JP5526766B2 - Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film and method for forming the same - Google Patents
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Description
本発明は、表示素子用の層間絶縁膜を形成するために好適に用いられる感放射線性樹脂組成物、その組成物から形成される層間絶縁膜、及びその形成方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition suitably used for forming an interlayer insulating film for a display element, an interlayer insulating film formed from the composition, and a method for forming the same.
近年、軽量化、小型化などの利便性の向上により、液晶方式の電子ペーパー等のフレキシブルディスプレイが普及している。このようなフレキシブルディスプレイの基板としては、ガラス基板の代わりに、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック基板が検討されている。しかし、これらのプラスチックは、加熱時に僅かに伸張・収縮し、ディスプレイとしての機能を阻害するという問題があり、耐熱性の向上が急務となっている。一方で、プラスチック基板にかかる熱的なストレスを軽減するため、フレキシブルディスプレイの製造プロセスの低温化が検討されている。フレキシブルディスプレイを製造する上で最も高温が要求されるプロセスの一つに層間絶縁膜を加熱により焼成する工程があり、この加熱工程の低温化が求められている。 In recent years, flexible displays such as liquid crystal electronic paper have become widespread due to improvements in convenience such as weight reduction and size reduction. As a substrate for such a flexible display, a plastic substrate such as polycarbonate or polyethylene terephthalate has been studied instead of a glass substrate. However, these plastics have a problem that they are slightly expanded and contracted when heated, thereby impeding the function as a display, and improvement in heat resistance is an urgent need. On the other hand, in order to reduce the thermal stress applied to the plastic substrate, it has been studied to lower the temperature of the flexible display manufacturing process. One of the processes requiring the highest temperature in manufacturing a flexible display is a process of baking an interlayer insulating film by heating, and a reduction in the heating process is required.
現状では、層間絶縁膜を形成する材料としては、必要とするパターン形状を得るための工程数が少なく、かつ高硬度を有するものが好ましいことから、感放射線性樹脂組成物が幅広く使用されている。このような感放射線性樹脂組成物としては、例えば、特開2001−354822号公報に、不飽和カルボン酸及び/又はその無水物、エポキシ基含有不飽和化合物等からなる共重合体を含有する感放射線性樹脂組成物が開示されており、カルボキシル基とエポキシ基とが開裂反応することによって、層間絶縁膜としての硬度を得るように構成されている。しかし、層間絶縁膜として実際に商業上要求されるレベルまで硬度を高めるためには、200度以上の高温での加熱工程が必要とされる。さらに、低温焼成では層間絶縁膜の硬化が十分であるために、未硬化物質の液晶層への混入が電気特性の悪化を招く懸念もある。プラスチック基板の耐熱性を考慮すると加熱工程の温度は180℃以下であることが好ましいことから、先に挙げた組成物は、プラスチック基板には適していない。 At present, as a material for forming an interlayer insulating film, a radiation-sensitive resin composition is widely used because it has a small number of steps for obtaining a required pattern shape and preferably has a high hardness. . As such a radiation sensitive resin composition, for example, JP-A No. 2001-354822 discloses a sensitivity containing a copolymer composed of an unsaturated carboxylic acid and / or an anhydride thereof, an epoxy group-containing unsaturated compound, and the like. A radiation resin composition is disclosed, and is configured to obtain hardness as an interlayer insulating film by a cleavage reaction between a carboxyl group and an epoxy group. However, a heating process at a high temperature of 200 ° C. or higher is required to increase the hardness to a level that is actually required commercially as an interlayer insulating film. Furthermore, since the interlayer insulating film is sufficiently cured by low-temperature firing, there is a concern that mixing of an uncured substance into the liquid crystal layer may cause deterioration of electrical characteristics. Considering the heat resistance of the plastic substrate, the temperature of the heating process is preferably 180 ° C. or lower, and thus the above-mentioned composition is not suitable for the plastic substrate.
