since the imidization reaction is a dehydration reaction, heating at 100 ° C. or higher is necessary for efficient progress, whereas the quinonediazide compound that is a photosensitizer used has heat resistance. It is low and gradually decomposes by heating at 100 ° C. or higher, so that it does not function as a photosensitizer. Furthermore, depending on conditions such as the amount of residual solvent, the imidation state easily changes even when heated under the same conditions. There is a problem that a stable pattern cannot be formed. Moreover, in the case of patent document 6, the process which manufactures the esterified polyimide precursor was complicated, and there existed a problem that manufacturing cost was high. In the case of Patent Document 7, dimethylformamide dimethyl acetal is a basic compound, and when it coexists with polyamic acid, it hydrolyzes polyamic acid and causes a decrease in molecular weight. Therefore, the storage stability as a resin composition is improved. There has been a problem that the production cost increases correspondingly when purification is performed by reprecipitation or the like in order to solve the problem.

本発明は、上記実情を鑑みて成し遂げられたものであり、その主目的は、最終的に得られるポリイミドの化学構造を問わず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、且つ簡便に合成できて安価に入手可能な、感光性樹脂組成物を提供するものである。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and its main purpose is to obtain a solubility contrast regardless of the chemical structure of the finally obtained polyimide, and as a result, a sufficient process margin can be maintained. On the other hand, the present invention provides a photosensitive resin composition that can obtain a pattern having a good shape, can be easily synthesized, and is available at a low cost.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物、1種以上のビニルエーテル化合物、及び溶媒を含有し、当該溶媒100重量部に対して前記ビニルエーテル化合物が55重量部以上含まれる
The photosensitive resin composition according to the present invention, a polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (1), a compound that generates a carboxylic acid by the action of light, one or more vinyl ether compounds, and containing the solvent The vinyl ether compound is contained in an amount of 55 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the solvent .

(式(1)中、Rは、4価の有機基、Rは、2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and R 1 and R 2 that are repeated may be the same or different. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different, and repeated R 3 and R 4 are Each may be the same or different.)

(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基であり、Aは1価の有機基であり、繰り返されるA同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R、R、R、及びAはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。) (In Formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom, or a monovalent organic group, A is a monovalent organic group, and repeated A's are the same. R 5 , R 6 , R 7 , and A may be bonded to each other to represent a cyclic structure.

本発明の感光性樹脂組成物に用いられる、上記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体は、ポリアミック酸のカルボキシル基がビニルエーテル化合物などとの反応により、ヘミアセタールエステル構造になっている。発明者は、上記ポリイミド前駆体のヘミアセタールエステル結合について詳細に検討を行うことにより、ヘミアセタールエステル結合が、比較的低温の加熱によって、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物となり解離する、または加水分解され、ポリアミック酸と、ビニルエーテル、又は、アセトアルデヒドとアルコールとなることを見出した。従って、この反応を利用し、上記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体を適度な条件で加熱し、上記解離反応または、加水分解反応を起こさせることにより、部分的に、またはその全てをアミック酸構造とすることができる。アミック酸部位はカルボキシル基を有し塩基性溶液に対して高い溶解性を示す為、加熱条件を適宜調整することによりヘミアセタールエステル部位をアミック酸部位へと変化させる割合を変化させることが可能となる。このような塩基性溶液に対する溶解性が制御されたポリイミド前駆体と、光の作用によりカルボキシル基を発生させる化合物を組み合わせると、露光部はカルボキシル基が発生し親水性が増大するため塩基性溶液に溶解し、未露光部は疎水性のままのため塩基性溶液に溶解しない為、未露光部が残存したポジ型パターンを得ることが出来る。
このようにして、本発明の感光性樹脂組成物は、加熱という簡便な手法によりポリイミド前駆体の塩基性溶液に対する溶解性を制御することにより、最終的に得られるポリイミドの化学構造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。
The polyimide precursor having a repeating unit represented by the above formula (1) used in the photosensitive resin composition of the present invention has a hemiacetal ester structure due to the reaction of the carboxyl group of the polyamic acid with a vinyl ether compound or the like. Yes. The inventor has examined the hemiacetal ester bond of the polyimide precursor in detail, so that the hemiacetal ester bond is dissociated or hydrolyzed into a polyamic acid and a vinyl ether compound by heating at a relatively low temperature. It has been found that it becomes an acid and a vinyl ether, or an acetaldehyde and an alcohol. Therefore, by utilizing this reaction, the polyimide precursor having the repeating unit represented by the above formula (1) is heated under appropriate conditions to cause the above dissociation reaction or hydrolysis reaction, or partially, All of them can have an amic acid structure. Since the amic acid moiety has a carboxyl group and is highly soluble in a basic solution, it is possible to change the ratio of changing the hemiacetal ester moiety to an amic acid moiety by appropriately adjusting the heating conditions. Become. Combining such a polyimide precursor with controlled solubility in a basic solution and a compound that generates a carboxyl group by the action of light causes a carboxyl group to be generated in the exposed portion, resulting in increased hydrophilicity. Since it is dissolved and the unexposed part remains hydrophobic and does not dissolve in the basic solution, a positive pattern in which the unexposed part remains can be obtained.
Thus, the photosensitive resin composition of the present invention is large regardless of the chemical structure of the polyimide finally obtained by controlling the solubility of the polyimide precursor in the basic solution by a simple method of heating. A solubility contrast can be obtained, and as a result, a pattern having a good shape can be obtained while maintaining a sufficient process margin.

前記ポリイミド前駆体は、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物を混合し室温で撹拌するのみで得られる為、低コストで非常に簡便に入手することが可能である。芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物の反応は、脂肪族カルボン酸との場合と挙動が若干異なる。脂肪族カルボン酸とビニルエーテル化合物との反応は加熱や酸触媒が必要な場合が多いが、発明者は、鋭意検討の結果、芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物は室温で撹拌するのみで得られることを見出した。さらに、その際に窒素原子を含有しない溶媒を用いることでポリアミック酸とビニルエーテル化合物の反応収率を劇的に向上させることに成功し、ポリアミック酸のカルボキシル基をほぼ完全にヘミアセタールエステル結合とすることが可能となった。
また、本発明の感光性樹脂組成物においては、更にビニルエーテル化合物を含むため、保存安定性を向上させることができる。
Since the polyimide precursor can be obtained simply by mixing a polyamic acid and a vinyl ether compound and stirring at room temperature, it can be easily obtained at low cost. The reaction of the aromatic carboxylic acid and the vinyl ether compound is slightly different in behavior from the case of the aliphatic carboxylic acid. In many cases, the reaction between an aliphatic carboxylic acid and a vinyl ether compound requires heating or an acid catalyst, but as a result of intensive studies, the inventors have found that an aromatic carboxylic acid and a vinyl ether compound can be obtained only by stirring at room temperature. I found it. Furthermore, by using a solvent that does not contain a nitrogen atom at that time, the reaction yield of the polyamic acid and the vinyl ether compound was dramatically improved, and the carboxyl group of the polyamic acid was almost completely converted to a hemiacetal ester bond. It became possible.
Moreover, since the photosensitive resin composition of this invention contains a vinyl ether compound further, storage stability can be improved.

本発明に係る感光性樹脂組成物においては、前記光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物として、o−キノンジアジド(オルトキノンジアジド)基を有する化合物を用いることが、高感度で大きなコントラストを得られる点から好ましい。   In the photosensitive resin composition according to the present invention, the use of a compound having an o-quinonediazide (orthoquinonediazide) group as a compound that generates a carboxylic acid by the action of light enables high sensitivity and large contrast to be obtained. To preferred.

本発明に係る感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のAの少なくとも1種が、活性水素を含有しない炭素数1〜30の1価の有機基であることが保存安定性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition which concerns on this invention, in the said polyimide precursor, at least 1 sort (s) of A in said Formula (2) is a C1-C30 monovalent organic group which does not contain active hydrogen. Is preferable from the viewpoint of storage stability.

本発明に係る感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体として、前記式(2)中のAが、2種以上の有機基を含むポリイミド前駆体を用いても良い。更に、前記式(2)中のAにおいて酸素原子と結合している炭素原子が、第1級炭素原子である有機基群をA1、第2級炭素原子である有機基群をA2、第3級炭素原子である有機基群をA3としたときに、Aが、A1とA2、A1とA3、A2とA3、又はA1とA2とA3からそれぞれ1種以上ずつ組み合わせた2種以上の有機基を含むポリイミド前駆体を用いても良い。複数の構造のヘミアセタールエステル結合を有することにより、加熱による、塩基性溶液に対する溶解性の制御が容易になる。   In the photosensitive resin composition according to the present invention, a polyimide precursor in which A in the formula (2) contains two or more organic groups may be used as the polyimide precursor. Further, in A in the formula (2), an organic group group in which the carbon atom bonded to the oxygen atom in A is a primary carbon atom is A1, an organic group group in which the carbon atom is a secondary carbon atom is A2, and a third group. When A3 is an organic group group that is a secondary carbon atom, A is A1 and A2, A1 and A3, A2 and A3, or A1 and A2 and A3 in combination of one or more of each, You may use the polyimide precursor containing. By having a hemiacetal ester bond having a plurality of structures, it becomes easy to control the solubility in a basic solution by heating.

本発明に係る感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体として、前記式(2)中のR、R、Rが水素である構造、すなわち、下記式(1’)で表されるポリイミド前駆体を用いることができる。 In the photosensitive resin composition according to the present invention, the polyimide precursor is a structure in which R 5 , R 6 , and R 7 in the formula (2) are hydrogen, that is, represented by the following formula (1 ′). A polyimide precursor can be used.


(式(1’)中、Rは、4価の有機基、Rは、2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。Aは1価の有機基である。繰り返されるA同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)

(In Formula (1 ′), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and R 1 and R 2 that are repeated may be the same or different from each other. A is a monovalent organic group, and repeated As may be the same or different.

また、本発明前記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び、光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物を含有する感光性樹脂組成物であって、前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のAの少なくとも1種が、エーテル結合を含有する炭素数1〜30の1価の有機基である、感光性樹脂組成物も提供する。当該感光性樹脂組成物は、基板への密着性や保存安定性、耐はじき性、分解物の揮発性の観点から好ましいものである
この感光性樹脂組成物においても、更にビニルエーテル化合物を含むことが、保存安定性を向上させる観点から好ましい。
Moreover, this invention is a photosensitive resin composition containing the polyimide precursor which has a repeating unit represented by the said Formula (1), and the compound which generate | occur | produces carboxylic acid by the effect | action of light, Comprising : The said polyimide precursor The photosensitive resin composition in which at least 1 sort (s) of A in said Formula (2) is a C1-C30 monovalent organic group containing an ether bond is also provided. The photosensitive resin composition, adhesion and storage stability to the substrate, resistance is preferred from the viewpoint of the volatility of repellency, degradation product.
This photosensitive resin composition also preferably contains a vinyl ether compound from the viewpoint of improving storage stability.

本発明の感光性樹脂組成物においては、酸性物質、及び、アミンを実質的に含まないことが保存安定性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of this invention, it is preferable from the point of storage stability that an acidic substance and an amine are not included substantially.

本発明の感光性樹脂組成物は、前記光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物が、436nm、405nm、365nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することが感光性の点から好ましい。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the compound that generates carboxylic acid by the action of light preferably absorbs at least one of electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm, 405 nm, and 365 nm from the viewpoint of photosensitivity. .

本発明の感光性樹脂組成物の一実施形態においては、更に増感色素を添加することにより、照射感度を向上させることができる。アミノ基や水酸基等の活性水素は、上記ポリイミド前駆体のヘミアセタールエステル結合の分解を促進するために、上記感光性樹脂組成物の安定性を損なうことから、上記増感色素はアミノ基などの活性水素を骨格に含まない方が好ましい。   In one embodiment of the photosensitive resin composition of the present invention, irradiation sensitivity can be improved by further adding a sensitizing dye. Active hydrogen such as an amino group and a hydroxyl group accelerates the decomposition of the hemiacetal ester bond of the polyimide precursor, and thus impairs the stability of the photosensitive resin composition. Therefore, the sensitizing dye includes amino groups and the like. It is preferable that the active hydrogen is not included in the skeleton.

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のR及び/又はRに、芳香環を含むことが、最終的に得られるポリイミド膜の耐熱性良好となり線熱膨張係数が小さくなるために好ましい。さらに、前記式(1)中のRが、芳香族テトラカルボン酸二無水物由来の骨格であることが、ヘミアセタール結合を形成する反応が触媒を用いずとも室温で速やかに進行するため、合成が容易であることから好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, in the polyimide precursor, the formula (1) R 1 and / or R 2 in, be an aromatic ring, the heat resistance of the finally obtained polyimide film It is preferable because it becomes good and the linear thermal expansion coefficient becomes small. Furthermore, since R 1 in the formula (1) is a skeleton derived from aromatic tetracarboxylic dianhydride, the reaction for forming a hemiacetal bond proceeds rapidly at room temperature without using a catalyst. It is preferable because synthesis is easy.

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(3)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, in the polyimide precursor, 33 mol% or more of R 1 in the formula (1) has any structure represented by the following formula (3). preferable.

上記のような構造を有するポリアミック酸は、高耐熱、低線熱膨張率を示すポリイミドの前駆体であるばかりではなく、芳香族カルボン酸を有している為、室温でビニルエーテル化合物と反応し、ヘミアセタールエステル結合を生成することが可能である。さらには、上記のような芳香族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合は、脂肪族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合よりも、より低温の加熱により熱分解する為、イミド化時の加熱の際により速やかに分解し、最終的に得られるポリイミド中のビニルエーテル由来の分解物が少ない。その為、上記式(3)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、少なくとも前記式(1)中のRのうち33%以上含有すれば目的を達成できる。 The polyamic acid having the structure as described above is not only a polyimide precursor exhibiting high heat resistance and low linear thermal expansion coefficient, but also has an aromatic carboxylic acid, and thus reacts with a vinyl ether compound at room temperature. It is possible to generate hemiacetal ester bonds. Furthermore, the hemiacetal ester bond obtained from the aromatic carboxylic acid as described above is thermally decomposed by heating at a lower temperature than the hemiacetal ester bond obtained from the aliphatic carboxylic acid. There are few decomposition products derived from the vinyl ether in the polyimide finally decomposed quickly. Therefore, the closer the content of the structure represented by the above formula (3) is to 100 mol% of R 1 in the above formula (1), the easier it is to achieve the object of the present invention. The purpose can be achieved by containing 33% or more of R 1 in (1).

本発明の感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が下記式(4)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 In the photosensitive resin composition of the present invention, in the polyimide precursor, 33 mol% or more of R 2 in the formula (1) preferably has any structure represented by the following formula (4). .

(R14は2価の有機基、酸素原子、硫黄原子、又はスルホン基であり、R15及びR16は1価の有機基、又はハロゲン原子である。)
上記のような構造を有する場合、最終的に得られるポリイミドの耐熱性が向上する。その為、前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、前記式(1)中のRのうち少なくとも33%以上含有すれば目的を達成できる。
(R 14 is a divalent organic group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfone group, and R 15 and R 16 are a monovalent organic group or a halogen atom.)
When it has the above structure, the heat resistance of the polyimide finally obtained improves. Therefore, the closer to 100 mol% of R 2 in the formula (1), the easier it is to achieve the target of the present invention, but at least 33% of R 2 in the formula (1) is contained. You can achieve your purpose.

本発明の感光性樹脂組成物においては、保存安定性の点から、窒素原子を含有しない溶媒を含むことが好ましい。   In the photosensitive resin composition of this invention, it is preferable that the solvent which does not contain a nitrogen atom is included from the point of storage stability.

本発明のパターン形成方法は、上記本発明の感光性樹脂組成物からなる膜又は成形体の形成時又は形成後に加熱する加熱工程と、前記加熱工程後に前記膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射する露光工程と、塩基性溶液として用いて現像する現像工程を有する。   The pattern forming method of the present invention comprises a heating step of heating at or after the formation of the film or molded body of the photosensitive resin composition of the present invention, and a predetermined surface on the surface of the film or molded body after the heating step. It has the exposure process which irradiates electromagnetic waves in a pattern form, and the image development process developed using as a basic solution.

本発明のパターン形成方法は、前記現像工程において塩基性水溶液を用いて現像し、ポジ型パターン形成方法であっても良い。   The pattern forming method of the present invention may be a positive pattern forming method in which development is performed using a basic aqueous solution in the developing step.

本発明のパターン形成方法においては、前記現像工程後、前記膜又は成形体を加熱する工程を有し、当該加熱温度の最高温度が251℃以上400℃以下であることが好ましい。このような温度で加熱することにより、ポリイミド前駆体のイミド化が充分に進行して実質的に全てのカルボン酸が消失するので最終的に得られたポリイミド膜は低吸湿性及び高耐熱性を実現する上、感光性付与成分由来の分解物の残存がほとんどなくなり、信頼性の高いポリイミド膜が得られる。   In the pattern formation method of this invention, it has the process of heating the said film | membrane or a molded object after the said image development process, and it is preferable that the maximum temperature of the said heating temperature is 251 degreeC or more and 400 degrees C or less. By heating at such a temperature, imidization of the polyimide precursor proceeds sufficiently and substantially all of the carboxylic acid disappears, so that the finally obtained polyimide film has low hygroscopicity and high heat resistance. In addition, there is almost no residual decomposition product derived from the photosensitizing component, and a highly reliable polyimide film can be obtained.

以上に述べたように、本発明によれば、簡便に合成が可能なポリイミド前駆体と光酸発生剤を混合するだけで、溶解性コントラストが得られ、結果的に、十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができ、しかも安価で感光性樹脂組成物を得ることができる。
また、ポリイミド前駆体はヘミアセタールエステル結合を有していれば、広範な構造のポリイミド前駆体を選択できる為、構造選択の幅が広い。さらには、目的に応じて、多くの種類の光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物を選択することが可能であり、感光性樹脂組成物としての構造の選択肢が多い。
また、現像液も環境汚染性が低く、安価な塩基性水溶液を利用できるので、産業上利用価値が高い。
As described above, according to the present invention, a solubility contrast can be obtained only by mixing a polyimide precursor that can be easily synthesized and a photoacid generator, and as a result, a sufficient process margin can be maintained. On the other hand, a pattern having a good shape can be obtained, and a photosensitive resin composition can be obtained at a low cost.
Moreover, if the polyimide precursor has a hemiacetal ester bond, a wide range of structures can be selected because a wide range of polyimide precursors can be selected. Furthermore, depending on the purpose, it is possible to select a compound that generates a carboxylic acid by the action of many types of light, and there are many options for the structure as a photosensitive resin composition.
In addition, since the developer is also low in environmental pollution and can use an inexpensive basic aqueous solution, it is highly industrially useful.

以下、本発明について詳しく説明する。
本発明において、電磁波とは、化合物の分子内解裂反応を引き起こすことが可能なものであればよく、可視及び非可視領域の波長の電磁波だけでなく、電子線のような粒子線、及び、電磁波と粒子線を総称する放射線又は電離放射線が含まれる。
本発明に係る感光性樹脂組成物は、下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び、光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物を含有する。
The present invention will be described in detail below.
In the present invention, the electromagnetic wave only needs to be capable of causing an intramolecular cleavage reaction of the compound, and not only electromagnetic waves having wavelengths in the visible and invisible regions, but also particle beams such as electron beams, and This includes radiation or ionizing radiation that collectively refers to electromagnetic waves and particle beams.
The photosensitive resin composition according to the present invention contains a polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (1) and a compound that generates carboxylic acid by the action of light.

(式(1)中、Rは、4価の有機基、Rは、2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。) (In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and R 1 and R 2 that are repeated may be the same or different. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different, and repeated R 3 and R 4 are Each may be the same or different.)

(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基であり、Aは1価の有機基であり、繰り返されるA同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R、R、R、及びAはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。) (In Formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom, or a monovalent organic group, A is a monovalent organic group, and repeated A's are the same. R 5 , R 6 , R 7 , and A may be bonded to each other to represent a cyclic structure.

本発明者は、イミド化後にポリイミド以外の成分の残留物が少なく、室温における保存安定性が良好な感光性ポリイミドを得ることを目的に、加熱により容易に解裂し、カルボキシル基を生成するヘミアセタールエステル結合に着目し研究を進めた。
その結果、ポリアミック酸のカルボキシル基をヘミアセタールエステル化したポリイミド前駆体は加熱によって、ヘミアセタールエステル結合が分解しポリアミック酸となることが確認された。この分解には、ヘミアセタールエステル結合がポリアミック酸とビニルエーテル化合物に解裂する場合と、ヘミアセタールエステル結合が水と共存していた場合加水分解され、ポリアミック酸とアセトアルデヒドとアルコールとなる場合の2通りの状態が観測された。
さらにヘミアセタールエステル結合の分解を起こす温度は、そのヘミアセタールエステル結合に結合する部位の化学構造に依存し、たとえば、エーテル酸素に結合する炭素原子が第1級炭素原子(以下、単に「1級」という場合がある)の場合比較的熱安定性が高く、第2級炭素原子(以下、単に「2級」という場合がある)、第3級炭素原子(以下、単に「3級」という場合がある)となるにつれて、分解温度が低くなる傾向がみられた。なお、本発明において、ヘミアセタールエステル結合におけるエーテル結合に結合する炭素原子(式(2)のAにおいて酸素原子と結合している炭素原子)、又はヘミアセタールエステル結合を誘導するビニルエーテル化合物のエーテル結合に結合する炭素原子について、第1級炭素原子とは、結合している他の炭素原子が0個又は1個の場合をいい、第2級炭素原子とは、結合している他の炭素原子が2個の場合をいい、第3級炭素原子とは、結合している他の炭素原子が3個の場合をいう。
The present inventor aims to obtain a photosensitive polyimide which has little residue of components other than polyimide after imidization and has good storage stability at room temperature, and is easily cleaved by heating to generate a carboxyl group. Research focused on the acetal ester bond.
As a result, it was confirmed that the polyimide precursor obtained by converting the carboxyl group of the polyamic acid into a hemiacetal ester was decomposed into a polyamic acid by heating to decompose the hemiacetal ester bond. There are two types of decomposition: a case where the hemiacetal ester bond is cleaved into a polyamic acid and a vinyl ether compound, and a case where the hemiacetal ester bond is coexistent with water to be hydrolyzed to become a polyamic acid, acetaldehyde and an alcohol. The state of was observed.
Further, the temperature at which the hemiacetal ester bond is decomposed depends on the chemical structure of the site bonded to the hemiacetal ester bond. For example, the carbon atom bonded to the ether oxygen is a primary carbon atom (hereinafter simply referred to as “primary carbon atom”). In the case of “secondary carbon atom” (hereinafter sometimes simply referred to as “secondary”) and tertiary carbon atom (hereinafter simply referred to as “tertiary”). There was a tendency for the decomposition temperature to decrease. In the present invention, a carbon atom bonded to an ether bond in a hemiacetal ester bond (a carbon atom bonded to an oxygen atom in A in formula (2)) or an ether bond of a vinyl ether compound that induces a hemiacetal ester bond As for the carbon atom bonded to, the primary carbon atom means the case where there are 0 or 1 other carbon atom bonded, and the secondary carbon atom means the other carbon atom bonded. Is a case where the number of carbon atoms is two, and the tertiary carbon atom means a case where there are three other carbon atoms bonded.

これらの知見から発明者は、ポリアミック酸のカルボキシル基をヘミアセタールエステル化し、そのヘミアセタールエステル結合を加熱により部分的に分解し、カルボン酸とすることで、塩基性溶液に対する溶解性を制御することが可能となると考えた。そして、このポリイミド前駆体とオルトキノンジアジド化合物を組み合わせることにより、コントラストが良好なパターンを形成できる感光性ポリイミドを創出できるのではないかと考え、鋭意検討し本発明にいたった。   From these findings, the inventor can control the solubility in a basic solution by converting a carboxyl group of a polyamic acid into a hemiacetal ester and partially decomposing the hemiacetal ester bond by heating to form a carboxylic acid. I thought it would be possible. And it thought that the photosensitive polyimide which can form a pattern with favorable contrast could be created by combining this polyimide precursor and an orthoquinone diazide compound, and earnestly examined and came to this invention.

ヘミアセタールエステル結合は、従来のエステル結合に比べ加熱のみで容易に熱分解し、且つ、比較的低温の加熱によって結合の解裂が起こる。ポリイミド前駆体の多くは、一般に加熱に伴い140℃付近の温度から徐々にイミド化が進行して行くと言われており、イミド化率の上昇に伴い膜のガラス転位温度(Tg)が上昇していく。Tgが上昇すると、分子鎖の振動が抑制されるため、膜内部からの物質の揮発が困難になる。その点、ヘミアセタールエステル結合の場合は、場合により、室温付近から分解する為、イミド化率が低い状態で分解反応が起こる。そのため、ヘミアセタールエステル結合をポリイミド前駆体に組み合わせた場合は、分解成分の揮発性が良好であり、ポリイミド前駆体からポリイミドにする際の加熱の過程で、ほぼ全てのヘミアセタールエステル結合が分解しその分解成分は、揮発する。その結果、実質的にポリアミック酸となる為、イミド化の過程において従来から一般的に用いられているポリイミド前駆体であるポリアミック酸とほとんど同様の挙動を示す。また、ヘミアセタールエステル結合が分解して生成するポリアミック酸以外の成分(以後、保護部位、という)を適宜選択することにより、最終的に得られたポリイミド膜は、ヘミアセタールエステル結合成分由来の分解物の残存がほとんどないものを得ることができる。
このような点を考慮し、保護部位は、分子量が小さく、分解後の構造の揮発性が高いほうが、分解物のポリイミド膜への残存を抑制する点から好ましい。
さらに保護部位には、実質的に架橋性(反応性)部位を含まない方がポリイミド前駆体を合成中のゲル化を抑制でき、さらには、膜中への残存物を抑制できるので好ましい。
The hemiacetal ester bond is easily pyrolyzed only by heating as compared with the conventional ester bond, and the bond is cleaved by heating at a relatively low temperature. Many polyimide precursors are generally said to undergo imidization gradually from a temperature in the vicinity of 140 ° C. with heating, and the glass transition temperature (Tg) of the film increases as the imidization rate increases. To go. When Tg increases, the vibration of the molecular chain is suppressed, so that it is difficult to volatilize the substance from the inside of the film. On the other hand, in the case of a hemiacetal ester bond, since it decomposes from around room temperature in some cases, the decomposition reaction occurs with a low imidation rate. Therefore, when the hemiacetal ester bond is combined with the polyimide precursor, the volatility of the decomposition component is good, and almost all of the hemiacetal ester bond is decomposed during the heating process when the polyimide precursor is converted to polyimide. The decomposition component volatilizes. As a result, since it becomes substantially polyamic acid, it exhibits almost the same behavior as polyamic acid which is a polyimide precursor generally used in the past in the process of imidization. In addition, by appropriately selecting a component other than polyamic acid (hereinafter referred to as a protected site) generated by decomposition of the hemiacetal ester bond, the finally obtained polyimide film is decomposed from the hemiacetal ester bond component. It is possible to obtain a product with almost no remaining material.
Considering such points, it is preferable that the protected site has a low molecular weight and a high volatility of the structure after decomposition from the viewpoint of suppressing the remaining of the decomposition product on the polyimide film.
Further, it is preferable that the protective site does not substantially contain a crosslinkable (reactive) site because gelation during synthesis of the polyimide precursor can be suppressed, and further, residue in the film can be suppressed.

前記ポリイミド前駆体は、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物を混合し室温で撹拌するのみで得られる為、低コストで非常に簡便に入手することが可能である。芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物の反応は、脂肪族カルボン酸との場合と挙動が若干異なる。脂肪族カルボン酸とビニルエーテル化合物との反応は加熱や酸触媒が必要な場合が多いが、発明者は、鋭意検討の結果、芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物は室温で撹拌するのみで得られることを見出した。さらに、その際に窒素原子を含有しない溶媒を用いることで劇的にポリアミック酸とビニルエーテル化合物の反応収率を向上させることに成功し、ポリアミック酸のカルボキシル基をほぼ完全にヘミアセタールエステル結合とすることが可能となった。   Since the polyimide precursor can be obtained simply by mixing a polyamic acid and a vinyl ether compound and stirring at room temperature, it can be easily obtained at low cost. The reaction of the aromatic carboxylic acid and the vinyl ether compound is slightly different in behavior from the case of the aliphatic carboxylic acid. In many cases, the reaction between an aliphatic carboxylic acid and a vinyl ether compound requires heating or an acid catalyst, but as a result of intensive studies, the inventors have found that an aromatic carboxylic acid and a vinyl ether compound can be obtained only by stirring at room temperature. I found it. In addition, by using a solvent that does not contain a nitrogen atom, the reaction yield of the polyamic acid and the vinyl ether compound was dramatically improved, and the carboxyl group of the polyamic acid was almost completely converted to a hemiacetal ester bond. It became possible.

上記ヘミアセアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体と光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物とを含有する感光性樹脂組成物は、下記のような手法でパターンを得ることができる。
上記感光性樹脂組成物の溶液を、基板上に塗布した後、加熱し乾燥させ塗膜を得る。その際に、加熱条件を適宜設定することにより、ポリイミド前駆体のヘミアセタールエステル結合の分解率を調整することが可能である。このときパターン形成に最適な分解率は、ポリイミド前駆体の主鎖骨格の化学構造によって変化するが、上記ポリイミド前駆体単体の塗膜の現像液に対する溶解速度が、0.1nm/s〜100nm/sの範囲、好ましくは0.5nm/s〜50nm/sの範囲、更に好ましくは1nm/s〜20nm/sの範囲になるような分解率に設定すると良好なパターンが得られる。
このように基板上に形成されたヘミアセタールエステル結合の一部(または全て)が分解されカルボキシル基となったポリイミド前駆体の膜に対して、所望の形状のパターンが描かれたマスクを介して露光を行うことにより、露光部のみにカルボン酸を発生させることができる。ここで、光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物は、カルボン酸を発生させ、光の照射部の塩基性溶液への可溶性を増大させる機能を有し、光照射部のポリイミド前駆体の塩基性溶液への溶解を促進する働きを示す。
このようにして、露光部、未露光部において塩基性溶液に対する溶解性が変化するため、露光部が溶解し未露光部が溶解しないポジ型のパターンを得ることが出来る。
The photosensitive resin composition containing the polyimide precursor having the hemiacetal ester bond and a compound that generates carboxylic acid by the action of light can obtain a pattern by the following method.
After apply | coating the solution of the said photosensitive resin composition on a board | substrate, it heats and dries and obtains a coating film. At that time, it is possible to adjust the decomposition rate of the hemiacetal ester bond of the polyimide precursor by appropriately setting the heating conditions. At this time, the optimal decomposition rate for pattern formation varies depending on the chemical structure of the main chain skeleton of the polyimide precursor, but the dissolution rate of the coating film of the polyimide precursor alone in the developer is 0.1 nm / s to 100 nm / When the decomposition rate is set in the range of s, preferably in the range of 0.5 nm / s to 50 nm / s, more preferably in the range of 1 nm / s to 20 nm / s, a good pattern can be obtained.
The polyimide precursor film in which a part (or all) of the hemiacetal ester bond formed on the substrate is decomposed to become a carboxyl group is passed through a mask on which a pattern of a desired shape is drawn. By performing exposure, carboxylic acid can be generated only in the exposed portion. Here, the compound that generates carboxylic acid by the action of light has the function of generating carboxylic acid and increasing the solubility of the light irradiated part in the basic solution, and the basicity of the polyimide precursor in the light irradiated part. It works to promote dissolution in solution.
Thus, since the solubility with respect to a basic solution changes in an exposed part and an unexposed part, the positive pattern which an exposed part melt | dissolves and an unexposed part does not melt | dissolve can be obtained.

本発明の感光性樹脂組成物中の光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物としては、o−キノンジアジド基を有する化合物が好適に用いられる。o−キノンジアジド基を有する化合物は、露光前後の疎水性、親水性の変化が大きく、光の吸収帯が広く高感度である。また、多くの種類が市販されており、入手が容易である。
このようにして、ヘミアセタールエステル結合と光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物を組み合わせた本発明の感光性樹脂組成物は、感度が高く、低コストであるというメリットも有することができる。
As the compound that generates carboxylic acid by the action of light in the photosensitive resin composition of the present invention, a compound having an o-quinonediazide group is preferably used. A compound having an o-quinonediazide group has a large change in hydrophobicity and hydrophilicity before and after exposure, and has a wide light absorption band and high sensitivity. In addition, many types are commercially available and are easily available.
Thus, the photosensitive resin composition of the present invention, which combines a hemiacetal ester bond and a compound that generates carboxylic acid by the action of light, can also have the merit of high sensitivity and low cost.

本発明に用いられるカルボキシル基がヘミアセタールエステル化されたポリイミド前駆体は、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物を混合するだけで得られることから非常に安価に入手が可能である。さらに、このポリイミド前駆体とo−キノンジアジド基を有する化合物などの光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物を混合するという簡便な手法で感光性樹脂組成物を調整することが可能である。
さらには、適用できるポリイミド前駆体の選択範囲が広くその感光性樹脂組成物とそのイミド化物の特性を生かすことの出来る分野に広く応用される。
The polyimide precursor in which the carboxyl group used in the present invention is converted into a hemiacetal ester can be obtained at a very low cost because it is obtained simply by mixing a polyamic acid and a vinyl ether compound. Furthermore, it is possible to adjust the photosensitive resin composition by a simple method of mixing a compound that generates carboxylic acid by the action of light, such as a compound having a polyimide precursor and an o-quinonediazide group.
Furthermore, the selection range of the applicable polyimide precursor is wide, and it is widely applied to the field where the characteristics of the photosensitive resin composition and the imidized product can be utilized.

次に、本発明の感光性樹脂組成物に用いられる各成分を説明する。
本発明で用いられるポリイミド前駆体は、下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有する。
Next, each component used for the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated.
The polyimide precursor used in the present invention has a repeating unit represented by the following formula (1).

(式(1)中、Rは、4価の有機基、Rは、2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。) (In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and R 1 and R 2 that are repeated may be the same or different. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different, and repeated R 3 and R 4 are Each may be the same or different.)

(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基であり、Aは1価の有機基であり、繰り返されるA同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R、R、R、Aはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。) (In formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom, or a monovalent organic group, A is a monovalent organic group, and repeated A's are the same. R 5 , R 6 , R 7 and A may be bonded to each other to represent a cyclic structure.

式(1)において、一般に、Rは、テトラカルボン酸二無水物由来の構造であり、Rはジアミン由来の構造である。
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、
In the formula (1), generally, R 1 is a structure derived from tetracarboxylic dianhydride, and R 2 is a structure derived from diamine.
Examples of the acid dianhydride applicable to the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and cyclopentane tetracarboxylic dianhydride. , Pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 , 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) Ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane Dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane Anhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis [(3,4-dicarboxy ) Benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] Phenyl} propane dianhydride,

2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルプロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−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。
2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride Bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, 4,4′-bis [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,4′-bis [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis { 4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarbox ) Phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy ] Phenyl} sulfide dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexafulpropane dianhydride 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-propane dianhydride, 2,3,6,7- Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetra Carboxylic dianhydride, 3,4,9,10 -Perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.

最終的に得られるポリイミド膜の耐熱性、線熱膨張係数や、前駆体への保護反応の反応性などの観点から好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物は、芳香族テトラカルボン酸二無水物であることが好ましく、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、メロファン酸二無水物、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、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,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、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、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物が挙げられる。
なかでも、ヘミアセタールエステル結合の安定性の観点から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−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)エーテル二無水物が特に好ましい。
The tetracarboxylic dianhydride preferably used from the viewpoints of the heat resistance, linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide film and the reactivity of the protective reaction to the precursor is an aromatic tetracarboxylic dianhydride. It is preferable that there are particularly preferred tetracarboxylic dianhydrides, such as pyromellitic dianhydride, merophanic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3. ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,2 ', 3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1 , 1 1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride and bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride.
Among these, from the viewpoint of the stability of the hemiacetal ester bond, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride are particularly preferred.

併用する酸二無水物としてフッ素が導入された酸二無水物や、脂環骨格を有する酸二無水物を用いると、ポリイミド前駆体の透明性が向上する。また、ピロメリット酸二無水物、メロファン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−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ので好ましい。なかでも、ヘミアセタールエステル結合の安定性の観点から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、が特に好ましい。   When an acid dianhydride into which fluorine is introduced or an acid dianhydride having an alicyclic skeleton is used as the acid dianhydride to be used in combination, the transparency of the polyimide precursor is improved. In addition, pyromellitic dianhydride, merophanic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride When rigid acid dianhydrides such as 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride are used, it is finally obtained. Since the linear thermal expansion coefficient of the polyimide obtained becomes small, it is preferable. Among these, from the viewpoint of the stability of the hemiacetal ester bond, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is particularly preferred.

酸二無水物として脂環骨格を有する場合、ポリイミド前駆体の透明性が向上するため、高感度の感光性樹脂組成物となる。さらに、ヘミアセタールエステル結合を形成する反応の際に加熱や触媒が必要となる場合があるが、安定性の比較的高いヘミアセタールエステル結合を形成することが可能であるので保存安定性を重視する場合は好ましい。   When the acid dianhydride has an alicyclic skeleton, the transparency of the polyimide precursor is improved, so that a highly sensitive photosensitive resin composition is obtained. Furthermore, heating or a catalyst may be required in the reaction for forming the hemiacetal ester bond, but since it is possible to form a hemiacetal ester bond having a relatively high stability, emphasis is placed on storage stability. The case is preferred.

一方、芳香族のテトラカルボン酸二無水物を用いた場合、耐熱性に優れ、低線熱膨張係数を示す感光性樹脂組成物となる。さらにヘミアセタールエステル結合を形成する反応が室温で進行するため、非常に容易に目的のポリイミド前駆体を得ることが出来る。さらに、より低温で分解するため、イミド化後の膜に分解物が残りにくいというメリットがある。従って、本発明の感光性樹脂組成物においては、前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(3)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 On the other hand, when aromatic tetracarboxylic dianhydride is used, it becomes the photosensitive resin composition which is excellent in heat resistance and shows a low linear thermal expansion coefficient. Furthermore, since the reaction for forming a hemiacetal ester bond proceeds at room temperature, the target polyimide precursor can be obtained very easily. Furthermore, since it decomposes at a lower temperature, there is an advantage that the decomposition product hardly remains in the film after imidization. Therefore, in the photosensitive resin composition of the present invention, in the polyimide precursor, 33 mol% or more of R 1 in the formula (1) is any structure represented by the following formula (3). It is preferable.

上記のような構造を有するポリアミック酸は、高耐熱、低線熱膨張率を示すポリイミドの前駆体であるばかりではなく、芳香族カルボン酸を有している為、室温でビニルエーテル化合物と反応し、ヘミアセタールエステル結合を生成することが可能である。さらには、上記のような芳香族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合は、脂肪族カルボン酸から得られるヘミアセタールエステル結合よりも、より低温の加熱により熱分解する為、イミド化時の加熱の際により速やかに分解し、最終的に得られるポリイミド中のビニルエーテル由来の分解物が少ない。その為、上記式(3)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、少なくとも前記式(1)中のRのうち33%以上含有すれば目的を達成できる。中でも上記式(3)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち50モル%以上であることが好ましく、更に、70モル%以上であることが好ましい。 The polyamic acid having the structure as described above is not only a polyimide precursor exhibiting high heat resistance and low linear thermal expansion coefficient, but also has an aromatic carboxylic acid, and thus reacts with a vinyl ether compound at room temperature. It is possible to generate hemiacetal ester bonds. Furthermore, the hemiacetal ester bond obtained from the aromatic carboxylic acid as described above is thermally decomposed by heating at a lower temperature than the hemiacetal ester bond obtained from the aliphatic carboxylic acid. There are few decomposition products derived from the vinyl ether in the polyimide finally decomposed quickly. Therefore, the closer the content of the structure represented by the above formula (3) is to 100 mol% of R 1 in the above formula (1), the easier it is to achieve the object of the present invention. The purpose can be achieved by containing 33% or more of R 1 in (1). Among them, the content of the structure represented by the above formula (3) is preferably 50 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more of R 1 in the formula (1).

一方、本発明のポリイミド前駆体に適用可能なジアミン成分も、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 diamine component applicable to the polyimide precursor of the present invention can be used alone or in combination of two or more diamines. The diamine component used is not limited, but p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diamino. Diphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4 '-Diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone,
3,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2,2-di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3 -Hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane , 1- ( 3-aminophenyl) -1- (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4- Bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1, 4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4 -Amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) L) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4- Bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2,6-bis (3-aminophenoxy) benzo Nitrile, 2,6-bis (3-aminophenoxy) pyridine, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3- Aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [ - (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide,

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

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

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

(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。R17及びR18は1価の有機基、又はハロゲン原子である。) (A is a natural number of 1 or more, and an amino group is bonded to a meta position or a para position with respect to a bond between benzene rings. R 17 and R 18 are a monovalent organic group or a halogen atom.)

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

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

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

また、前記ポリイミド前駆体においては、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が下記式(4)で表わされるいずれかの構造であることが好ましい。 Moreover, in the said polyimide precursor, it is preferable that 33 mol% or more among R < 2 > in said Formula (1) is one of the structures represented by following formula (4).

(R14は2価の有機基、酸素原子、硫黄原子、又はスルホン基であり、R15及びR16は1価の有機基、又はハロゲン原子である。) (R 14 is a divalent organic group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfone group, and R 15 and R 16 are a monovalent organic group or a halogen atom.)

上記のような構造を有する場合、最終的に得られるポリイミドの耐熱性が向上する。その為、前記式(1)中のRのうち100モル%に近ければ近いほど、本発明の目標を達成しやすくなるが、前記式(1)中のRのうち少なくとも33%以上含有すれば目的を達成できる。中でも上記式(4)で表わされる構造の含有量は前記式(1)中のRのうち50モル%以上であることが好ましく、更に、70モル%以上であることが好ましい。 When it has the above structure, the heat resistance of the polyimide finally obtained improves. Therefore, the closer to 100 mol% of R 2 in the formula (1), the easier it is to achieve the target of the present invention, but at least 33% of R 2 in the formula (1) is contained. You can achieve your purpose. Of these the content of the structure represented by the above formula (4) is preferably the at formula (1) 50 mol% or more of R 2 in, it is more preferably 70 mol% or more.

一方、式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に上記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(2)で表されるヘミアセタールエステル結合は、例えば以下のようなカルボキシル基とビニルエーテル化合物との反応により得ることができる。
On the other hand, in the formula (1), R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the above formula (2), and they may be the same or different, and repeat R 3 and R 4 may be the same or different.
The hemiacetal ester bond represented by the above formula (2) can be obtained by, for example, the following reaction between a carboxyl group and a vinyl ether compound.

つまり、ヘミアセタールエステル結合をカルボン酸とビニルエーテル化合物の付加反応により形成する場合、上記式(2)のR、R、R、及びAはビニルエーテル化合物の構造によって決まる。上記式(2)で表される構造は、ジヒドロピラン等環状ビニルエーテル化合物(ビニルエーテル自身が環の一部となっている化合物)を用いて形成しても良いがこの場合には反応性が悪く、反応時間が長くなる一方、熱分解温度は比較的高くなる。そのため、非環状ビニルエーテル化合物と環状ビニルエーテル化合物を混合して用いると、熱分解温度が異なるヘミアセタールエステル結合を形成しやすいという利点がある。ここで環状ビニルエーテル化合物とはビニルエーテルのビニル結合自体が環構造の一部となっている3,4−ジヒドロ−2H−ピランのようなものである。たとえば、シクロヘキシルビニルエーテルや2−ビニロキシテトラヒドロピランなどは環構造を有しているがビニル基が環構造の一部となっていない為、非環状ビニルエーテルとなる。 That is, when a hemiacetal ester bond is formed by an addition reaction between a carboxylic acid and a vinyl ether compound, R 5 , R 6 , R 7 and A in the above formula (2) are determined by the structure of the vinyl ether compound. The structure represented by the above formula (2) may be formed using a cyclic vinyl ether compound such as dihydropyran (a compound in which vinyl ether itself is part of the ring), but in this case, the reactivity is poor, While the reaction time is increased, the thermal decomposition temperature is relatively high. Therefore, when a non-cyclic vinyl ether compound and a cyclic vinyl ether compound are mixed and used, there is an advantage that hemiacetal ester bonds having different thermal decomposition temperatures are easily formed. Here, the cyclic vinyl ether compound is a compound such as 3,4-dihydro-2H-pyran in which the vinyl bond itself of vinyl ether is part of the ring structure. For example, cyclohexyl vinyl ether, 2-vinyloxytetrahydropyran, and the like have a ring structure, but a vinyl group is not part of the ring structure, and thus becomes an acyclic vinyl ether.

、R、Rは、水素、または、置換または無置換のアルキル基、アリル基、アリール基が好ましい。特に原料入手の容易性から、水素であることが好ましい。また、1級、2級、3級のアミノ基や、水酸基などの活性水素を有する置換基は含まないことが好ましい。
この場合の活性水素を有する置換基とは、ヘミアセタールエステル結合と交換反応可能な置換基を示し、具体的には水酸基、1級アミノ基、2級アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる(化学辞典 東京化学同人)。
R 5 , R 6 and R 7 are preferably hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group, allyl group or aryl group. In particular, hydrogen is preferable because of easy availability of raw materials. Moreover, it is preferable that the substituent which has active hydrogens, such as a primary, secondary, tertiary amino group, and a hydroxyl group, is not included.
The substituent having active hydrogen in this case is a substituent that can exchange with a hemiacetal ester bond, and specifically includes a hydroxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. (Chemical Dictionary Tokyo Chemical Doujin)

上記式(2)中のAは、炭素数が1以上の1価の有機基である。Aは、炭化水素骨格を有する基が例示される。それらは、ヘテロ原子等の炭化水素以外の結合や置換基を含んでいてもよいし、そのようなヘテロ原子の部分が芳香環に組み込まれて複素環となっていても良い。炭化水素骨格を有する基としては、例えば、直鎖又は分岐鎖或いは脂環式の飽和又は不飽和炭化水素基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、又は、フェニル、ナフチル等の芳香族基、さらには、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有する基(例えば、−(R−O)n−R’、ここでR及びR’は置換又は無置換の飽和又は不飽和炭化水素、nは1以上の整数;−R”−(O−R”’)m、ここでR”及びR”’は置換又は無置換の飽和又は不飽和炭化水素、mは1以上の整数、−(O−R”’)mはR”の末端とは異なる炭素に結合している;などが挙げられる。)、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にチオエーテル結合を含有する基、直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格上にハロゲン原子、シアノ基、シリル基、ニトロ基、アセチル基、アセトキシ基、スルホン基等のヘテロ原子又はヘテロ原子を含有する基が結合してなるさまざまな基が挙げられる。   A in the above formula (2) is a monovalent organic group having 1 or more carbon atoms. A is exemplified by a group having a hydrocarbon skeleton. They may contain bonds or substituents other than hydrocarbons such as heteroatoms, or such heteroatoms may be incorporated into an aromatic ring to form a heterocycle. Examples of the group having a hydrocarbon skeleton include a linear or branched or alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, a linear or branched saturated or unsaturated halogenated alkyl group, or phenyl and naphthyl. And further a group containing an ether bond in a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton (for example,-(RO) n-R ', wherein R and R' Is a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated hydrocarbon, n is an integer greater than or equal to 1; -R "-(O-R" ') m, where R "and R"' are substituted or unsubstituted saturated or unsaturated Saturated hydrocarbon, m is an integer of 1 or more,-(O-R "') m is bonded to a carbon different from the terminal of R"; and the like), linear or branched saturated or A group containing a thioether bond in an unsaturated hydrocarbon skeleton, linear or branched saturated or unsaturated Examples include various groups formed by bonding a hetero atom or a group containing a hetero atom such as a halogen atom, a cyano group, a silyl group, a nitro group, an acetyl group, an acetoxy group, and a sulfone group on a sum hydrocarbon skeleton.

1級、2級、3級のアミノ基や、水酸基などの活性水素を有する置換基を含むと、ヘミアセタールエステル結合が分解しやすくなることから保存安定性が低下するので、上記式(2)のAは、活性水素を含有しないことが好ましい。
更に、上記式(2)のAは、反応性を有するエチレン性不飽和結合などの反応性基が含まれる場合には、保存安定性が悪くなる傾向がある。そのため、反応性を有する不飽和結合を含有する場合であっても少量であることが好ましく、上記式(2)のA中に反応性基を含有する繰り返し単位は、式(1)で表される全繰り返し単位中に35モル%以下であることが好ましい。一方、ヘミアセタールエステル結合が切断された後のAの分解物をポリイミド膜中に残存し難くする点からは、上記式(2)のAには反応性基は含有しないことが好ましい。なお、上記反応性基には、エチレン性不飽和結合のほか、グリシジル基やオキセタニル基、イソシアヌル基が含まれる。
When a primary, secondary, or tertiary amino group or a substituent having an active hydrogen such as a hydroxyl group is included, the hemiacetal ester bond is likely to be decomposed, so that the storage stability is lowered. Therefore, the above formula (2) It is preferable that A of this does not contain active hydrogen.
Furthermore, A in the above formula (2) tends to have poor storage stability when a reactive group such as an ethylenically unsaturated bond having reactivity is included. Therefore, even if it contains a reactive unsaturated bond, a small amount is preferable, and the repeating unit containing a reactive group in A of the above formula (2) is represented by the formula (1). It is preferable that it is 35 mol% or less in all the repeating units. On the other hand, from the viewpoint of making it difficult for the decomposition product of A after the hemiacetal ester bond is cleaved to remain in the polyimide film, it is preferable that A in the above formula (2) does not contain a reactive group. In addition to the ethylenically unsaturated bond, the reactive group includes a glycidyl group, an oxetanyl group, and an isocyanuric group.

上記式(2)のAは、特に基板への密着性や保存安定性、耐はじき性、分解物の揮発性の観点から、炭化水素骨格中にエーテル結合を含有することが好ましい。ポリオキシアルキレン骨格を含んでいても良い。ポリオキシアルキレン骨格を含む場合のオキシアルキレンの繰り返し数は15以下であることが分解物の揮発性の点から好ましい。   A in the formula (2) preferably contains an ether bond in the hydrocarbon skeleton from the viewpoints of adhesion to a substrate, storage stability, repellency, and volatility of decomposition products. It may contain a polyoxyalkylene skeleton. When the polyoxyalkylene skeleton is included, the number of repeating oxyalkylenes is preferably 15 or less from the viewpoint of the volatility of the decomposition product.

ヘミアセタールエステル結合は、加熱によりカルボン酸とその他の生成物に分解するが、その分解温度は、一般に上記式(2)中のAにおいて、酸素原子と結合する炭素が、3級炭素<2級炭素<1級炭素の置換基の順で高くなる。
一方、ヘミアセタールエステル結合を得るためのビニルエーテル化合物とカルボン酸の反応は、一般に上記式(2)中のAにおいて、酸素原子と結合する炭素が1級炭素<2級炭素<3級炭素の置換基の順で高い反応率を示す。
The hemiacetal ester bond is decomposed into carboxylic acid and other products by heating, and the decomposition temperature is generally such that in A in the above formula (2), the carbon bonded to the oxygen atom is tertiary carbon <secondary. It becomes higher in the order of the substituent of carbon <primary carbon.
On the other hand, the reaction between a vinyl ether compound and a carboxylic acid to obtain a hemiacetal ester bond is generally performed by substituting primary carbon <secondary carbon <tertiary carbon for the carbon bonded to the oxygen atom in A in the above formula (2). High reaction rate in the order of groups.

従って、上記式(2)のAにおいて、酸素原子と結合する炭素が1級炭素の場合、ポリイミド前駆体の安定性が高く、より長期の保存に耐えられる。さらには、成膜時などのプロセス中での加熱温度をより高く設定できるため、プロセス中での安定性が向上する。
上記式(2)のAにおいて、酸素原子と結合する炭素が3級炭素の場合、ポリイミド前駆体が若干不安定になるものの、より低温の加熱によりヘミアセタールエステル結合が分解する。その為、イミド化の為の加熱の過程でよりスムーズにヘミアセタールエステル結合の分解、及び、分解物の揮発が起こり、より短時間の加熱においても最終的に得られるポリイミド膜中の保護基由来の分解物の残存成分の量をより少なく、多くの場合は実質的にゼロにすることが出来る。また、短い反応時間でヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体を得たい場合には、Aは3級の置換基であることが好ましい。
上記式(2)のAにおいて、酸素原子と結合する炭素が2級炭素の場合、上記の1級炭素の場合と3級炭素の場合の間の特性を示し、ポリイミド前駆体の保存安定性、保護基の脱離性、及びヘミアセタールエステル結合への反応性のバランスの取れた感光性樹脂組成物とすることが可能である。
Therefore, in the case of A in the above formula (2), when the carbon bonded to the oxygen atom is primary carbon, the polyimide precursor has high stability and can withstand long-term storage. Furthermore, since the heating temperature during the process such as film formation can be set higher, the stability during the process is improved.
In A of the above formula (2), when the carbon bonded to the oxygen atom is tertiary carbon, the hemiacetal ester bond is decomposed by heating at a lower temperature, although the polyimide precursor becomes slightly unstable. Therefore, in the process of heating for imidization, the hemiacetal ester bond is more smoothly decomposed and the decomposed product is volatilized, and the protective group in the polyimide film finally obtained even in shorter time heating The amount of residual components of the decomposition product of the above can be reduced, and in many cases can be substantially zero. In addition, when it is desired to obtain a polyimide precursor having a hemiacetal ester bond in a short reaction time, A is preferably a tertiary substituent.
In A of the above formula (2), when the carbon bonded to the oxygen atom is a secondary carbon, it exhibits the characteristics between the case of the primary carbon and the case of the tertiary carbon, and the storage stability of the polyimide precursor, It is possible to provide a photosensitive resin composition having a balance between the detachability of the protecting group and the reactivity to the hemiacetal ester bond.

前記式(2)中のAは、炭素数が1〜30であることが、分解物の揮発性の点から好ましく、炭素数が2〜15であることが更に好ましい。   A in Formula (2) preferably has 1 to 30 carbon atoms in view of the volatility of the decomposition product, and more preferably 2 to 15 carbon atoms.

前記式(2)中のAの構造においては、エーテル結合を含有する炭素数1〜30の1価の有機基であることが好ましく、更に、活性水素を含有せず、エーテル結合を含有する炭素数1〜30の1価の有機基であることが好ましい。   In the structure of A in the above formula (2), it is preferably a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms containing an ether bond, and further contains no active hydrogen but carbon containing an ether bond. A monovalent organic group having a number of 1 to 30 is preferable.

前記式(2)中のAとしては特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、エチニル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、シクロヘキシロキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ブトキシプロピル基、シクロヘキシロキシプロピル基、2−テトラヒドロピラニル基、等が挙げられる。また、前記式(2)おいてAとRが連結した構造として、RやRに相当する置換基が2-テトラヒドロピラニル基となったものなどが挙げられる。 A in the formula (2) is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an ethynyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, Cyclohexylmethyl group, methoxyethyl group, ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, cyclohexyloxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxypropyl group, propoxypropyl group, butoxypropyl group, cyclohexyloxypropyl group, 2-tetrahydropyrani And the like. Examples of the structure in which A and R 5 are linked in the formula (2) include those in which the substituents corresponding to R 3 and R 4 are 2-tetrahydropyranyl groups.

また、前記式(2)中のAとして2種以上の化学構造を有するものを適宜組み合わせて混合体としても良い。このようにすることで、加熱によるヘミアセタールエステル結合の分解率の制御をより安定的に行うことが可能となる。すなわち、保護部位の化学構造によりヘミアセタールエステル結合の分解温度が異なることから、ポリイミド前駆体が複数種類の保護部位を有していた場合、より低温で分解する保護部位の化学構造に対応した温度で加熱する事によって、保護部位の分解率をその保護部位の導入率に対応した形で段階的に制御することが可能となる。   Moreover, it is good also as a mixture by combining suitably what has 2 or more types of chemical structures as A in said Formula (2). By doing in this way, it becomes possible to control the decomposition rate of the hemiacetal ester bond by heating more stably. That is, since the decomposition temperature of the hemiacetal ester bond varies depending on the chemical structure of the protected site, when the polyimide precursor has multiple types of protected sites, the temperature corresponding to the chemical structure of the protected site that decomposes at a lower temperature It is possible to control the decomposition rate of the protected site stepwise in a manner corresponding to the rate of introduction of the protected site.

先に述べたように、耐熱性の高い保護部位と低い保護部位を組み合わせた場合、耐熱性の高い保護部位の分解温度より低い温度であって、耐熱性の低い保護部位の分解温度以上の温度で加熱することにより、耐熱性の低い保護部位のみを選択的に分解することが可能となる。言い換えれば、同じ条件で加熱したときにおける分解率の差が大きい条件で加熱を行うことで、耐熱性の低い保護部位のみを選択的に分解することができる。従って、2種以上の保護部位を組み合わせる場合、すなわち式(2)中のAが2種以上の有機基を含む場合、例えば、同一加熱条件における少なくとも2種のヘミアセタール結合の分解率の差が、30%以上であるように選択することが好ましく、50%以上であるように選択することがさらに好ましく、70%以上であるように選択することがより好ましい。
上記の加熱条件は、ポリイミド前駆体の1wt%重DMSO溶液をNMRチューブ中で加熱した場合や、厚み800μmの無アルカリガラス上に塗布し、ホットプレートによって加熱した場合などが例示され、分解率の測定方法は、NMRによるヘミアセタールエステル結合由来の水素のピークと芳香環やアミド基の水素のピークの積分比や、IRスペクトルによる、ビニルエーテル由来のピークの積分比などから求められる。
As described above, when a protective site with high heat resistance is combined with a low protective site, the temperature is lower than the decomposition temperature of the protective site with high heat resistance and higher than the decomposition temperature of the protective site with low heat resistance. It is possible to selectively decompose only the protected sites with low heat resistance by heating with. In other words, by performing heating under conditions where the difference in decomposition rate when heated under the same conditions is large, it is possible to selectively decompose only protected sites with low heat resistance. Therefore, when combining two or more kinds of protected sites, that is, when A in the formula (2) contains two or more kinds of organic groups, for example, there is a difference in the decomposition rate of at least two kinds of hemiacetal bonds under the same heating conditions. , 30% or more is preferably selected, more preferably 50% or more, and even more preferably 70% or more.
Examples of the heating conditions include a case where a 1 wt% heavy DMSO solution of a polyimide precursor is heated in an NMR tube, a case where the polyimide precursor is applied on an alkali-free glass having a thickness of 800 μm, and heated by a hot plate. The measuring method is determined from the integration ratio of the hydrogen peak derived from the hemiacetal ester bond by NMR and the hydrogen peak of the aromatic ring or amide group, the integration ratio of the peak derived from vinyl ether by IR spectrum, or the like.

このように、耐熱性の高い保護部位と低い保護部位を組み合わせた場合、耐熱性の低い保護部位の導入率によって、加熱後のカルボキシル基の割合を制御することが可能となる。ポリイミド前駆体においてカルボキシル基の割合は、塩基性溶液に対する溶解速度を決める重要な要因のひとつであり、再現性良くカルボキシル基の割合を制御できることで、良好なパターンを安定的に得られる為、実用性が向上する。   In this way, when a protective site with high heat resistance and a low protective site are combined, the ratio of carboxyl groups after heating can be controlled by the introduction rate of the protective sites with low heat resistance. In the polyimide precursor, the proportion of carboxyl groups is one of the important factors that determine the dissolution rate in basic solutions, and because the proportion of carboxyl groups can be controlled with good reproducibility, a good pattern can be stably obtained, making it practical. Improves.

前記式(2)中のAにおいて酸素原子と結合している炭素原子が、第1級炭素原子である有機基群をA1、第2級炭素原子である有機基群をA2、第3級炭素原子である有機基群をA3としたときに、Aが、A1とA2、A1とA3、A2とA3、又はA1とA2とA3からそれぞれ1種以上ずつ組み合わせた2種以上の有機基を含む混合体としてもよい。このように、Aとして炭素の級数が異なるものを2種以上含む場合には、原料のビニルエーテル化合物の反応性の違いや、ヘミアセタールエステル結合の熱分解温度の違いが比較的大きくなる。その結果、異なる2種以上のヘミアセタールエステル結合の導入比率の制御をより安定的に行いやすい。また、加熱によるヘミアセタールエステル結合の分解率の制御をより安定的に行うことが可能となる。   In A in the formula (2), the organic group group in which the carbon atom bonded to the oxygen atom in A is a primary carbon atom is A1, the organic group group in which the carbon atom is a secondary carbon atom is A2, and the tertiary carbon atom When A3 represents an organic group group that is an atom, A includes two or more organic groups obtained by combining one or more of A1 and A2, A1 and A3, A2 and A3, or A1, A2, and A3. It is good also as a mixture. Thus, when two or more types having different carbon series are included as A, the difference in the reactivity of the starting vinyl ether compound and the difference in the thermal decomposition temperature of the hemiacetal ester bond become relatively large. As a result, the introduction ratio of two or more different hemiacetal ester bonds can be controlled more stably. Moreover, it becomes possible to control the decomposition rate of the hemiacetal ester bond by heating more stably.

前述のように、一般にAの酸素原子と結合する炭素が1級(A1)の場合は熱安定性が高く、2級(A2)、3級(A3)の順で熱安定性が低くなる。従って、例えば、1級(A1)と2級(A2)及び/又は3級(A3)との組み合わせとなるように保護部位を組み合わせることによって、加熱による選択的な保護部位の分解が可能となり、より安定的なパターン形成が出来るようになる。   As described above, generally, when the carbon bonded to the oxygen atom of A is primary (A1), the thermal stability is high, and the thermal stability decreases in the order of secondary (A2) and tertiary (A3). Therefore, for example, by combining the protective sites so as to be a combination of the first grade (A1) and the second grade (A2) and / or the third grade (A3), it becomes possible to selectively decompose the protected sites by heating, A more stable pattern can be formed.

しかしながら、ヘミアセタール結合の分解温度の差が適宜得られるように構造を選択すれば、前記式(2)中のAは、A1同士、A2同士、又はA3同士から2種以上選択して組み合わせても良い。
Aにおいて酸素原子と結合している炭素原子が第1級炭素原子である有機基群A1は、例えば下記式(6−1)及び式(6−1’)で表される有機基を含み、第2級炭素原子である有機基群A2は、例えば下記式(6−2)で表される有機基を含み、第3級炭素原子である有機基群A3は、例えば下記式(6−3)で表される有機基を含む。
However, if the structure is selected so that the difference in the decomposition temperature of the hemiacetal bond can be appropriately obtained, A in the formula (2) is selected from A1, A2 or A3, and combined. Also good.
The organic group A1 in which the carbon atom bonded to the oxygen atom in A is a primary carbon atom includes, for example, organic groups represented by the following formulas (6-1) and (6-1 ′), The organic group A2 which is a secondary carbon atom includes an organic group represented by the following formula (6-2), for example, and the organic group A3 which is a tertiary carbon atom is represented by the following formula (6-3), for example. ) Is included.

(式(6−1)〜(6−3)中、R、R、R10、R11、R12、及びR13は1価の有機基であり、Xはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、アルキルチオ基、置換基を有しても良いフェニルチオ基、又はアルコキシ基である。R、及びXはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良く、R、R10及びXはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良く、R11、R12、及びR13はそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。) (In the formulas (6-1) to (6-3), R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are monovalent organic groups, and X is independently hydrogen, halogen, An atom, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, an optionally substituted benzoyloxy group, an alkylthio group, an optionally substituted phenylthio group, or an alkoxy group, wherein R 8 and X are bonded to each other; R 9 , R 10 and X may be bonded to each other to indicate a cyclic structure, and R 11 , R 12 and R 13 are bonded to each other to form a cyclic structure. May be shown.)

上記式(6−1)〜(6−3)において、R、R、R10、R11、R12、及びR13は1価の有機基であり、炭素原子により式(6−1)〜(6−3)中の炭素原子と結合している。R、R、R10、R11、R12、及びR13は、炭化水素骨格を有する基が例示される。それらは、ヘテロ原子等の炭化水素以外の結合や置換基を含んでいてもよいし、そのようなヘテロ原子の部分が芳香環に組み込まれて複素環となっていても良い。炭化水素骨格を有する基としては、上記Aで挙げたものと同様のものが挙げられる。 In the above formulas (6-1) to (6-3), R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are monovalent organic groups. To carbon atoms in (6-3). Examples of R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 include groups having a hydrocarbon skeleton. They may contain bonds or substituents other than hydrocarbons such as heteroatoms, or such heteroatoms may be incorporated into an aromatic ring to form a heterocycle. Examples of the group having a hydrocarbon skeleton include the same groups as those described in A above.

また、R及びR10がそれぞれ互いに結合して環状構造を示している例としては、シクロヘキシル基などが挙げられ、R11、R12、及びR13もそれぞれ互いに結合して環状構造を示している例としては、アダマンチル基などが挙げられる。 Examples of R 9 and R 10 that are bonded to each other to show a cyclic structure include a cyclohexyl group, and R 11 , R 12 , and R 13 are also bonded to each other to show a cyclic structure. Examples thereof include an adamantyl group.

一方、上記式(6−1)〜(6−3)において、Xはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、置換基を有してもよいベンゾイルオキシ基、アルキルチオ基、置換基を有しても良いフェニルチオ基、又はアルコキシ基である。アルコキシカルボニル基(−COOR)、アシルオキシ基(−OCOR)、アルコキシ基(−OR)に結合した炭化水素基としては、直鎖又は分岐鎖或いは脂環式の飽和又は不飽和炭化水素基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、前記式(2)のAが2−テトラヒドロピラニル基となるように、上記Rと互いに結合して環状エーテル構造を示していても良い。
原料入手の容易性からは、上記式(6−1)〜(6−3)のXはそれぞれ水素又はアルコキシ基であることが好ましい。
On the other hand, in the above formulas (6-1) to (6-3), X is independently hydrogen, halogen atom, alkoxycarbonyl group, acyloxy group, benzoyloxy group which may have a substituent, alkylthio group, substituted A phenylthio group which may have a group, or an alkoxy group. Examples of the hydrocarbon group bonded to the alkoxycarbonyl group (—COOR), acyloxy group (—OCOR), and alkoxy group (—OR) include a linear, branched, or alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group. . As the alkoxy group, for example, the above R 8 may be bonded to each other to show a cyclic ether structure so that A in the formula (2) becomes a 2-tetrahydropyranyl group.
From the viewpoint of easy availability of raw materials, X in the above formulas (6-1) to (6-3) is preferably hydrogen or an alkoxy group.

また、2種以上の化学構造を有する保護部位を導入したポリイミド前駆体は、2種以上の化学構造を有するビニルエーテルとポリアミック酸とを段階的に、または一度に反応させることによって合成することが出来る。   Moreover, the polyimide precursor which introduce | transduced the protection site | part which has 2 or more types of chemical structures can be synthesize | combined by making the vinyl ether and polyamic acid which have 2 or more types of chemical structures react stepwise or at once. .

本発明の感光性樹脂組成物中に含まれるポリイミド前駆体を製造する方法としては、例えば、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し、それにビニルエーテル化合物を反応させる方法などが挙げられるがこれに限定されない。テトラカルボン酸に2等量のビニルエーテル化合物を反応させ、ジカルボキシジヘミアセタールエステル化合物をとした後、ジアミンと脱水縮合反応によってポリマー化しても良い。この他にも従来公知の手法を適用することができる。   Examples of the method for producing the polyimide precursor contained in the photosensitive resin composition of the present invention include a method in which a polyamic acid as a precursor is synthesized from an acid dianhydride and a diamine, and a vinyl ether compound is reacted therewith. Although it is mentioned, it is not limited to this. Tetracarboxylic acid may be reacted with 2 equivalents of a vinyl ether compound to obtain a dicarboxydihemiacetal ester compound, and then polymerized by a dehydration condensation reaction with diamine. In addition, a conventionally known method can be applied.

上記ポリイミド前駆体は、一般に、ポリアミック酸とビニルエーテル化合物から得られるが、発明者の検討結果によれば、その反応は、アミノ基や水酸基などの活性水素を有している溶媒中や、アミノ基や水酸基などの活性水素を有している化合物と共存下ではヘミアセタールエステル結合を得る収率が低い傾向があった。また、骨格中にニトロ基以外の形で窒素原子を含有する溶媒を用いた際も収率が低くなったことから、骨格中にニトロ基以外の形で窒素原子を含有する溶媒を含む場合も好ましくない。   The polyimide precursor is generally obtained from a polyamic acid and a vinyl ether compound, but according to the results of studies by the inventors, the reaction is carried out in a solvent having an active hydrogen such as an amino group or a hydroxyl group, or an amino group. In the presence of a compound having an active hydrogen such as a hydroxyl group, the yield of obtaining a hemiacetal ester bond tended to be low. In addition, when using a solvent containing a nitrogen atom in a form other than a nitro group in the skeleton, the yield was low, so the case where the skeleton contains a solvent containing a nitrogen atom in a form other than a nitro group may also be included. It is not preferable.

一般に低線熱膨張係数を示すポリイミドは、芳香族ポリイミドである場合が多く、その前駆体である芳香族ポリアミック酸は、N−メチルピロリドンやジメチルアセトアミドのような窒素原子を含有するアミド系溶媒には高い溶解度を示すが、非アミド系溶媒のような窒素原子を含有しない溶媒には溶解性が低い場合が多い。特に、低膨張性を実現できる、Rが上記式(3)で表わされるいずれかの構造であり、且つRが上記式(5)で表わされるいずれかの構造であるような芳香族ポリアミック酸は、ラクトン類やスルホキシド類のような非アミド系溶媒には完全に溶解しない。ここで完全に溶解しないとは、反応時や塗膜形成時に必要な濃度、例えば23℃で溶媒中16.5重量%の濃度でポリアミック酸が完全に溶解できない状態をいう。 In general, a polyimide having a low linear thermal expansion coefficient is often an aromatic polyimide, and an aromatic polyamic acid that is a precursor thereof is an amide solvent containing a nitrogen atom such as N-methylpyrrolidone or dimethylacetamide. Shows high solubility, but is often poorly soluble in solvents that do not contain nitrogen atoms, such as non-amide solvents. In particular, an aromatic polyamic that can realize low expansion, R 1 is any structure represented by the above formula (3), and R 2 is any structure represented by the above formula (5) Acids are not completely soluble in non-amide solvents such as lactones and sulfoxides. Here, the term “not completely dissolved” means that the polyamic acid cannot be completely dissolved at a concentration required for the reaction or coating formation, for example, 16.5% by weight in a solvent at 23 ° C.

しかし、本発明に用いられるヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体は、カルボキシル基がヘミアセタールエステル化されることによって、溶解性が向上し非アミド系溶媒のような窒素原子を含有しない溶媒に対しても高い溶解性を示す。
その為、上記のポリアミック酸とビニルエーテル化合物との反応は窒素原子を含有しない溶媒で行うと反応効率が良好となるが、その場合は、当初、上述のように線膨張係数が低いポリイミドを達成するポリアミック酸は完全には溶けていない場合が多い。しかし、本発明においては、ポリアミック酸の反応の進行とともにポリイミド前駆体が反応溶媒に溶解し、最終的には完全に溶解した為、定量的に目的物を得られた。
However, the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond used in the present invention is improved in solubility due to the carboxyl group being converted into a hemiacetal ester, and is not compared with a solvent not containing a nitrogen atom such as a non-amide solvent. Even high solubility.
Therefore, when the reaction between the polyamic acid and the vinyl ether compound is performed in a solvent that does not contain a nitrogen atom, the reaction efficiency is improved. In that case, a polyimide having a low linear expansion coefficient is achieved at the beginning as described above. In many cases, polyamic acid is not completely dissolved. However, in the present invention, the polyimide precursor was dissolved in the reaction solvent with the progress of the reaction of the polyamic acid, and finally dissolved completely, so the target product was obtained quantitatively.

ポリアミック酸のカルボキシル基を100%へミアセタールエステル結合とした本発明のポリイミド前駆体を調製することが可能な点から、ポリアミック酸とビニルエーテルとの反応溶媒としては、窒素原子を含有しない溶媒の中でもラクトン類、スルホキシド類を用いることが好ましい。ラクトン類としては、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、δ−ヘキサノラクトンなどが挙げられ、スルホキシド類としては、ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどが挙げられる。ジメチルスルホキシドは、高い溶解性を有する一方で、酸化され難く変異原性も確認されており、溶媒としての安定性や安全性に課題があるため、中でもラクトン類が特に好ましい。   From the point that it is possible to prepare the polyimide precursor of the present invention in which the carboxyl group of polyamic acid has a 100% hemiacetal ester bond, the reaction solvent of polyamic acid and vinyl ether is a solvent that does not contain a nitrogen atom. Lactones and sulfoxides are preferably used. Examples of lactones include γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, ε-caprolactone, γ-hexanolactone, and δ-hexanolactone. Examples of sulfoxides include dimethyl sulfoxide, methyl ethyl sulfoxide, and diethyl. Examples thereof include sulfoxide. While dimethyl sulfoxide has high solubility, it is difficult to be oxidized and mutagenicity has been confirmed, and there are problems in stability and safety as a solvent. Therefore, lactones are particularly preferable.

また、ポリアミック酸のカルボキシル基を100%へミアセタールエステル結合とした本発明のポリイミド前駆体を調製することが可能な点から、ポリアミック酸とビニルエーテルの反応時の温度としては、5〜35℃が好ましく、更に10〜30℃が好ましい。これよりも反応温度が高い場合には、ヘミアセタールエステル結合の分解等の副反応が進行することから、100%へミアセタールエステル結合としたポリイミド前駆体を得られない傾向がある。
なお、本発明に用いられるポリイミド前駆体は、低沸点の非アミド系溶媒に対して高い溶解性を示すので、塗布などのプロセスにおいて操作性が向上する。
Moreover, from the point which can prepare the polyimide precursor of this invention which made the carboxyl group of polyamic acid 100% a hemiacetal ester bond, as temperature at the time of reaction of polyamic acid and vinyl ether, 5-35 degreeC is 10-30 degreeC is more preferable. When the reaction temperature is higher than this, side reactions such as decomposition of the hemiacetal ester bond proceed, and thus there is a tendency that a polyimide precursor having a 100% hemiacetal ester bond cannot be obtained.
In addition, since the polyimide precursor used for this invention shows high solubility with respect to a low boiling point non-amide type solvent, operativity improves in processes, such as application | coating.

ビニルエーテル化合物は、所望のへミアセタールエステル結合の構造に合わせて適宜選択して用いられる。例えば、上記A1を誘導する1級のビニルエーテル化合物としては具体的には、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、n−アミルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格を有するビニルエーテル化合物;シクロヘキシルメチルビニルエーテル、トリシクロデカニルメチルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルメチルビニルエーテル等の脂環式飽和炭化水素骨格を含有するビニルエーテル化合物;エチレングリコールメチルビニルエーテル、エチレングリコールエチルビニルエーテル、エチレングリコールプロピルビニルエーテル、エチレングリコールブチルビニルエーテル、ポリエチレングリコールメチルビニルエーテル、ポリエチレングリコールエチルビニルエーテル、ポリエチレングリコールプロピルビニルエーテル、ポリエチレングリコールブチルビニルエーテル、ポリエチレングリコールオクチルビニルエーテル、プロピレングリコールメチルビニルエーテル、プロピレングリコールエチルビニルエーテル、プロピレングリコールプロピルビニルエーテル、プロピレングリコールブチルビニルエーテル、ポリプロピレングリコールメチルビニルエーテル、ポリプロピレングリコールエチルビニルエーテル、ポリプロピレングリコールプロピルビニルエーテル、ポリプロピレングリコールブチルビニルエーテル、ポリプロピレングリコールオクチルビニルエーテル、ブチレングリコールメチルビニルエーテル、ブチレングリコールエチルビニルエーテル、ブチレングリコールプロピルビニルエーテル、ブチレングリコールブチルビニルエーテル、ポリブチレングリコールメチルビニルエーテル、ポリブチレングリコールエチルビニルエーテル、ポリブチレングリコールプロピルビニルエーテル、ポリブチレングリコールブチルビニルエーテル、ポリブチレングリコールオクチルビニルエーテル、2−ビニロキシテトラヒドロピラン等の直鎖、分岐鎖又は脂環式の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有するビニルエーテル類などが挙げられる。そのほかに、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン等の環状ビニルエーテル化合物が挙げられる。   The vinyl ether compound is appropriately selected and used according to the desired structure of the hemiacetal ester bond. For example, the primary vinyl ether compound for deriving A1 is specifically a linear or branched chain such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, n-amyl vinyl ether, octadecyl vinyl ether, etc. Vinyl ether compounds having a saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton; vinyl ether compounds having an alicyclic saturated hydrocarbon skeleton such as cyclohexyl methyl vinyl ether, tricyclodecanyl methyl vinyl ether, pentacyclopentadecanyl methyl vinyl ether; ethylene glycol methyl vinyl ether , Ethylene glycol ethyl vinyl ether, ethylene glycol propyl vinyl ether, ethylene glycol butyl vinyl ether, polyethylene glycol Vinyl ether, polyethylene glycol ethyl vinyl ether, polyethylene glycol propyl vinyl ether, polyethylene glycol butyl vinyl ether, polyethylene glycol octyl vinyl ether, propylene glycol methyl vinyl ether, propylene glycol ethyl vinyl ether, propylene glycol propyl vinyl ether, propylene glycol butyl vinyl ether, polypropylene glycol methyl vinyl ether, polypropylene glycol Ethyl vinyl ether, polypropylene glycol propyl vinyl ether, polypropylene glycol butyl vinyl ether, polypropylene glycol octyl vinyl ether, butylene glycol methyl vinyl ether, butylene glycol ethyl Vinyl ether, butylene glycol propyl vinyl ether, butylene glycol butyl vinyl ether, polybutylene glycol methyl vinyl ether, polybutylene glycol ethyl vinyl ether, polybutylene glycol propyl vinyl ether, polybutylene glycol butyl vinyl ether, polybutylene glycol octyl vinyl ether, 2-vinyloxytetrahydropyran, etc. Examples thereof include vinyl ethers containing an ether bond in a linear, branched or alicyclic saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton. Other examples include cyclic vinyl ether compounds such as 3,4-dihydro-2H-pyran.

上記A2を誘導する2級のビニルエーテル化合物としては、例えば具体的には、イソプロピルビニルエーテル、sec−ブチルビニルエーテル、sec−ペンチルビニルエーテル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格を有するビニルエーテル化合物;シクロヘキシルビニルエーテル、トリシクロデカニルビニルエーテル、ペンタシクロペンタデカニルビニルエーテル等の脂環式飽和炭化水素骨格を含有するビニルエーテル化合物;1−メトキシエチルビニルエーテル、1−エトキシエチルビニルエーテル、1−メチル-2−メトキシエチルビニルエーテル、1−メチル-2−エトキシエチルビニルエーテル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有するビニルエーテル類などが挙げられる。   Specific examples of the secondary vinyl ether compound for deriving A2 include vinyl ethers having a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton such as isopropyl vinyl ether, sec-butyl vinyl ether, sec-pentyl vinyl ether and the like. Compound: Vinyl ether compound containing an alicyclic saturated hydrocarbon skeleton such as cyclohexyl vinyl ether, tricyclodecanyl vinyl ether, pentacyclopentadecanyl vinyl ether; 1-methoxyethyl vinyl ether, 1-ethoxyethyl vinyl ether, 1-methyl-2- Examples thereof include vinyl ethers containing an ether bond in a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton such as methoxyethyl vinyl ether and 1-methyl-2-ethoxyethyl vinyl ether.

上記A3を誘導する3級のビニルエーテル化合物としては、例えば具体的には、tert−ブチルビニルエーテル、tert−アミルビニルエーテル、等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格を有するビニルエーテル化合物;1−メチルシクロヘキシルビニルエーテル、1−アダマンチルビニルエーテル等の脂環式飽和炭化水素骨格を含有するビニルエーテル化合物;1,1−ジメチル−2−メトキシエチルビニルエーテル等の直鎖又は分岐鎖の飽和又は不飽和の炭化水素骨格中にエーテル結合を含有するビニルエーテル類などが挙げられる。
なお、上記1級、2級、及び3級のビニルエーテル化合物のうち、ポリオキシアルキレン残基を含む場合のオキシアルキレン残基の繰り返し数は、15以下となることが分解後の揮発性の点から好ましい。
Specific examples of the tertiary vinyl ether compound for deriving A3 include a vinyl ether compound having a linear or branched saturated or unsaturated hydrocarbon skeleton, such as tert-butyl vinyl ether and tert-amyl vinyl ether; Vinyl ether compounds containing an alicyclic saturated hydrocarbon skeleton such as 1-methylcyclohexyl vinyl ether and 1-adamantyl vinyl ether; linear or branched saturated or unsaturated carbonization such as 1,1-dimethyl-2-methoxyethyl vinyl ether Examples thereof include vinyl ethers containing an ether bond in the hydrogen skeleton.
Of the primary, secondary, and tertiary vinyl ether compounds, the number of repeating oxyalkylene residues in the case of including a polyoxyalkylene residue is 15 or less from the viewpoint of volatility after decomposition. preferable.

また、本発明の感光性樹脂組成物中に含まれるポリイミド前駆体は、活性水素を含まなければ、ポリイミド前駆体、及び、または、ポリベンゾオキサゾール前駆体などの高分子の繰り返し単位と上記式(1)で示される繰り返し単位が混在していてもよい。しかし、良好なパターンを形成するためには、上記式(1)の繰り返し単位は、ポリイミド前駆体の全繰り返し単位中に少なくとも25モル%以上含むことが好ましく、更に50モル%以上、より更に70モル%以上、特に90モル%以上含むことが好ましい。
活性水素を含まないポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、その他高分子化合物の例としては、ポリアミド酸エステルの繰り返し単位、ポリアミドフェノールエステルの繰り返し単位、ポリアミドフェノールエーテルの繰り返し単位、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレン、ポリエステルなどが挙げられる。
Moreover, if the polyimide precursor contained in the photosensitive resin composition of the present invention does not contain active hydrogen, a polymer repeating unit such as a polyimide precursor and / or a polybenzoxazole precursor and the above formula ( The repeating unit represented by 1) may be mixed. However, in order to form a good pattern, the repeating unit of the above formula (1) is preferably contained in at least 25 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and further 70 in the total repeating unit of the polyimide precursor. It is preferable to contain more than mol%, especially 90 mol% or more.
Examples of polyimide precursors that do not contain active hydrogen, polybenzoxazole precursors, and other polymer compounds include polyamic acid ester repeating units, polyamide phenol ester repeating units, polyamide phenol ether repeating units, polyphenylene ether, polyphenylene, Examples include polyester.

また、本発明のポリイミド前駆体においては、ポリマーの末端が、活性水素を含まない構造または酸無水物基で末端封止されていることが、保存安定性の点から好ましい。
酸無水物基、または活性水素を含まない構造で末端封止する方法としては、例えば、アミン末端のポリイミド前駆体の場合は、無水酢酸でアミド化する方法や、フタル酸無水物や2,3−ナフタル酸無水物などの酸無水物で末端をアミック酸とする方法などが挙げられる。
末端が、芳香族カルボン酸であれば活性水素を持っていても、室温でビニルエーテルと反応しヘミアセタールエステル化されるので、この場合は、保存安定性を低下させない。
Moreover, in the polyimide precursor of this invention, it is preferable from the point of storage stability that the terminal of a polymer is end-capped with the structure or acid anhydride group which does not contain active hydrogen.
As a method of end-capping with a structure not containing an acid anhydride group or active hydrogen, for example, in the case of an amine-terminated polyimide precursor, a method of amidation with acetic anhydride, phthalic anhydride or a few -The method of making an terminal an amic acid with acid anhydrides, such as a naphthalic anhydride, etc. are mentioned.
If the terminal is an aromatic carboxylic acid, even if it has active hydrogen, it reacts with vinyl ether at room temperature to form a hemiacetal ester, and in this case, storage stability is not lowered.

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

ポリイミド前駆体の重量平均分子量または、数平均分子量のいずれかは、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、7,000〜100,000の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量または、数平均分子量のいずれかが3,000未満であると、塗膜又はフィルムとした場合に十分な強度が得られにくい。また、加熱処理等を施しポリイミドとした際の膜の強度も低くなる。一方、重量平均分子量または、数平均分子量のいずれかが1,000,000を超えると粘度が上昇し、溶解性も落ちてくるため、表面が平滑で膜厚が均一な塗膜又はフィルムが得られにくい。
ここで用いている重量平均分子量とは、公知の手法により得られる分子量であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値が例示され、数平均分子量は1H-NMRスペクトルから求めた末端部の繰り返し単位由来のピークと非末端部の繰り返し単位由来のピークの積分比から求める方法などが例示される。
Either the weight average molecular weight or the number average molecular weight of the polyimide precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, and in the range of 5,000 to 500,000, depending on the use. It is more preferable that it is in the range of 7,000 to 100,000. When either the weight average molecular weight or the number average molecular weight is less than 3,000, it is difficult to obtain sufficient strength when a coating film or film is formed. In addition, the strength of the film is reduced when heat treatment is performed to obtain polyimide. On the other hand, if either the weight average molecular weight or the number average molecular weight exceeds 1,000,000, the viscosity increases and the solubility decreases, so that a coating film or film having a smooth surface and a uniform film thickness is obtained. It's hard to be done.
The weight average molecular weight used here is a molecular weight obtained by a known method, exemplified by a value in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC), and the number average molecular weight is a terminal obtained from a 1 H-NMR spectrum. Examples thereof include a method of determining from an integration ratio of a peak derived from a repeating unit of a part and a peak derived from a repeating unit of a non-terminal part.

本発明に係る感光性樹脂組成物において、上記ポリイミド前駆体は、別々に合成した2種以上のポリイミド前駆体をブレンドしてもよい。その目的に応じて、1級のビニルエーテル化合物を用いて合成されたポリイミド前駆体、2級のビニルエーテル化合物を用いて合成されたポリイミド前駆体、3級のビニルエーテル化合物を用いて合成されたポリイミド前駆体を適宜混合して用いても良い。
本発明に係る感光性樹脂組成物において、上記ポリイミド前駆体の固形分は、得られるパターンの膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、溶剤を含む感光性樹脂組成物全体中に、0.1重量%〜80重量%であることが好ましく、0.5重量%〜50重量%であることがさらに好ましい。固形分濃度が0.1重量%よりも小さい場合は、得られる塗膜の膜厚が薄く、表面に凹凸のある基板に対しての追従性が低下し、塗布むらが発生しやすい。一方、固形分濃度が80重量%より大きい場合は、粘度が大きくなり塗布途中での溶媒の揮発等による膜厚むらが発生しやすくなる。
また、本発明に係る感光性樹脂組成物において、上記ポリイミド前駆体の固形分は、得られるパターンの膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、感光性樹脂組成物中の溶剤と後述するビニルエーテル化合物を除いた固形分全体に対し、30重量%以上、50重量%以上含有することが好ましい。
In the photosensitive resin composition according to the present invention, the polyimide precursor may be blended with two or more kinds of polyimide precursors synthesized separately. Depending on the purpose, polyimide precursor synthesized using primary vinyl ether compound, polyimide precursor synthesized using secondary vinyl ether compound, polyimide precursor synthesized using tertiary vinyl ether compound May be used in combination as appropriate.
In the photosensitive resin composition according to the present invention, the solid content of the polyimide precursor is 0 in the entire photosensitive resin composition containing a solvent from the viewpoint of film physical properties of the pattern obtained, particularly film strength and heat resistance. It is preferably 1% by weight to 80% by weight, and more preferably 0.5% by weight to 50% by weight. When the solid content concentration is less than 0.1% by weight, the film thickness of the obtained coating film is thin, the followability with respect to the substrate having irregularities on the surface is lowered, and uneven coating tends to occur. On the other hand, when the solid content concentration is larger than 80% by weight, the viscosity increases and film thickness unevenness due to volatilization of the solvent during the coating tends to occur.
Moreover, in the photosensitive resin composition according to the present invention, the solid content of the polyimide precursor is described later with the solvent in the photosensitive resin composition from the viewpoint of film physical properties of the pattern obtained, particularly film strength and heat resistance. It is preferable to contain 30% by weight or more and 50% by weight or more based on the entire solid content excluding the vinyl ether compound.

本発明の感光性樹脂組成物は、必須の成分として光の作用によってカルボン酸を発生する化合物を含む。本発明における光の作用によってカルボン酸を発生する化合物としては、電磁波を吸収することにより分解してカルボン酸を発生するものであれば、公知のものを特に制限なく使用することができる。本発明に用いられる光の作用によってカルボン酸を発生する化合物としては、それ自体が電磁波の照射によって分解、または分子内転移等の反応がおこり、中性から酸性へ変化する化合物が好適に用いられる。光の作用によってカルボン酸を発生する化合物は、単独で使用しても2種以上混合して用いても良い。   The photosensitive resin composition of this invention contains the compound which generate | occur | produces carboxylic acid by the effect | action of light as an essential component. As the compound that generates carboxylic acid by the action of light in the present invention, known compounds can be used without particular limitation as long as they generate carboxylic acid by being decomposed by absorbing electromagnetic waves. As the compound that generates carboxylic acid by the action of light used in the present invention, a compound that itself is decomposed by irradiation with electromagnetic waves or undergoes a reaction such as intramolecular transfer and changes from neutral to acidic is preferably used. . The compounds that generate carboxylic acid by the action of light may be used alone or in combination of two or more.

光の作用によってカルボン酸を発生する化合物としては、o−キノンジアジド基を有する化合物を用いることが好ましい。o−キノンジアジド基を有する化合物は、露光前後における疎水性、親水性の差が大きく、大きな溶解性コントラストを得ることができる。また、高感度であり光の吸収帯が広いことから幅広い光源への適用が可能であると言う特徴がある。更には、種々の骨格が市販されており入手が容易である。前記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体とo−キノンジアジド基を有する化合物を組み合わせて用いると、感度が高く、低コストな感光性樹脂組成物を得ることができる。   As a compound that generates carboxylic acid by the action of light, it is preferable to use a compound having an o-quinonediazide group. A compound having an o-quinonediazide group has a large difference in hydrophobicity and hydrophilicity before and after exposure, and a large solubility contrast can be obtained. Further, since it has high sensitivity and a wide light absorption band, it can be applied to a wide range of light sources. Furthermore, various skeletons are commercially available and are easily available. When a polyimide precursor having a repeating unit represented by the formula (1) and a compound having an o-quinonediazide group are used in combination, a photosensitive resin composition having high sensitivity and low cost can be obtained.

o−キノンジアジド基を有する化合物としては、o−ベンゾキノンジアジドスルホン酸エステル又はスルホン酸アミド、o−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル又はスルホン酸アミド、或いは、o−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル又はスルホン酸アミド等を挙げることができる。o−キノンジアジド基を有する化合物は、例えば、o−キノンジアジドスルホニルクロリド類とヒドロキシ化合物、アミノ化合物などとを脱塩酸剤の存在下で縮合反応させることで得られる。   Examples of the compound having an o-quinonediazide group include o-benzoquinonediazide sulfonic acid ester or sulfonic acid amide, o-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester or sulfonic acid amide, or o-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester or Examples thereof include sulfonic acid amides. The compound having an o-quinonediazide group can be obtained, for example, by subjecting o-quinonediazidesulfonyl chlorides to a hydroxy compound, an amino compound or the like in the presence of a dehydrochlorinating agent.

上記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類としては、例えば、ベンゾキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロリド等が使用できるが、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。   Examples of the o-quinonediazide sulfonyl chlorides include benzoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, and naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride. Can be used, but are not necessarily limited to those listed here.

上記o−キノンジアジドスルホニルクロリド類と反応させる化合物としては、感光特性の点から、ヒドロキシ化合物が好ましく、かかるヒドロキシ化合物としては、例えば、ヒドロキノン、レゾルシノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2',3'−ペンタヒドロキシベンゾフェノン,2,3,4,3',4',5'−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4b,5,9b,10−テトラヒドロ−1,3,6,8−テトラヒドロキシ−5,10−ジメチルインデノ[2,1−a]インデン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンなどが使用できる。用いられるヒドロキシ化合物は、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。   The compound to be reacted with the o-quinonediazide sulfonyl chloride is preferably a hydroxy compound from the viewpoint of photosensitive properties. Examples of the hydroxy compound include hydroquinone, resorcinol, pyrogallol, bisphenol A, bis (4-hydroxyphenyl) methane. 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetra Hydroxybenzophenone, 2,3,4,2 ′, 3′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) Methane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) pro 4b, 5,9b, 10-tetrahydro-1,3,6,8-tetrahydroxy-5,10-dimethylindeno [2,1-a] indene, tris (4-hydroxyphenyl) methane, tris ( 4-hydroxyphenyl) ethane and the like can be used. The hydroxy compounds used are not necessarily limited to those listed here.

また、上記アミノ化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−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フィド、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシビフェニル、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシビフェニル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどが使用できる。用いられるアミノ化合物は、必ずしもここに挙げられたものに限定されない。   Examples of the amino compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 4,4′-. Diaminodiphenyl sulfide, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) propane, bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluo Propane, and bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) hexafluoropropane can be used. The amino compounds used are not necessarily limited to those listed here.

光の作用によってカルボン酸を発生する化合物は、溶剤を含む感光性樹脂組成物全体中に、0.005重量%〜20重量%であることが、感度の観点から好ましい。また、本発明に係る感光性樹脂組成物において、光の作用によってカルボン酸を発生する化合物は、感光性樹脂組成物中の溶剤と後述するビニルエーテル化合物を除いた固形分全体に対し、0.01〜45重量%含まれることが感度の観点から好ましく、0.1重量%〜35重量%含まれることが、イミド化後の光の作用によってカルボン酸を発生する化合物由来の分解物を抑制する観点からより好ましい。特にアウトガス発生の観点からは、より光の作用によってカルボン酸を発生する化合物の量はより少ないことが望まれる。   It is preferable from a viewpoint of a sensitivity that the compound which generate | occur | produces carboxylic acid by the effect | action of light is 0.005 weight%-20 weight% in the whole photosensitive resin composition containing a solvent. In the photosensitive resin composition according to the present invention, the compound that generates carboxylic acid by the action of light is 0.01% based on the total solid content excluding the solvent in the photosensitive resin composition and the vinyl ether compound described later. From the viewpoint of sensitivity, it is preferably contained in an amount of ˜45% by weight, and in the case of containing 0.1% by weight to 35% by weight, a decomposition product derived from a compound that generates carboxylic acid by the action of light after imidization is suppressed. Is more preferable. In particular, from the viewpoint of outgas generation, it is desired that the amount of the compound that generates carboxylic acid by the action of light is smaller.

本発明に用いられる光の作用によってカルボン酸を発生する化合物としては、436nm、405nm、365nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することが好ましい。上記感光性樹脂組成物に含まれるポリイミド前駆体は、一般に、330nm以下の波長に強い吸収を有する。その為、上記感光性樹脂組成物に含まれる光の作用によってカルボン酸を発生する化合物は、ポリイミド前駆体が透過しやすい波長領域の光の作用によって、カルボン酸を発生することが好ましく、330nm以上の波長領域に吸収を有することが好ましい。さらには、一般に露光に用いられる光源である高圧水銀灯の発光波長のうち、強度が大きい、436nm、405nm、365nmの波長の光のうち、少なくとも1つの波長の光に吸収を有していることが好ましく、その中でも、436nm、405nmの波長に吸収を有することが特に好ましい。
本発明に用いられる光の作用によってカルボン酸を発生する化合物としては、具体的には少なくとも365nm以上のいずれかの波長におけるモル吸光係数が1以上であることが好ましく、10以上であることがさらに好ましく、50以上であることがより好ましい。
The compound that generates carboxylic acid by the action of light used in the present invention preferably has absorption at at least one of electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm, 405 nm, and 365 nm. The polyimide precursor contained in the photosensitive resin composition generally has strong absorption at a wavelength of 330 nm or less. Therefore, the compound that generates carboxylic acid by the action of light contained in the photosensitive resin composition preferably generates carboxylic acid by the action of light in a wavelength region in which the polyimide precursor easily passes, and is 330 nm or more. It is preferable to have absorption in the wavelength region. Furthermore, it has absorption in light of at least one wavelength among light having wavelengths of 436 nm, 405 nm, and 365 nm having high intensity among emission wavelengths of a high pressure mercury lamp that is a light source generally used for exposure. Among them, it is particularly preferable to have absorption at wavelengths of 436 nm and 405 nm.
Specifically, the compound that generates a carboxylic acid by the action of light used in the present invention preferably has a molar extinction coefficient of 1 or more at any wavelength of 365 nm or more, more preferably 10 or more. Preferably, it is 50 or more.

また、イミド化後の膜中への光の作用によってカルボン酸を発生する化合物由来の分解物の残存を抑制する観点から、窒素雰囲気下、400℃におけるカルボン酸を発生する化合物単体の熱重量減少率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがより好ましい。
特に、ポリイミド中への分解残渣の残存を抑制したい場合には、窒素雰囲気下、300℃におけるカルボン酸を発生する化合物単体の熱重量減少率が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることがより好ましい。
In addition, from the viewpoint of suppressing the remaining decomposition product derived from a compound that generates carboxylic acid by the action of light in the film after imidization, the thermal weight reduction of the compound itself that generates carboxylic acid at 400 ° C. in a nitrogen atmosphere The rate is preferably 50% or less, more preferably 30% or less, and even more preferably 10% or less.
In particular, when it is desired to suppress the residue of decomposition residues in the polyimide, the thermal weight reduction rate of the compound itself that generates carboxylic acid at 300 ° C. in a nitrogen atmosphere is preferably 50% or less, and 30% or less. More preferably, it is more preferably 10% or less.

本発明の感光性樹脂組成物には、活性水素を含まないことが好ましく、活性水素を含有する化合物を含まないことが好ましい。特に、水を含まないことが好ましい。これらを含むと、ヘミアセタールエステル結合が徐々に分解し、保存安定性が低下する。
ヘミアセタールエステル結合は、水酸基などの活性水素を有する化合物と共存するとそれらとの交換反応が起こる場合がある。通常ヘミアセタール結合はヘミアセタールエステル結合よりも安定であるため、上記ポリイミド前駆体と水酸基含有化合物が共存すると、ヘミアセタールエステル結合が水酸基により消費されポリアミック酸が生成する。つまり、上記ポリイミド前駆体は水酸基など活性な水素を有する化合物と共存させると安定性が低下する。ヘミアセタールエステル結合の分解反応の速度は、その化学構造により異なり、ヘミアセタールエステル結合を生成する反応の速度が速いほど、分解の速度も速い傾向がある。
The photosensitive resin composition of the present invention preferably does not contain active hydrogen, and preferably does not contain a compound containing active hydrogen. In particular, it is preferable not to contain water. When these are included, the hemiacetal ester bond is gradually decomposed and storage stability is lowered.
When a hemiacetal ester bond coexists with a compound having active hydrogen such as a hydroxyl group, an exchange reaction with them may occur. Since hemiacetal bonds are usually more stable than hemiacetal ester bonds, when the polyimide precursor and a hydroxyl group-containing compound coexist, the hemiacetal ester bonds are consumed by hydroxyl groups to produce polyamic acid. That is, the stability of the polyimide precursor is lowered when it coexists with a compound having active hydrogen such as a hydroxyl group. The rate of the decomposition reaction of the hemiacetal ester bond varies depending on its chemical structure, and the higher the rate of the reaction that forms the hemiacetal ester bond, the higher the decomposition rate.

また保存安定性を良好にする観点から、感光性樹脂組成物中の水分含有量は1重量%以下であることが好ましく、0.1重量%以下であることがさらに好ましい。さらには、実質的に水分を含まないことがもっとも好ましい。なおここで”実質的に水を含まない”とは、水による保存安定性の低下が観察されないほど組成物中の水の含有量が少ないことをいう。具体的には、組成物中の含水率が0.005重量%未満程度、更に0.001重量%未満である状態をいう。   Further, from the viewpoint of improving storage stability, the water content in the photosensitive resin composition is preferably 1% by weight or less, and more preferably 0.1% by weight or less. Furthermore, it is most preferable that it does not contain water substantially. Here, “substantially free of water” means that the content of water in the composition is so small that a decrease in storage stability due to water is not observed. Specifically, it refers to a state where the moisture content in the composition is less than about 0.005% by weight, and further less than 0.001% by weight.

さらに、ヘミアセタールエステル結合はスルホン酸や塩基の存在下、加水分解が触媒的に進行する。その為、感光性樹脂組成物中に強酸性物質や塩基を実質的に含まないことで保存安定性を向上させることが出来る。なおここで”強酸性物質や塩基を実質的に含まない”とは、強酸性物質や塩基による保存安定性の低下が観察されないほど組成物中の強酸性物質や塩基の含有量が少ないことをいう。具体的には、組成物中の強酸性物質又は塩基含有率が0.005重量%未満程度、更に0.001重量%未満である状態をいう。   Furthermore, hydrolysis of the hemiacetal ester bond proceeds catalytically in the presence of a sulfonic acid or a base. Therefore, storage stability can be improved by not containing a strongly acidic substance and a base substantially in the photosensitive resin composition. Here, “substantially free of strongly acidic substances and bases” means that the content of strongly acidic substances and bases in the composition is so small that no decrease in storage stability due to strongly acidic substances or bases is observed. Say. Specifically, it refers to a state in which the content of strongly acidic substances or bases in the composition is less than about 0.005% by weight, and further less than 0.001% by weight.

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。これらは単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。ただ、感光性樹脂組成物の保存安定性を高めるためには、活性水素を含まない溶媒を用いることが好ましい。さらに、同様の目的から骨格中にアミド結合など窒素原子を含有しない溶媒であることが好ましい。また、窒素原子を含有する溶媒を含まないことが好ましい。
また、ポリイミド前駆体の合成反応により得られた溶液をそのまま用い、そこに光酸発生剤や、必要に応じて他の成分を混合しても良い。
後述するビニルエーテル化合物は、その構造の選択により、当該溶剤の代わりになる場合もある。その場合には、感光性樹脂組成物を溶解、分散又は希釈するための溶剤は含まれなくても良い。
Various general-purpose solvents can be used as a solvent for dissolving, dispersing or diluting the photosensitive resin composition. These may be used alone or in admixture of two or more. However, in order to improve the storage stability of the photosensitive resin composition, it is preferable to use a solvent containing no active hydrogen. Furthermore, for the same purpose, a solvent that does not contain a nitrogen atom such as an amide bond in the skeleton is preferable. Moreover, it is preferable not to contain the solvent containing a nitrogen atom.
Moreover, you may use the solution obtained by the synthesis | combination reaction of the polyimide precursor as it is, and mix a photo-acid generator and another component as needed there.
The vinyl ether compound described below may be substituted for the solvent depending on the structure selected. In that case, a solvent for dissolving, dispersing or diluting the photosensitive resin composition may not be included.

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;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、前記グリコールモノエーテル類の酢酸エステル(例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート)、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、蓚酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;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;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。
この中でも、溶解性に優れ高濃度の溶液を調製できる観点から、ラクトン類、スルホキシド類を用いることが好ましい。
Usable general-purpose solvents include, for example, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone Ketones such as cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, n-propyl acetate, 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, methyl lactate, ethyl lactate and the like; Halogenated hydrocarbons such as tylene, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethylene, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene; -Lactones such as butyrolactone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, other organic polar solvents, and the like. Furthermore, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and other organic nonpolar solvents And so on. These solvents are used alone or in combination.
Among these, it is preferable to use lactones and sulfoxides from the viewpoint of excellent solubility and preparation of a high-concentration solution.

また、本発明の感光性樹脂組成物は、ビニルエーテル化合物を含有することが、保存安定性が飛躍的に向上する点から好ましい。
上記ポリイミド前駆体を単離すると、保存の過程で時間の経過とともに空気中の水分等の作用により加水分解され、徐々にカルボン酸へ戻る。特に、比較的安定な脂肪族カルボン酸とビニルエーテル化合物からなる脂肪族ヘミアセタールエステル結合と異なり、芳香族カルボン酸とビニルエーテル化合物の反応などから得られる芳香族ヘミアセタールエステル結合は、両者を混合するだけで室温で反応が進行する反面、単体で存在すると空気中の水分などと反応し加水分解される場合が多い。
しかし、ヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体はビニルエーテルと共存させることで、加水分解によって生成したカルボン酸が、再度、ヘミアセタールエステル化される。すなわち、合成直後のヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体と同様、実質的に全てのカルボキシル基がヘミアセタールエステル化されたポリイミド前駆体となる。その為、上記ポリイミド前駆体はビニルエーテルと共存させることにより樹脂組成物としての、保存安定性が良好となる。また、複数のビニルエーテル化合物を共存させても良く、複数の保護部位を有するポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物の場合は、その保護部位の導入率を安定化させる観点から、複数の保護部位を調製するのに用いられた複数のビニルエーテル化合物を共存させた方がよい。
Moreover, it is preferable that the photosensitive resin composition of this invention contains a vinyl ether compound from the point which storage stability improves dramatically.
When the polyimide precursor is isolated, it is hydrolyzed by the action of moisture in the air over time during the storage process, and gradually returns to carboxylic acid. In particular, unlike an aliphatic hemiacetal ester bond composed of a relatively stable aliphatic carboxylic acid and a vinyl ether compound, an aromatic hemiacetal ester bond obtained from a reaction of an aromatic carboxylic acid and a vinyl ether compound, etc., only mixes the two. While the reaction proceeds at room temperature, when it is present alone, it often reacts with moisture in the air and is hydrolyzed.
However, the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond is allowed to coexist with vinyl ether, whereby the carboxylic acid generated by hydrolysis is again converted to a hemiacetal ester. That is, like the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond immediately after synthesis, a polyimide precursor in which substantially all of the carboxyl groups are hemiacetal esterified is obtained. Therefore, the storage stability as a resin composition becomes favorable by making the said polyimide precursor coexist with vinyl ether. In addition, in the case of a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor having a plurality of protected sites, a plurality of protected sites may be present from the viewpoint of stabilizing the introduction rate of the protected sites. It is better to coexist a plurality of vinyl ether compounds used to prepare the compound.

上記感光性樹脂組成物に空気中などから、水などの活性水素を有する化合物が混入した場合、上記ポリイミド前駆体がポリアミック酸へと分解する。しかしこのような場合であっても、ビニルエーテル化合物と共存している場合、ポリアミック酸がビニルエーテル化合物と反応し、ヘミアセタールエステル結合が再生される。さらにこの場合、ポリアミック酸と同時に生成するアセトアルデヒドも酸化され難く、酢酸になり難くなる。さらに、アルコールも、他のヘミアセタールエステル結合と交換反応によってアセタール化合物となる為、結果的に感光性樹脂組成物中に、活性水素を含まない状態となる。   When a compound having active hydrogen such as water is mixed into the photosensitive resin composition from the air or the like, the polyimide precursor is decomposed into a polyamic acid. However, even in such a case, when coexisting with the vinyl ether compound, the polyamic acid reacts with the vinyl ether compound to regenerate the hemiacetal ester bond. Furthermore, in this case, the acetaldehyde generated simultaneously with the polyamic acid is also difficult to be oxidized and is not easily converted to acetic acid. Furthermore, since alcohol also becomes an acetal compound by exchange reaction with other hemiacetal ester bonds, as a result, the photosensitive resin composition does not contain active hydrogen.

従って、活性水素を含む化合物の量に対して、過剰のビニルエーテルが含まれている場合には、活性水素によって形成されたポリアミック酸が、速やかにヘミアセタールエステル結合となるために、実質的に上記感光性樹脂組成物の特性は変化しない。
このサイクルが続くことで、空気中などから感光性樹脂組成物中に混入した水分などが消費され、ヘミアセタールエステル結合が再生されることから、良好な溶液安定性を示す。
Therefore, when an excessive amount of vinyl ether is contained with respect to the amount of the compound containing active hydrogen, the polyamic acid formed by the active hydrogen quickly becomes a hemiacetal ester bond. The characteristics of the photosensitive resin composition do not change.
By continuing this cycle, moisture mixed in the photosensitive resin composition is consumed from the air and the like, and the hemiacetal ester bond is regenerated, so that good solution stability is exhibited.

ビニルエーテル化合物の含有量としては、溶剤を含む感光性樹脂組成物全体中に1重量%〜90重量%であることが好ましく5重量%〜70重量%であることがさらに好ましい。またビニルエーテル化合物は、溶媒を含む場合には、溶媒100重量部に対して、55重量部以上含まれていることがポリイミド前駆体の保存安定性の点から好ましい。ビニルエーテル化合物の選択によっては、ビニルエーテル化合物が溶媒の代わりになり、溶媒を含まない場合もあり得るため、含有量はビニルエーテル化合物の種類によって適宜選択される。
ビニルエーテル化合物の量が多ければ多いほど保存安定性が良好となる一方、特に芳香族骨格を多く含んだポリイミド前駆体を用いた場合には、溶解性が低下する傾向ある。
その為、保存安定性を良好にする観点では、ポリイミド前駆体などの感光性樹脂組成物中の固形分が析出しない範囲でビニルエーテル化合物の量が出来るだけ多い方がよい。
As content of a vinyl ether compound, it is preferable that it is 1 weight%-90 weight% in the whole photosensitive resin composition containing a solvent, and it is more preferable that it is 5 weight%-70 weight%. Moreover, when a vinyl ether compound contains a solvent, it is preferable from the point of the storage stability of a polyimide precursor that it is contained 55 parts weight or more with respect to 100 weight part of solvents. Depending on the selection of the vinyl ether compound, the vinyl ether compound may be substituted for the solvent and may not contain the solvent. Therefore, the content is appropriately selected depending on the type of the vinyl ether compound.
The greater the amount of the vinyl ether compound, the better the storage stability. On the other hand, when a polyimide precursor containing a large amount of aromatic skeleton is used, the solubility tends to decrease.
Therefore, from the viewpoint of improving the storage stability, it is preferable that the amount of the vinyl ether compound is as large as possible within a range in which a solid content in the photosensitive resin composition such as a polyimide precursor does not precipitate.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、ポリイミド前駆体と、光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物と、必要に応じて溶媒だけの単純な混合物であってもよいが、さらに適宜、増感剤等のその他の成分を配合して、感光性樹脂組成物を調製してもよい。   The photosensitive resin composition according to the present invention may be a simple mixture of a polyimide precursor, a compound that generates carboxylic acid by the action of light, and, if necessary, a solvent. A photosensitive resin composition may be prepared by blending other components such as an agent.

ポリイミド前駆体を透過する波長の電磁波のエネルギーを光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物が充分利用できる様にし、感度を向上させたい場合に、増感剤の添加が効果を発揮する場合がある。
特に、ポリイミド前駆体の吸収が360nm以上の波長にもある場合には、増感剤の添加による効果が大きい。増感剤と呼ばれる化合物の具体例としては、チオキサントン及び、ジエチルチオキサントンなどのその誘導体、クマリン系及び、その誘導体、ケトクマリン及び、その誘導体、ケトビスクマリン、及びその誘導体、シクロペンタノン及び、その誘導体、シクロヘキサノン及び、その誘導体、チオピリリウム塩及び、その誘導体、チオキサンテン系、キサンテン系及び、その誘導体などが挙げられる。しかし、これらには活性水素基を持たないことが感光性樹脂組成物の保存安定性の観点から好ましい。
Addition of a sensitizer may be effective when it is desired to improve the sensitivity by making it possible to sufficiently utilize the compound that generates carboxylic acid by the action of light using electromagnetic wave energy having a wavelength that passes through the polyimide precursor. .
In particular, when the absorption of the polyimide precursor is also at a wavelength of 360 nm or more, the effect of adding a sensitizer is great. Specific examples of compounds called sensitizers include thioxanthone and derivatives thereof such as diethylthioxanthone, coumarins and derivatives thereof, ketocoumarin and derivatives thereof, ketobiscoumarin and derivatives thereof, cyclopentanone and derivatives thereof , Cyclohexanone and derivatives thereof, thiopyrylium salts and derivatives thereof, thioxanthene series, xanthene series and derivatives thereof. However, it is preferable that these have no active hydrogen group from the viewpoint of the storage stability of the photosensitive resin composition.

クマリン、ケトクマリン及び、その誘導体の具体例としては、3,3’−カルボニルビスクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジメトキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−アセトキシクマリン)等が挙げられる。
チオキサントン及び、その誘導体の具体例としては、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。
Specific examples of coumarin, ketocoumarin and derivatives thereof include 3,3′-carbonylbiscoumarin, 3,3′-carbonylbis (5,7-dimethoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-acetoxycoumarin). ) And the like.
Specific examples of thioxanthone and derivatives thereof include diethyl thioxanthone and isopropyl thioxanthone.

さらに他にはベンゾフェノン、アセトフェノン、フェナントレン、2−ニトロフルオレン、5−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、1,2−ベンズアンスラキノン、1,2−ナフトキノン、などが挙げられる。
これらは、光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物との組み合わせによって、特に優れた効果を発揮する為、光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物の構造によって最適な増感作用を示す増感剤が適宜選択される。
Furthermore, benzophenone, acetophenone, phenanthrene, 2-nitrofluorene, 5-nitroacenaphthene, benzoquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tertiarybutylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 1,2-naphthoquinone, etc. Is mentioned.
These are sensitizers that exhibit an optimal sensitizing action depending on the structure of the compound that generates carboxylic acid by the action of light, in order to exhibit a particularly excellent effect when combined with the compound that generates carboxylic acid by the action of light. Is appropriately selected.

また、本発明に係る感光性樹脂組成物には、本発明の目的と効果を妨げない限り、加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。また、その機能又は形態としては顔料、フィラー、繊維等がある。   In addition, in order to impart processing characteristics and various functionalities to the photosensitive resin composition according to the present invention as long as the objects and effects of the present invention are not hindered, various other organic or inorganic low molecules or polymers are also provided. You may mix | blend a compound. For example, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate, and these may have a porous or hollow structure. The function or form includes pigments, fillers, fibers, and the like.

その他の任意成分の配合割合は、任意成分の性質により適宜選択され特に限定されないが、感光性樹脂組成物の溶剤と後述するビニルエーテル化合物を除いた固形分全体に対し、0.1重量%〜30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、30重量%を超えると、最終的に得られる樹脂硬化物の特性が最終生成物に反映されにくい。   The blending ratio of other optional components is appropriately selected depending on the properties of the optional components and is not particularly limited, but is 0.1% by weight to 30% based on the total solid content excluding the solvent of the photosensitive resin composition and the vinyl ether compound described later. A range of% by weight is preferred. If it is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is difficult to be exhibited, and if it exceeds 30% by weight, the properties of the finally obtained cured resin are hardly reflected in the final product.

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、膜(フィルム)や3次元的形状の成形体を作製することができる。   The photosensitive resin composition according to the present invention can be used in various coating processes and molding processes to produce a film (film) or a three-dimensional shaped molded body.

本発明の感光性樹脂組成物より得られるポリイミドは、その前駆体の塩基性溶液に対する溶解性制御成分であるヘミアセタールエステル化部位の脱離性が優れている。また、ヘミアセタールエステル化部位の熱分解によって発生する分解物(ビニルエーテル、または、アセトアルデヒド、アルコール)は、200℃以下に沸点を持つ常温で液体の場合が多く、加熱の過程でその大部分が揮発する。さらに、イミド化に要する250℃以上の加熱によって、ほぼ全てが膜中より放散されると推測される。その為、最終的に得られたポリイミド膜は、塩基性溶液に対する溶解性制御成分由来の分解残渣の含有が少ない。従って、ポリイミドの耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の本来の特性も損なわれず、良好である。   The polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is excellent in the detachability of the hemiacetal esterification site, which is a solubility control component of the precursor in a basic solution. In addition, decomposition products (vinyl ether, acetaldehyde, alcohol) generated by thermal decomposition of the hemiacetal esterification site are often liquid at room temperature having a boiling point of 200 ° C. or less, and most of them are volatilized during the heating process. To do. Furthermore, it is presumed that almost all of the film is dissipated by heating at 250 ° C. or higher required for imidization. Therefore, the finally obtained polyimide film contains little decomposition residue derived from the solubility control component in the basic solution. Therefore, the original characteristics such as heat resistance, dimensional stability, and insulation of the polyimide are not impaired and are good.

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の窒素中で測定した5%重量減少温度は、250℃以上であることが好ましく、300℃以上であることがさらに好ましい。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。
For example, the 5% weight loss temperature measured in nitrogen of polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is preferably 250 ° C. or higher, and 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のガラス転移温度は、耐熱性の観点から260℃以上であることが好ましい。半田リフローの工程がある電子部材などでは、重要である。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℃〜400℃程度のガラス転移温度を示すことが好ましく、200℃〜370℃程度のガラス転移温度を示すことがさらに好ましい。
ここで本発明におけるガラス転移温度は、感光性樹脂組成物から得られるポリイミドをフィルム形状にすることが出来る場合には、動的粘弾性測定によって、tanδ(tanδ=損失弾性率(E’’)/貯蔵弾性率(E’))のピーク温度から求められる。動的粘弾性測定としては、例えば、粘弾性測定装置Solid Analyzer RSA II(Rheometric Scientific社製)によって、周波数1Hz、昇温速度5℃/minにより行うことができる。感光性樹脂組成物から得られるポリイミドをフィルム形状にできない場合には、示差熱分析装置(DSC)のベースラインの変曲点の温度で判断する。
It is preferable that the glass transition temperature of the polyimide obtained from the photosensitive resin composition of this invention is 260 degreeC or more from a heat resistant viewpoint. This is important for electronic members that have a solder reflow process. In applications where a thermoforming process is considered, such as an optical waveguide, it is preferable to exhibit a glass transition temperature of about 120 ° C. to 400 ° C., and more preferably a glass transition temperature of about 200 ° C. to 370 ° C.
Here, the glass transition temperature in the present invention is tan δ (tan δ = loss elastic modulus (E ″)) by dynamic viscoelasticity measurement when the polyimide obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape. / Storage elastic modulus (E ′)) is determined from the peak temperature. The dynamic viscoelasticity measurement can be performed, for example, with a viscoelasticity measuring apparatus Solid Analyzer RSA II (manufactured by Rheometric Scientific) at a frequency of 1 Hz and a temperature rising rate of 5 ° C./min. When the polyimide obtained from the photosensitive resin composition cannot be formed into a film shape, the determination is made based on the temperature at the inflection point of the baseline of the differential thermal analyzer (DSC).

本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミドは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、0ppm〜40ppmの範囲がさらに好ましい。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0ppm〜25ppmの範囲がさらに好ましい。ここで、本発明における線熱膨張係数とは、本発明で得られる感光性樹脂組成物から得られるポリイミドのフィルムの熱機械的分析装置(TMA)によって求めることができる。熱機械的分析装置(例えばThermo Plus TMA8310(リガク社製)によって、昇温速度を10℃/min、評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2として得られる。 From the viewpoint of dimensional stability, the polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention preferably has a linear thermal expansion coefficient of 60 ppm or less, and more preferably in the range of 0 ppm to 40 ppm. In the case of forming a film on a silicon wafer in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, the range of 0 ppm to 25 ppm is more preferable from the viewpoint of adhesion and warpage of the substrate. Here, the linear thermal expansion coefficient in this invention can be calculated | required with the thermomechanical analyzer (TMA) of the film of the polyimide obtained from the photosensitive resin composition obtained by this invention. Using a thermomechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA8310 (manufactured by Rigaku Corporation), the heating rate is 10 ° C./min, and the tensile load is 1 g / 25000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same. .

本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミドは、同様に寸法安定性の観点から、湿度膨張係数は40ppm以下が好ましく、20ppm以下がさらに好ましい。理想的には10ppm〜0ppmが好ましい。
ここで、本発明における湿度膨張係数とは、本発明で得られる感光性樹脂組成物から得られるポリイミドのフィルムの湿度可変機械的分析装置(S−TMA)によって求めることができる。湿度可変機械的分析装置(例えばThermo Plus TMA8310改(リガク社製))によって、温度を25℃で一定とし、湿度を20%RHの環境下でサンプルが安定となった状態で、湿度を50%Rhに変化させ、それが安定となった際のサンプル長の変化を、湿度の変化(この場合50−20の30)で割り、その値を、サンプル長で割った値が湿度膨張係数である。評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25000μm2として得られる。
Similarly, from the viewpoint of dimensional stability, the polyimide obtained from the photosensitive resin composition of the present invention preferably has a humidity expansion coefficient of 40 ppm or less, and more preferably 20 ppm or less. Ideally, 10 ppm to 0 ppm is preferable.
Here, the humidity expansion coefficient in this invention can be calculated | required with the humidity variable mechanical analyzer (S-TMA) of the polyimide film obtained from the photosensitive resin composition obtained by this invention. With a variable humidity mechanical analyzer (for example, Thermo Plus TMA8310 modified (manufactured by Rigaku Corporation)), the temperature is kept constant at 25 ° C., and the humidity is 50% with the sample stabilized in an environment of 20% RH. The change in sample length when it is changed to Rh and becomes stable is divided by the change in humidity (in this case, 30 of 50-20), and the value divided by the sample length is the humidity expansion coefficient. . The tensile load is 1 g / 25000 μm 2 so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same.

次に、本発明の感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法について、説明する。
本発明のパターン形成方法は、前記本発明に係る感光性樹脂組成物からなる膜又は成形体の形成時又は形成後に加熱する加熱工程と、前記加熱工程後に前記膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射する露光工程と、塩基性溶液を現像液として用いて現像する現像工程を有する。
上記ポリイミド前駆体と光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物を含有する感光性樹脂組成物は、膜又は成形体の形成時または形成後露光前に加熱する加熱工程により、上記ポリイミド前駆体について部分的にヘミアセタールエステル結合を分解し、塩基性溶液に対する適度な溶解性を付与した後、露光工程において光の作用によって発生したカルボン酸の作用により、露光部の塩基性溶液に対する溶解性を増大させる。この溶解性の変化を利用し、所望のパターンに露光を行うことによって、露光部を塩基性溶液で溶出させることによりパターンを得ることができる。
Next, the pattern formation method using the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated.
The pattern forming method of the present invention includes a heating step of heating during or after the formation of the film or molded body comprising the photosensitive resin composition according to the present invention, and a predetermined surface on the surface of the film or molded body after the heating step. An exposure step of irradiating an electromagnetic wave in a pattern, and a development step of developing using a basic solution as a developer.
The photosensitive resin composition containing the polyimide precursor and a compound that generates a carboxylic acid by the action of light is partially applied to the polyimide precursor by a heating step that is heated before or after the formation of the film or molded body. After breaking down the hemiacetal ester bond and imparting moderate solubility to the basic solution, the solubility of the exposed part in the basic solution is increased by the action of the carboxylic acid generated by the action of light in the exposure process. . By utilizing this change in solubility and exposing to a desired pattern, the pattern can be obtained by eluting the exposed portion with a basic solution.

本発明に係る感光性樹脂組成物からなる膜又は成形体は、公知の方法により形成することができる。例えば膜は、本発明の感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥させて得ることができる。このとき、基板とはポリイミド膜を形成したい対象物であり、銅やステンレス等の金属や、シリコンや金属酸化物、金属窒化物などの無機物、ポリイミドや、ポリベンゾオキサゾールなどの有機物などが例示されるが、本発明においては基板によって密着性等が若干変化するものの、パターン形成や得られる膜の特性については、本質的には変化しないので基板は特に限定されない。
塗布方法についても、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法などの手法が挙げられるが、特に限定されず、公知の手法を用いることができる。本発明のパターン形成方法は、どの塗布方法で得られた膜においても用いることが出来る。
乾燥は、ホットプレートやオーブンなど、適宜、公知の加熱手法を用いることが出来る。
The film | membrane or molded object which consists of the photosensitive resin composition concerning this invention can be formed by a well-known method. For example, the film can be obtained by applying the photosensitive resin composition of the present invention on a substrate and drying it. At this time, the substrate is an object on which a polyimide film is to be formed, and examples thereof include metals such as copper and stainless steel, inorganic materials such as silicon, metal oxides, and metal nitrides, and organic materials such as polyimide and polybenzoxazole. However, in the present invention, although the adhesiveness and the like slightly change depending on the substrate, the substrate is not particularly limited because the pattern formation and the characteristics of the obtained film are essentially not changed.
Examples of the application method include spin coating, die coating, and dip coating, but are not particularly limited, and known methods can be used. The pattern forming method of the present invention can be used for a film obtained by any coating method.
For drying, a known heating method such as a hot plate or an oven can be appropriately used.

膜又は成形体の形成時または形成後露光前に加熱する加熱工程において、加熱する温度は、上記ポリイミド前駆体において部分的にヘミアセタールエステル結合を分解して、塩基性溶液に対する適度な溶解性を付与できるように、適宜調整する。加熱条件によっては、当該加熱工程は、膜又は成形体の形成時の乾燥工程と兼ねることができる。加熱温度としては、室温(23℃)から130℃の範囲が好ましい。130℃を超えるとo−キノンジアジド基など光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物の分解が始まる恐れがあり、パターン形成が不安定となる。またここでの加熱温度は、上記ポリイミド前駆体の式(1)におけるRや、式(2)におけるAの構造に依存する。一般に、Rの電子吸引性が強い、またはAの電子供与性が強いと、より低温でヘミアセタールエステル結合の分解が進行し、逆の場合、より高温での加熱が必要である場合が多い傾向がある。加熱温度は、上記ポリイミド前駆体の構造により適宜選択されるが、加熱時間は、5秒〜120分、生産性の観点から好ましくは30秒から30分を目安とすることができる。
加熱方法は、公知の手法を、特に限定されることなく適宜用いることができる。
In the heating step of heating at the time of formation of the film or molded body or after exposure after the formation, the heating temperature is such that the polyimide precursor partially decomposes the hemiacetal ester bond and has an appropriate solubility in a basic solution. Adjust appropriately so that it can be given. Depending on the heating conditions, the heating step can also serve as a drying step during the formation of the film or molded body. The heating temperature is preferably in the range of room temperature (23 ° C.) to 130 ° C. If the temperature exceeds 130 ° C., decomposition of a compound that generates a carboxylic acid by the action of light, such as an o-quinonediazide group, may start, and pattern formation becomes unstable. The heating temperature here depends on the structure of R 1 in formula (1) of the polyimide precursor and A in formula (2). In general, when R 1 has a strong electron-withdrawing property or A has a strong electron-donating property, decomposition of the hemiacetal ester bond proceeds at a lower temperature, and in the opposite case, heating at a higher temperature is often required. Tend. The heating temperature is appropriately selected depending on the structure of the polyimide precursor, and the heating time is 5 seconds to 120 minutes, preferably 30 seconds to 30 minutes from the viewpoint of productivity.
As the heating method, a known method can be appropriately used without particular limitation.

膜又は成形体の形成時または形成後露光前に加熱する加熱工程における加熱条件は、例えば、以下のような予備実験を行うことにより決定することができる。
まず、例えば、ポリイミド前駆体の1wt%重DMSO溶液をNMRチューブ中で加熱し、NMRスペクトルのピークの積分比により、加熱条件とヘミアセタールエステル結合の分解率の関係を求める方法や、厚み800μmの無アルカリガラスなどの基板上に塗布し、ホットプレートによって加熱し、温度や加熱時間を変化させたサンプルを作製し、そのサンプルをそのままIRで測定しIRスペクトルによる、ビニルエーテル由来のピークの積分比より、加熱条件とヘミアセタールエステル結合の分解率の関係を求めたり、上記サンプルを重DMSOに溶かし出し、NMRを測定し、そのスペクトルの積分比により、加熱条件とヘミアセタールエステル結合の分解率の関係を求める方法などを行う。
上記のようにして求めた加熱条件とヘミアセタールエステル結合の分解率の関係から、加熱条件の範囲を適宜狭く設定する。当該狭く設定された範囲の加熱条件と同じ条件で作成したサンプルの現像液に対する溶解速度の関係を求め、用いられるポリイミド前駆体単体の塗膜の現像液に対する溶解速度が、0.1nm/s〜100nm/sの範囲、好ましくは0.5nm/s〜50nm/sの範囲、更に好ましくは1nm/s〜20nm/sの範囲になるような分解率となるように、加熱条件(加熱温度と加熱時間など)をみつけることができる。
或いは、ヘミアセタールエステル結合の分解率を求めることなく、用いられるポリイミド前駆体単体の塗膜の加熱温度や加熱時間を変化させた複数のサンプルを作製し、現像液に対する溶解速度が、0.1nm/s〜100nm/sの範囲、好ましくは0.5nm/s〜50nm/sの範囲、更に好ましくは1nm/s〜20nm/sの範囲になるようなサンプルから、加熱条件を見つけても良い。
The heating conditions in the heating step of heating at the time of forming the film or the molded body or before the exposure after the formation can be determined by conducting the following preliminary experiment, for example.
First, for example, a 1 wt% heavy DMSO solution of a polyimide precursor is heated in an NMR tube, and the relationship between the heating conditions and the decomposition rate of the hemiacetal ester bond is determined by the integration ratio of the peaks of the NMR spectrum. It is applied to a substrate such as alkali-free glass, heated with a hot plate, and a sample with varying temperature and heating time is prepared. The sample is directly measured by IR, and from the integration ratio of the peak derived from vinyl ether by IR spectrum The relationship between the heating condition and the decomposition rate of the hemiacetal ester bond was obtained, or the above sample was dissolved in heavy DMSO, the NMR was measured, and the integral ratio of the spectrum determined the relationship between the heating condition and the decomposition rate of the hemiacetal ester bond. To find out.
From the relationship between the heating conditions obtained as described above and the decomposition rate of the hemiacetal ester bond, the range of the heating conditions is appropriately set narrow. The relationship of the dissolution rate with respect to the developing solution of the sample prepared under the same conditions as the heating conditions within the narrowly set range was determined, and the dissolution rate of the coating film of the polyimide precursor alone used in the developing solution was 0.1 nm / s to Heating conditions (heating temperature and heating so that the decomposition rate is in the range of 100 nm / s, preferably in the range of 0.5 nm / s to 50 nm / s, more preferably in the range of 1 nm / s to 20 nm / s. Time).
Alternatively, without obtaining the decomposition rate of the hemiacetal ester bond, a plurality of samples were prepared by changing the heating temperature and the heating time of the coating film of the polyimide precursor used, and the dissolution rate in the developer was 0.1 nm. The heating conditions may be found from a sample in the range of / s to 100 nm / s, preferably in the range of 0.5 nm / s to 50 nm / s, more preferably in the range of 1 nm / s to 20 nm / s.

露光工程においては、そのようにして得られた膜又は成形体について、所望のパターンが形成されたフォトマスクを介して、または、直接、パターン状に電磁波を照射する。
露光の光源は、特に限定されず公知のものであれば、どれを使ってもよいが、ポリイミド前駆体、特に高耐熱、低線熱膨張係数を示す芳香族ポリイミドの場合、350nm以下の波長に強い吸収を有する為、高感度の感光性樹脂組成物として用いるには、360nm以上の波長の光で露光を行うのがよい。これらの条件と入手の容易性、メンテナンスコストなどの観点から、高圧水銀灯やそれに類する光源を用いるのが好ましい。
露光工程に用いられる露光方法や露光装置は特に限定されることなく、密着露光でも間接露光でも良くステッパー、スキャナー、アライナー、密着プリンター、レーザー、電子線描画等、公知のあらゆる手段を用いることができる。
In the exposure step, the film or molded body thus obtained is irradiated with electromagnetic waves in a pattern form directly or through a photomask on which a desired pattern is formed.
The exposure light source is not particularly limited, and any known light source may be used. However, in the case of a polyimide precursor, particularly an aromatic polyimide having a high heat resistance and a low linear thermal expansion coefficient, a wavelength of 350 nm or less is used. In order to use it as a highly sensitive photosensitive resin composition since it has strong absorption, it is preferable to expose with light having a wavelength of 360 nm or more. From the viewpoints of these conditions, availability, and maintenance costs, it is preferable to use a high-pressure mercury lamp or a similar light source.
The exposure method and exposure apparatus used in the exposure process are not particularly limited, and may be contact exposure or indirect exposure, and any known means such as a stepper, scanner, aligner, contact printer, laser, and electron beam drawing can be used. .

露光後、現像工程を行う。
本発明の感光性樹脂組成物は、光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物の作用により、露光部、未露光部において塩基性溶液に対する溶解性を変化させることが出来る。
After the exposure, a development process is performed.
The photosensitive resin composition of this invention can change the solubility with respect to a basic solution in an exposure part and an unexposed part by the effect | action of the compound which generate | occur | produces carboxylic acid by the effect | action of light.

本発明の感光性樹脂組成物の未露光部は、塩基性溶液に難溶性であり、露光部は、発生したカルボン酸の作用により、塩基性溶液への溶解性が増大し、塩基性溶液に可溶となる。
つまり、露光の後に、塩基性溶液で現像することにより、ポジ型パターンが得られる。
このように本発明の感光性樹脂組成物は、より安価なアルカリ水溶液を用いることができると言う利点がある。
The unexposed part of the photosensitive resin composition of the present invention is hardly soluble in the basic solution, and the exposed part has increased solubility in the basic solution due to the action of the generated carboxylic acid. It becomes soluble.
That is, after exposure, a positive pattern can be obtained by developing with a basic solution.
Thus, the photosensitive resin composition of the present invention has an advantage that a cheaper alkaline aqueous solution can be used.

現像工程に用いられる現像液としては、特に限定されず、塩基性の溶液が適用可能である。その中でも特に環境適性の観点から塩基性水溶液が好ましい。
塩基性水溶液としては、特に限定されないが、例えば、濃度が、0.01重量%〜30重量%、好ましくは、0.05重量%〜10重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、その他、1級、2級、3級アミンの水溶液、水酸化物イオンとアンモニウムイオンの塩の水溶液等が挙げられる。
溶質は、1種類でも2種類以上でも良く、全体の重量の50%以上、さらに好ましくは70%以上、水が含まれていれば有機溶媒等を含んでいても良い。
The developer used in the development step is not particularly limited, and a basic solution is applicable. Among these, a basic aqueous solution is preferable from the viewpoint of environmental suitability.
Although it does not specifically limit as basic aqueous solution, For example, the density | concentration is 0.01 weight%-30 weight%, Preferably, 0.05 weight%-10 weight% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, water Potassium oxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, magnesium hydroxide aqueous solution, calcium hydroxide aqueous solution, sodium bicarbonate aqueous solution, other primary, secondary, tertiary amine aqueous solution, hydroxide ion and ammonium ion salt aqueous solution, etc. Is mentioned.
The solute may be one type or two or more types, and may contain 50% or more of the total weight, more preferably 70% or more, and an organic solvent or the like as long as water is contained.

有機溶剤としては、特に限定されないが、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、シュウ酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、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、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の飽和炭化水素類、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もしくは組み合わせて用いられる。また、パターン形状を良くするためにこれら有機溶媒と水や、塩基性、酸性水溶液を組み合わせて、混合溶媒として用いても良い。   Although it does not specifically limit as an organic solvent, For example, ethers, such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether; Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl Glycol monoethers such as ether, 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 Ethyl acetate, acetic acid Chill, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-butyl acetate, i-butyl acetate, acetate esters of the glycol monoethers (for example, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate), methoxypropyl acetate, ethoxypropyl acetate, Esters such as dimethyl oxalate, methyl lactate, and ethyl lactate; alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, diethylene glycol, glycerin; methylene chloride, 1,1-dichloroethane, 1 , 2-dichloroethylene, 1-chloropropane, 1-chlorobutane, 1-chloropentane, chlorobenzene, bromobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene Halogenated hydrocarbons of N, N-dimethylformamide, amides such as N, N-dimethylacetamide; pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone; lactones such as γ-butyrolactone; sulfoxides such as dimethylsulfoxide, hexane, Examples include saturated hydrocarbons such as cyclohexane and heptane, other organic polar solvents, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, and other organic nonpolar solvents. . These solvents are used alone or in combination. Further, in order to improve the pattern shape, these organic solvents and water, or basic or acidic aqueous solutions may be combined and used as a mixed solvent.

現像液自体のコストや廃液処理、さらには、生産設備のコストの観点からは、アルカリ水溶液による現像が好ましい。特に、最終的に得られたポリイミド膜に対して高い信頼性を求められている場合には、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物ではなく、有機系塩基であることが好ましい。特に入手の容易さやコストの観点からテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)であることが好ましい。   From the viewpoint of the cost of the developer itself, waste liquid treatment, and the cost of production equipment, development with an aqueous alkaline solution is preferred. In particular, when high reliability is required for the finally obtained polyimide film, it is preferably an organic base rather than an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide. In particular, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) is preferable from the viewpoint of availability and cost.

現像は、スプレー現像やディップ現像、パドル現像など公知の現像方法で行うことが出来る。現像時の温度は、好ましくは1℃〜80℃、より好ましくは、4℃〜60℃である。
現像の後に、必要に応じてリンスを行ってもよい。リンスは、水や水と上記有機溶媒の混合物、塩基性水溶液など適宜選択できる。
The development can be performed by a known development method such as spray development, dip development, or paddle development. The temperature during development is preferably 1 ° C to 80 ° C, more preferably 4 ° C to 60 ° C.
After development, rinsing may be performed as necessary. The rinsing can be appropriately selected from water, a mixture of water and the above organic solvent, and a basic aqueous solution.

塗膜中への残渣をより低減させたい、または塗膜の透明性をより向上させたい場合には、工程は増えるが、現像してパターン形成後に、全体を露光し、カルボン酸を発生させてから、後述するイミド化を行う手法を取ることも出来る。特に光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物がo−キノンジアジド基を有する化合物の場合、露光しカルボン酸に変化させることで、フォトブリーチし透明性が向上するため効果が大きい。   If you want to further reduce residues in the coating film or improve the transparency of the coating film, the number of processes will increase, but after development and pattern formation, the whole will be exposed to generate carboxylic acid. From the above, it is possible to take a method of performing imidization described later. In particular, in the case where the compound that generates a carboxylic acid by the action of light is a compound having an o-quinonediazide group, it is highly effective because it is exposed to light and changed to a carboxylic acid to improve phototransparency and transparency.

現像工程の後に、イミド化を行う。通常は、オーブンやホットプレートなどにより加熱することでイミド化を行う場合が多い。
一般にポリアミック酸は150℃程度から徐々にイミド化が進行し、200℃以上の温度においてほぼイミド化が完了すると言われている。ただし、より高度な信頼性を求める場合には、より完全にイミド化を進行させることが必要であり、その場合は、最終的に得られるポリイミド膜のTg以上の温度での加熱が理想的である。しかし、一般には300℃〜400℃の温度で加熱すれば十分実用的な信頼性を示すポリイミド膜が得られる。
Imidization is performed after the development step. Usually, imidization is often performed by heating with an oven or a hot plate.
In general, it is said that polyamic acid gradually undergoes imidization from about 150 ° C., and imidization is almost completed at a temperature of 200 ° C. or higher. However, when higher reliability is required, it is necessary to proceed with imidization more completely. In that case, it is ideal to heat the polyimide film finally obtained at a temperature equal to or higher than Tg. is there. However, in general, a polyimide film having sufficiently practical reliability can be obtained by heating at a temperature of 300 ° C. to 400 ° C.

本発明の感光性樹脂組成物の場合、ヘミアセタールエステル結合が、180℃程度でほぼ完全に分解することから、180℃以下の温度での加熱時間を長くすることで、保護基由来の成分のより完全な脱離を促進することが出来る。加熱時間は長ければ長いほどポリイミド中の残存物を減らす観点からは好ましいが、生産性とのバランスをとる上で40℃以上150℃以下の範囲の温度で通算1分〜180分で加熱されることが好ましく、5分〜120分の加熱が行われることが、より好ましい。   In the case of the photosensitive resin composition of the present invention, the hemiacetal ester bond is almost completely decomposed at about 180 ° C. Therefore, by increasing the heating time at a temperature of 180 ° C. or less, the component derived from the protective group More complete desorption can be promoted. The longer the heating time, the better from the viewpoint of reducing the residue in the polyimide. However, in order to balance the productivity, the heating is performed at a temperature in the range of 40 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to 180 minutes in total. The heating is preferably performed for 5 minutes to 120 minutes.

さらにその後、イミド化を完全に進行させるために、目的に応じて180℃〜450℃、好ましくは200℃〜400℃の範囲で加熱を行う。好ましくは、加熱温度の最高温度が251℃以上400℃以下である。
特に100℃以上の温度を加える際には、ポリイミドや基板の酸化を防止するため窒素やアルゴンなどの不活性雰囲気下で行うことが好ましい。さらに、ポリイミド中への残存物を減らすためには、減圧下で行うことが好ましい。
Thereafter, in order to completely proceed with imidization, heating is performed in the range of 180 ° C. to 450 ° C., preferably 200 ° C. to 400 ° C. depending on the purpose. Preferably, the maximum heating temperature is 251 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.
In particular, when a temperature of 100 ° C. or higher is applied, it is preferably performed in an inert atmosphere such as nitrogen or argon in order to prevent oxidation of the polyimide or the substrate. Furthermore, in order to reduce the residue in a polyimide, it is preferable to carry out under reduced pressure.

以上に述べたように、本発明に係る感光性樹脂組成物は、簡便に安価な原料で合成することが可能であるヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体を含むことで、より安価に、高い感度を示す。加えて、ヘミアセタールエステル結合を有するポリイミド前駆体は、ヘミアセタールエステル結合が容易に分解し且つヘミアセタールエステル結合の分解によって発生したポリアミック酸以外の分解物の揮発性が高いことにより、最終的に得られるポリイミド膜中への残存物がほとんどない。さらには、ヘミアセタールエステル化は種々の骨格へ適用可能であるので、用いるポリイミド前駆体の骨格の選択の幅が広い。
本発明によれば、光の作用によってカルボン酸を発生させる化合物の添加によりパターン形成可能であるので、より簡便に、高感度の感光性樹脂組成物を得られるという特徴を有する。
As described above, the photosensitive resin composition according to the present invention includes a polyimide precursor having a hemiacetal ester bond that can be easily synthesized with an inexpensive raw material. Indicates sensitivity. In addition, the polyimide precursor having a hemiacetal ester bond is finally decomposed by the high volatility of decomposition products other than polyamic acid generated by the decomposition of the hemiacetal ester bond and the decomposition of the hemiacetal ester bond. There is almost no residue in the resulting polyimide film. Furthermore, since hemiacetal esterification can be applied to various skeletons, there is a wide range of selection of the skeleton of the polyimide precursor to be used.
According to the present invention, since a pattern can be formed by adding a compound that generates carboxylic acid by the action of light, the photosensitive resin composition with high sensitivity can be obtained more easily.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、当該組成物からなる膜又は成形体の表面に電磁波を照射して、照射部位を選択的に易溶化させてパターン形成が可能であるため、当該感光性樹脂組成物からなる膜又は成形体の表面を現像液から保護するためのレジスト膜を用いずに、現像を行うパターン形成が可能である。この方法は、パターン形成のプロセスが簡素であるというメリットを有する。中でも塩基性水溶液を用いる場合には、自然環境に対する負荷や労働衛生上の悪影響が小さい。
更には、ヘミアセタールエステル結合により導入される保護部位を分解温度の異なる2種以上のものとすることで、選択的にヘミアセタールエステル結合の分解率を制御することが可能となり、より安定的なパターン形成が可能となる。
Since the photosensitive resin composition according to the present invention can form a pattern by irradiating the surface of a film or a molded body made of the composition with an electromagnetic wave and selectively easily solubilizing the irradiated portion, the photosensitive resin composition can be used. It is possible to form a pattern for development without using a film made of the resin composition or a resist film for protecting the surface of the molded body from the developer. This method has an advantage that the pattern formation process is simple. In particular, when a basic aqueous solution is used, the adverse impact on the natural environment and occupational health is small.
Furthermore, it is possible to selectively control the decomposition rate of the hemiacetal ester bond by making two or more kinds of protected sites introduced by the hemiacetal ester bond have different decomposition temperatures, and it is more stable. Pattern formation is possible.

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

上記本発明に係る感光性樹脂組成物は、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硬化物は、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、塗膜又は3次元構造物として好適である。
本発明に係る感光性樹脂組成物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野・製品、例えば、塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として好適に用いられる。
Since the photosensitive resin composition according to the present invention can select a polyimide precursor having a wide range of structures, the cured product obtained thereby has a characteristic that polyimide such as heat resistance, dimensional stability, and insulation characteristically has. Therefore, it is suitable as a film, a coating film or a three-dimensional structure for all known members to which polyimide is applied.
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. It is preferably used as a material for forming semiconductor devices, electronic parts, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit parts, antireflection films, holograms, optical members, or building materials.

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

また、本発明においては、本発明に係る感光性樹脂組成物又はその熱硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料いずれかの物品が提供される。   Further, in the present invention, a printed material, a color filter, a film for flexible display, a semiconductor device, an electronic component, an interlayer insulating film, which is at least partly formed by the photosensitive resin composition according to the present invention or a thermoset thereof, An article of any one of a wiring coating film, an optical circuit, an optical circuit component, an antireflection film, a hologram, an optical member, and a building material is provided.

(製造例1)
100mLの3つ口フラスコを窒素気流下加熱し、十分乾燥させた後、空気中の水分に対して十分注意しながら、ジメチルアセトアミド溶媒で重合し、アセトンによって再沈殿生成後、乾燥させたBPDA−ODA(3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミック酸)の白色固体 1.98g、エチレングリコールブチルビニルエーテル(EGBVE) 5g、乾燥させたガンマ−ブチロラクトン5mlを投入した。乾燥させた窒素気流下室温で、70時間マグネティックスターラーによって撹拌した。当初は、BPDA−ODAが溶解しなかったが、反応の進行とともに溶解し、褐色の溶液となった。その後、反応液の一部を乾燥させたジエチルエーテルで再沈殿し、BPDA−ODAのエチレングリコールブチルビニルエーテル保護体(ポリイミド前駆体1)の白色固体を得た。H−NMRによって解析を行い6.2ppm付近のヘミアセタールエステル結合の酸素と酸素の間の炭素に結合する水素のピークの積分値とジフェニルエーテルの芳香環の水素のピークの積分比より保護率(カルボキシル基に対するヘミアセタールエステル結合の反応率)が100%であることを確認した。GPCにより求めたポリスチレン換算の重量平均分子量は18400であった。
なお、重量平均分子量は、サンプルを0.5重量%の濃度のN−メチルピロリドン(NMP)溶液とし、展開溶媒は、含水量500ppm以下の10mmol%LiBr−NMP溶液を用い、東ソー社製GPC装置(HLC−8120 使用カラム TSK gels α−M ;東ソー製 ×2)を用い、溶媒流量0.5mL/分、40℃の条件で測定を行った。重量平均分子量は、サンプルと同濃度のポリスチレン標準サンプルを基準に求めた。
(Production Example 1)
A 100 mL three-necked flask was heated in a nitrogen stream and sufficiently dried, then polymerized with a dimethylacetamide solvent, paying careful attention to moisture in the air, reprecipitated with acetone, and then dried BPDA- White solid of ODA (polyamic acid composed of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether) 1.98 g, 5 g of ethylene glycol butyl vinyl ether (EGBVE), dried 5 ml of gamma-butyrolactone was added. The mixture was stirred with a magnetic stirrer at room temperature under a dried nitrogen stream for 70 hours. Initially, BPDA-ODA did not dissolve, but dissolved with the progress of the reaction, resulting in a brown solution. Thereafter, a part of the reaction solution was re-precipitated with dried diethyl ether to obtain a white solid of BPDA-ODA protected ethylene glycol butyl vinyl ether (polyimide precursor 1). Analysis was performed by 1 H-NMR, and the protection rate was determined from the integral value of the peak of hydrogen bonded to carbon between oxygen and oxygen in the vicinity of 6.2 ppm of the hemiacetal ester bond and the integral ratio of the hydrogen peak of the aromatic ring of diphenyl ether. It was confirmed that the reaction rate of the hemiacetal ester bond to the carboxyl group) was 100%. The weight average molecular weight in terms of polystyrene determined by GPC was 18,400.
The weight average molecular weight is a NPC-pyrrolidone (NMP) solution having a concentration of 0.5% by weight, and the developing solvent is a 10 mmol% LiBr-NMP solution having a water content of 500 ppm or less. (HLC-8120 used column TSK gels α-M; manufactured by Tosoh × 2) was measured under conditions of a solvent flow rate of 0.5 mL / min and 40 ° C. The weight average molecular weight was determined based on a polystyrene standard sample having the same concentration as the sample.

(製造例2〜3)
製造例1と同じ手順で、ビニルエーテル化合物としてEGBVEの代わりに、シクロヘキシルビニルエーテル(CVE:製造例2)、又は2−ビニロキシテトラヒドロピラン(THPVE:製造例3)を用いて、ポリイミド前駆体2、及び、ポリイミド前駆体3を得た。
(Production Examples 2-3)
In the same procedure as in Production Example 1, using cyclohexyl vinyl ether (CVE: Production Example 2) or 2-vinyloxytetrahydropyran (THPVE: Production Example 3) instead of EGBVE as the vinyl ether compound, polyimide precursor 2, and The polyimide precursor 3 was obtained.

(製造例4)
100mLの3つ口フラスコを窒素気流下加熱し、十分乾燥させた後、空気中の水分に対して十分注意しながら、ジメチルアセトアミド溶媒で重合し、アセトンによって再沈殿生成後、乾燥させたBPDA−ODA(3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミック酸)の白色固体 1.98g、2−ビニロキシテトラヒドロピラン(THPVE) 5g、乾燥させたγ−ブチロラクトン10mlを投入した。乾燥させた窒素気流下室温で、44時間マグネティックスターラーによって撹拌した。当初は、BPDA−ODAが溶解しなかったが、反応の進行とともに溶解し、褐色の溶液となった。その後、反応液の一部を乾燥させたジエチルエーテルで再沈殿し、BPDA−ODAのビニルエーテル部分保護体の白色固体を得た。H−NMRによって解析を行い6.2ppm付近のヘミアセタールエステル結合の酸素と酸素の間の炭素に結合する水素のピークの積分値とジフェニルエーテルの芳香環の水素のピークの積分比より保護率(カルボキシル基に対するヘミアセタールエステル結合の反応率)が55%であることを確認した。そこでさらに、反応液に対してシクロヘキシルビニルエーテルを5g添加し、室温で24時間攪拌した。反応液の一部を乾燥させたジエチルエーテルで再沈殿し、ポリイミド前駆体4の白色固体を得た。製造例1と同様の手順で、保護率と分子量を測定したところ、保護率は100%(CVE/THPVE=35%/65%)、GPCにより求めたポリスチレン換算の重量平均分子量は18600であった。
得られたポリイミド前駆体1〜4についての反応時間、保護率及び重量平均分子量を、表1に示す。
(Production Example 4)
A 100 mL three-necked flask was heated in a nitrogen stream and sufficiently dried, then polymerized with a dimethylacetamide solvent, paying careful attention to moisture in the air, reprecipitated with acetone, and then dried BPDA- White solid of ODA (polyamic acid consisting of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether) 1.98 g, 2-vinyloxytetrahydropyran (THPVE) 5 g, 10 ml of dried γ-butyrolactone was added. The mixture was stirred with a magnetic stirrer for 44 hours at room temperature under a dry nitrogen stream. Initially, BPDA-ODA did not dissolve, but dissolved with the progress of the reaction, resulting in a brown solution. Thereafter, a part of the reaction solution was re-precipitated with dried diethyl ether to obtain a white solid of a BPDA-ODA vinyl ether partial protector. Analysis was performed by 1 H-NMR, and the protection rate was determined from the integral value of the peak of hydrogen bonded to carbon between oxygen and oxygen in the vicinity of 6.2 ppm of the hemiacetal ester bond and the integral ratio of the hydrogen peak of the aromatic ring of diphenyl ether. It was confirmed that the reaction rate of the hemiacetal ester bond to the carboxyl group) was 55%. Therefore, 5 g of cyclohexyl vinyl ether was further added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. A part of the reaction solution was reprecipitated with dried diethyl ether to obtain a white solid of polyimide precursor 4. When the protection rate and molecular weight were measured in the same procedure as in Production Example 1, the protection rate was 100% (CVE / THPVE = 35% / 65%), and the polystyrene-equivalent weight average molecular weight determined by GPC was 18600. .
Table 1 shows the reaction time, protection rate, and weight average molecular weight of the obtained polyimide precursors 1 to 4.

[熱分解性評価1]
ポリイミド前駆体1〜4の1wt%重ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液を用い、NMRチューブ中で、各温度において5分加熱し、NMRを測定し、スペクトル中のピークの積分比より保護率を測定した。ポリイミド前駆体1〜4の濃度1重量%溶液中での加熱温度と保護率の関係について、図1に示す。
[Thermal degradation evaluation 1]
Using a 1 wt% deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO) solution of polyimide precursors 1 to 4, heating at each temperature for 5 minutes in an NMR tube, measuring NMR, and measuring the protection rate from the integration ratio of the peaks in the spectrum . FIG. 1 shows the relationship between the heating temperature and the protection rate in a 1 wt% solution of polyimide precursors 1 to 4.

[熱分解性評価2]
ポリイミド前駆体1とポリイミド前駆体4の反応溶液を、クロムめっきされたガラス上にスピンコート法により塗布し、ホットプレート上で加熱乾燥した。加熱条件を種々変更したサンプルを、重DMSOに溶かし出し、NMRを測定することにより、各サンプルの保護率を求めた。その結果、加熱温度が高くなるに従い、また時間が長くなるに従い脱保護が進行し、保護率が低下した。ポリイミド前駆体1の塗膜における加熱温度と保護率の関係について図2に示し、ポリイミド前駆体4の塗膜における加熱温度と保護率の関係について図3に示す。
[Thermal degradation evaluation 2]
The reaction solution of the polyimide precursor 1 and the polyimide precursor 4 was apply | coated with the spin coat method on the chromium plating glass, and was heat-dried on the hotplate. Samples with various heating conditions were dissolved in heavy DMSO, and NMR was measured to determine the protection rate of each sample. As a result, as the heating temperature increased and as the time increased, deprotection progressed and the protection rate decreased. The relationship between the heating temperature and the protection rate in the coating film of the polyimide precursor 1 is shown in FIG. 2, and the relationship between the heating temperature and the protection rate in the coating film of the polyimide precursor 4 is shown in FIG.

[溶解速度評価]
図2及び図3の結果を受けて、ポリイミド前駆体1については110℃、20分の加熱条件、ポリイミド前駆体4においては、100℃10分の加熱条件のときのサンプルの2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液に対する溶解速度を求めた。その結果を表2に示す。
[Dissolution rate evaluation]
2 and 3, the polyimide precursor 1 is heated at 110 ° C. for 20 minutes, and the polyimide precursor 4 is heated at 100 ° C. for 10 minutes, 2.38% by weight of the sample. The dissolution rate for tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution was determined. The results are shown in Table 2.

[感光性評価]
(1)感光性樹脂組成物の調製
(i)製造例1のポリイミド前駆体1の反応溶液に、ポリイミド前駆体1の固形分に対して20重量%のo−キノンジアジド系感光剤(4NT−300(2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンと6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5−オキソ−1−ナフタレンスルホン酸とのエステル):東洋合成工業社製)を加え、攪拌を行うことで感光性樹脂組成物1を調製した。
[Photosensitivity evaluation]
(1) Preparation of photosensitive resin composition (i) 20% by weight of o-quinonediazide photosensitizer (4NT-300 based on the solid content of polyimide precursor 1) in the reaction solution of polyimide precursor 1 of Production Example 1 (Ester of 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone and 6-diazo-5,6-dihydro-5-oxo-1-naphthalenesulfonic acid): manufactured by Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.) The photosensitive resin composition 1 was prepared by this.

(ii)製造例4のポリイミド前駆体4の反応溶液に対し、ポリイミド前駆体4の固形分に対して30重量%のo−キノンジアジド系感光剤(DTRP−250(2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンと6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5−オキソ−1−ナフタレンスルホン酸とのエステル):ダイトーケミックス社製)を加え、攪拌を行うことで感光性樹脂組成物2を調製した。   (Ii) 30% by weight of o-quinonediazide photosensitizer (DTRP-250 (2,3,4-trihydroxy) based on the solid content of the polyimide precursor 4 with respect to the reaction solution of the polyimide precursor 4 of Production Example 4 Ester of benzophenone and 6-diazo-5,6-dihydro-5-oxo-1-naphthalenesulfonic acid): manufactured by Daito Chemix Co., Ltd.) was added and stirred to prepare photosensitive resin composition 2.

(2)パターン形成評価
(i)感光性樹脂組成物1を、クロムめっきされたガラス上にスピンコート法により 下記のような条件で、塗膜を形成し、種々の照射量で露光後、現像しリンスを行った。
初期膜厚: 4.0μm
乾燥: 110℃ 20分
現像(ディップ): 2.38wt%TMAH水溶液 3分(23℃)
リンス: HO 5秒(23℃)
(2) Pattern formation evaluation (i) The photosensitive resin composition 1 is formed on a chromium-plated glass by a spin coat method under the following conditions, and after exposure with various doses, development And then rinsed.
Initial film thickness: 4.0 μm
Drying: 110 ° C. for 20 minutes Development (dip): 2.38 wt% TMAH aqueous solution for 3 minutes (23 ° C.)
Rinse: H 2 O 5 seconds (23 ° C.)

この条件で感度曲線を作成し感度を求めたところ、露光部が溶解するポジ型の挙動を示し、感度が110mJ/cm2であった。
露光は大日本スクリーン製手動露光装置MA−1100を用いて行い、高圧水銀灯の光をフィルターを用いずに使用した。
次に、フォトマスクを介して露光を行い、パターン形成を検討したところ下記の条件で、良好な形状のパターンを得た。現像後もパターンの膜減りは観測されなかった。さらに、窒素雰囲気下350℃、1時間の加熱を行いイミド化を行ったところ、膜厚は2.6μmとなったもののパターンは崩れることなく、ベーク前の状態を維持していた。
Was determined to create sensitivity sensitivity curve in this condition, shows the behavior of the positive type exposure unit is dissolved, the sensitivity was 110 mJ / cm 2.
Exposure was performed using a manual exposure apparatus MA-1100 manufactured by Dainippon Screen, and light from a high-pressure mercury lamp was used without using a filter.
Next, exposure was performed through a photomask, and pattern formation was examined. A pattern having a good shape was obtained under the following conditions. Even after development, no pattern loss was observed. Furthermore, when imidization was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, the film thickness was 2.6 μm, but the pattern was not destroyed and the state before baking was maintained.

初期膜厚: 4.0μm
乾燥: 110℃ 20分
露光量 :500mJ/cm2
現像(ディップ): 2.38wt%TMAH水溶液 5分(23℃)
リンス: H2O 5秒(23℃)
現像後膜厚: 4.0μm
得られたパターンを図4に示す。
Initial film thickness: 4.0 μm
Drying: 110 ° C., 20 minutes Exposure: 500 mJ / cm 2
Development (dip): 2.38 wt% TMAH aqueous solution 5 minutes (23 ° C.)
Rinse: H 2 O 5 seconds (23 ° C.)
Film thickness after development: 4.0 μm
The obtained pattern is shown in FIG.

(ii)感光性樹脂組成物2を用いて、上記の評価と同様にパターン形成評価を行った。
初期膜厚: 4.3μm
乾燥: 100℃ 10分
現像(ディップ): 2.38wt%TMAH水溶液 5分(23℃)
リンス: H2O 20秒(23℃)
(Ii) Pattern formation evaluation was performed using the photosensitive resin composition 2 in the same manner as the above evaluation.
Initial film thickness: 4.3 μm
Drying: 100 ° C. for 10 minutes Development (dip): 2.38 wt% TMAH aqueous solution for 5 minutes (23 ° C.)
Rinse: H 2 O 20 seconds (23 ° C.)

この条件で感度曲線を作成し感度を求めたところ、露光部が溶解するポジ型の挙動を示し、感度が400mJ/cm2であった。
次に、フォトマスクを介して露光を行い、パターン形成を検討したところ下記の条件で、良好な形状のパターンを得た。現像後もパターンの膜減りは観測されなかった。さらに、窒素雰囲気下350℃、1時間の加熱を行いイミド化を行ったところ、膜厚は2.5μmとなったもののパターンは崩れることなく、ベーク前の状態を維持していた。
When a sensitivity curve was created under these conditions and the sensitivity was determined, it showed a positive behavior in which the exposed area was dissolved, and the sensitivity was 400 mJ / cm 2 .
Next, exposure was performed through a photomask, and pattern formation was examined. A pattern having a good shape was obtained under the following conditions. Even after development, no pattern loss was observed. Furthermore, when imidization was performed by heating at 350 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, the film thickness was 2.5 μm, but the pattern was not destroyed and the state before baking was maintained.

初期膜厚: 4.3μm
乾燥: 100℃ 10分
露光量 :800mJ/cm2
現像(ディップ): 2.38wt%TMAH水溶液 5分(23℃)
リンス: H2O 20秒(23℃)
現像後膜厚: 4.2μm
得られたパターンを図5に示す。
Initial film thickness: 4.3 μm
Drying: 100 ° C., 10 minutes Exposure: 800 mJ / cm 2
Development (dip): 2.38 wt% TMAH aqueous solution 5 minutes (23 ° C.)
Rinse: H 2 O 20 seconds (23 ° C.)
Film thickness after development: 4.2 μm
The obtained pattern is shown in FIG.

これらの結果より、本発明の感光性樹脂組成物においては、用いられるポリイミド前駆体が加熱条件によってヘミアセタールエステル結合の分解率を制御することが可能であることから、塩基性溶液に対する溶解速度を安定的に制御できる。その為、o−キノンジアジド化合物のような光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物と組み合わせることにより、良好なパターンを形成できることがわかった。   From these results, in the photosensitive resin composition of the present invention, the polyimide precursor used can control the decomposition rate of the hemiacetal ester bond depending on the heating conditions. It can be controlled stably. Therefore, it turned out that a favorable pattern can be formed by combining with the compound which generate | occur | produces carboxylic acid by the effect | action of light like an o-quinonediazide compound.

ポリイミド前駆体1〜4の濃度1重量%溶液中での加熱温度と保護率の関係について示した図である。It is the figure shown about the relationship between the heating temperature and the protection rate in the 1 weight% concentration solution of the polyimide precursors 1-4. ポリイミド前駆体1の塗膜における加熱温度と保護率の関係について示した図である。It is the figure shown about the relationship between the heating temperature in the coating film of the polyimide precursor 1, and a protection factor. ポリイミド前駆体4の塗膜における加熱温度と保護率の関係について示した図である。It is the figure shown about the relationship between the heating temperature in a coating film of the polyimide precursor 4, and a protection factor. 感光性樹脂組成物1を用いて得られたパターンを示す写真である。2 is a photograph showing a pattern obtained using the photosensitive resin composition 1. FIG. 感光性樹脂組成物2を用いて得られたパターンを示す写真である。3 is a photograph showing a pattern obtained using the photosensitive resin composition 2. FIG.

Claims (20)

下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物、1種以上のビニルエーテル化合物、及び溶媒を含有し、当該溶媒100重量部に対して前記ビニルエーテル化合物が55重量部以上含まれる、感光性樹脂組成物。
(式(1)中、Rは、4価の有機基、Rは、2価の有機基であり、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RおよびRはそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるR同士及びR同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(式(2)中、R、R、Rはそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基であり、Aは1価の有機基であり、繰り返されるA同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。R、R、R、及びAはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。)
A polyimide precursor having a repeating unit represented by the following formula (1), a compound that generates a carboxylic acid by the action of light , one or more vinyl ether compounds, and a solvent, and the vinyl ether with respect to 100 parts by weight of the solvent A photosensitive resin composition containing 55 parts by weight or more of a compound .
(In Formula (1), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and R 1 and R 2 that are repeated may be the same or different. R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), and they may be the same or different, and repeated R 3 and R 4 are Each may be the same or different.)
(In Formula (2), R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, a halogen atom, or a monovalent organic group, A is a monovalent organic group, and repeated A's are the same. R 5 , R 6 , R 7 , and A may be bonded to each other to represent a cyclic structure.
下記式(1)で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド前駆体、及び、光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物を含有する、感光性樹脂組成物。  The photosensitive resin composition containing the compound which generate | occur | produces the carboxylic acid by the effect | action of light and the polyimide precursor which has a repeating unit represented by following formula (1).

(式(1)中、R(In formula (1), R 1 は、4価の有機基、RIs a tetravalent organic group, R 2 は、2価の有機基であり、繰り返されるRIs a divalent organic group and is repeated R 1 同士及びRAnd R 2 同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。REach may be the same or different. R 3 およびRAnd R 4 はそれぞれ独立に下記式(2)の構造を有する1価の有機基であり、それらは同一であっても異なっていてもよく、繰り返されるRAre each independently a monovalent organic group having the structure of the following formula (2), which may be the same or different, and are repeated R 3 同士及びRAnd R 4 同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)Each may be the same or different. )
(式(2)中、R(In formula (2), R 5 、R, R 6 、R, R 7 はそれぞれ独立に水素、ハロゲン原子、または1価の有機基であり、Aは1価の有機基であり、Aの少なくとも1種が、エーテル結合を含有する炭素数1〜30の1価の有機基である。繰り返されるA同士はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。RAre each independently hydrogen, a halogen atom, or a monovalent organic group, A is a monovalent organic group, and at least one of A is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms containing an ether bond. It is a group. The repeated A's may be the same or different. R 5 、R, R 6 、R, R 7 、及びAはそれぞれ互いに結合して環状構造を示していても良い。), And A may be bonded to each other to indicate a cyclic structure. )
1種以上のビニルエーテル化合物を含む、請求項2に記載の感光性樹脂組成物。  The photosensitive resin composition of Claim 2 containing 1 or more types of vinyl ether compounds. 更に溶媒を含み、当該溶媒100重量部に対して前記ビニルエーテル化合物が55重量部以上含まれる、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。  The photosensitive resin composition according to claim 3, further comprising a solvent, wherein 55 parts by weight or more of the vinyl ether compound is contained with respect to 100 parts by weight of the solvent. 前記光の作用によりカルボン酸を発生させる化合物が、o−キノンジアジド基を有する化合物である、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 any one of claims 1 to 4, wherein the compound that generates carboxylic acid by the action of light is a compound having an o-quinonediazide group. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のAの少なくとも1種が、活性水素を含有しない炭素数1〜30の1価の有機基である、請求項1乃至5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 In the polyimide precursor, the formula (2) at least one A in is a monovalent organic group having 1 to 30 carbon atoms containing no active hydrogen, according to any one of claims 1 to 5 Photosensitive resin composition. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のAが、2種以上の有機基を含む、請求項1乃至のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 6 in which A in said Formula (2) contains 2 or more types of organic group in the said polyimide precursor. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のAにおいて酸素原子と結合している炭素原子が、第1級炭素原子である有機基群をA1、第2級炭素原子である有機基群をA2、第3級炭素原子である有機基群をA3としたときに、Aが、A1とA2、A1とA3、A2とA3、又はA1とA2とA3からそれぞれ1種以上ずつ組み合わせた2種以上の有機基を含む、請求項1乃至のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 In the polyimide precursor, the organic group group in which the carbon atom bonded to the oxygen atom in A in the formula (2) is a primary carbon atom is A1, and the organic group group is a secondary carbon atom. A2, when the organic group of tertiary carbon atoms is A3, A is A1 and A2, A1 and A3, A2 and A3, or A1 and A2 and A3, each of which is a combination of two or more The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 7 containing the above organic group. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(2)中のR、R、Rが水素である、請求項1乃至のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 In the polyimide precursor, R 5, R 6, R 7 in the formula (2) is hydrogen, the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 8. 酸性物質、及び、アミンを実質的に含まない、請求項1乃至のいずれかのいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition in any one of Claim 1 thru | or 9 which does not contain an acidic substance and an amine substantially. 前記光の作用によりカルボキシル酸を発生させる化合物が、436nm、405nm、365nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 Compound that generates a carboxylic acid by the action of the light, 436 nm, 405 nm, the photosensitive according to any one of claims 1 to 10, characterized by having an absorption in at least one wavelength of the electromagnetic wave of a wavelength of 365nm Resin composition. 活性水素を含有しない増感色素を含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises a sensitizing dye which does not contain active hydrogen. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のR及び/又はRに、芳香環を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 In the polyimide precursor, R 1 and / or R 2 in the formula (1), the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 12, characterized in that an aromatic ring. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRが、芳香族テトラカルボン酸二無水物由来の骨格である、請求項1乃至13のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 In the polyimide precursor, the formula (1) R 1 in is a backbone derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride, the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 13. 前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(3)で表わされるいずれかの構造である、請求項1乃至14のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
In the said polyimide precursor, 33 mol% or more among R < 1 > in said Formula (1) is the structure in any one represented by following formula (3), The photosensitive in any one of Claims 1 thru | or 14 Resin composition.
前記ポリイミド前駆体において、前記式(1)中のRのうち33モル%以上が、下記式(4)で表わされるいずれかの構造である、請求項1乃至15のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(R14は2価の有機基、酸素原子、硫黄原子、又はスルホン基であり、R15及びR16は1価の有機基、又はハロゲン原子である。)
In the said polyimide precursor, 33 mol% or more among R < 2 > in said Formula (1) is the structure in any one represented by following formula (4), The photosensitive in any one of Claims 1 thru | or 15 Resin composition.
(R 14 is a divalent organic group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a sulfone group, and R 15 and R 16 are a monovalent organic group or a halogen atom.)
窒素原子を含有しない溶媒を含む、請求項1乃至16のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition in any one of Claims 1 thru | or 16 containing the solvent which does not contain a nitrogen atom. 前記請求項1乃至17のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる膜又は成形体の形成時又は形成後に加熱する加熱工程と、前記加熱工程後に前記膜又は成形体の表面に、所定のパターン状に電磁波を照射する露光工程と塩基性溶液を現像液として用いて現像する現像工程を有する、パターン形成方法。   A heating step of heating at or after the formation of the film or molded body made of the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 17, and a predetermined surface on the surface of the film or the molded body after the heating step. A pattern forming method comprising an exposure step of irradiating electromagnetic waves in a pattern and a development step of developing using a basic solution as a developer. 前記現像工程において塩基性水溶液を用いて現像し、ポジ型である、請求項18に記載のパターン形成方法。 The pattern formation method according to claim 18 , wherein the development step is performed using a basic aqueous solution and is a positive type. 前記現像工程後、前記膜又は成形体を加熱する工程を有し、当該加熱温度の最高温度が251℃以上400℃以下である、請求項18又は19に記載のパターン形成方法。 Wherein after the development step, and a step of heating the film or molded product, the maximum temperature of the heating temperature is 400 ° C. or less 251 ° C. or higher, a pattern forming method according to claim 18 or 19.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106279689B (en) * 2010-07-22 2019-05-21 宇部兴产株式会社 Material used in polyimide precursor, polyimides and its preparation
JP5834573B2 (en) * 2010-12-02 2015-12-24 宇部興産株式会社 Method of purifying 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride powder, powder, and polyimide using the same
JP5699543B2 (en) * 2010-11-02 2015-04-15 Jsr株式会社 Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element
JP5383755B2 (en) * 2010-12-17 2014-01-08 株式会社日本触媒 Light selective transmission filter, resin sheet, and solid-state image sensor
JP2013181136A (en) 2012-03-02 2013-09-12 Fuji Xerox Co Ltd Polyimide precursor composition, production method of endless belt, and image forming device
WO2017115606A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 富士フイルム株式会社 Photosensitive resin composition, method for producing cured film, cured film, liquid crystal display device, organic electroluminescent display device and touch panel

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3262108B2 (en) * 1998-09-09 2002-03-04 東レ株式会社 Positive photosensitive resin composition
JP2001139806A (en) * 1999-11-16 2001-05-22 Toray Ind Inc Heat-resistant photosensitive resin composition
JP2003295430A (en) * 2002-03-29 2003-10-15 Kyocera Chemical Corp Photosensitive resin composition and positive pattern forming method
JP4659614B2 (en) * 2005-12-28 2011-03-30 富士フイルム株式会社 Photosensitive resin composition and method for manufacturing semiconductor device using the same
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