上記事情に鑑み、特開2009−4394号公報には、低温硬化可能なポリイミド前駆体を180℃以下で焼成することによって、耐溶剤性、比抵抗、半導体移動度等の点で優れたフレキシブルディスプレイ用のゲート絶縁膜が得られることが開示されている。しかし、上記文献のポリイミド前駆体を含む塗布液は、化学的な硬化系であって露光現像によるパターン形成能を有しないため、微細なパターン形成は不可能である。そこで、フレキシブルディスプレイ用の絶縁膜を製造するために好適に用いられるように低温での加熱・焼成が可能であると共に、簡便な製膜及び微細なパターン形成が可能な感放射線性を有する樹脂組成物の開発が強く求められている。 In view of the above circumstances, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-4394 discloses a flexible display that is excellent in terms of solvent resistance, specific resistance, semiconductor mobility, etc. by firing a low-temperature curable polyimide precursor at 180 ° C. or lower. It is disclosed that a gate insulating film can be obtained. However, since the coating liquid containing the polyimide precursor of the above document is a chemical curing system and does not have pattern forming ability by exposure and development, fine pattern formation is impossible. Therefore, a resin composition having a radiation sensitivity capable of being heated and fired at a low temperature so as to be suitably used for producing an insulating film for a flexible display, and capable of simple film formation and fine pattern formation. There is a strong demand for product development.
特開2009−20246号公報には、150℃での低温焼成においても絶縁性を発揮するポリイミド、アクリル樹脂、光酸発生剤、熱架橋性化合物を含む感光性樹脂組成物が開示されている。しかし、この場合、ポリイミド樹脂とアクリル樹脂の相溶解性が乏しく、パターン形成や解像度に優れたポジ型感光性樹脂組成物を提供することが難しかった。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-20246 discloses a photosensitive resin composition containing a polyimide, an acrylic resin, a photoacid generator, and a thermally crosslinkable compound that exhibit insulating properties even at low temperature baking at 150 ° C. However, in this case, the compatibility between the polyimide resin and the acrylic resin is poor, and it has been difficult to provide a positive photosensitive resin composition excellent in pattern formation and resolution.
また、フレキシブルディスプレイのデバイス作製プロセスにおいては、層間絶縁膜の上層に塗布を行うことによって積層物を形成することが必要とされる場合がある。従って、層間絶縁膜には、高い比誘電率を有することに加えて、塗布による積層物の形成時に用いる溶媒に対する耐溶剤性に優れていることが求められている。 Moreover, in the device manufacturing process of a flexible display, it may be necessary to form a laminate by coating the upper layer of the interlayer insulating film. Therefore, in addition to having a high relative dielectric constant, the interlayer insulating film is required to have excellent solvent resistance against the solvent used when forming a laminate by coating.
本発明は、上記のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、低温かつ短時間での加熱・焼成が可能であると共に、高い放射線感度を有し、フレキシブルディスプレイの層間絶縁膜の形成に好適に用いられる感放射線性樹脂組成物を提供することである。また同時に、比誘電率、耐溶剤性、膜硬度、パターン形成時の解像度及び電気特性に優れたポジ型感放射線性樹脂組成物を提供することである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to enable heating and baking at a low temperature in a short time and to have high radiation sensitivity, and to provide an interlayer insulating film for a flexible display. It is providing the radiation sensitive resin composition used suitably for formation of this. At the same time, it is to provide a positive-type radiation-sensitive resin composition excellent in relative dielectric constant, solvent resistance, film hardness, resolution at the time of pattern formation and electrical characteristics.
上記課題を解決するためになされた本発明は、[A]テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させて得られるポリアミック酸およびこれを脱水閉環して得られるポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種の重合体(以下、[A]成分とも言う。)、[B]1,2−キノンジアジド化合物(以下、[B]成分とも言う。)及び[C]分子内に少なくとも1つ以上のエポキシ基を有する化合物(以下、[C]成分とも言う。)を含有することを特徴とするポジ型感放射線性樹脂組成物である。 The present invention made to solve the above problems is selected from the group consisting of [A] a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. At least one polymer (hereinafter also referred to as [A] component), [B] 1,2-quinonediazide compound (hereinafter also referred to as [B] component) and [C] at least one in the molecule. A positive radiation-sensitive resin composition comprising a compound having an epoxy group (hereinafter also referred to as [C] component).
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]成分、[B]成分、[C]成分を含有することを特徴とするポジ型感放射線性樹脂組成物によって、高い放射線感度を有すると共に、低温かつ短時間の加熱・焼成によって層間絶縁膜を形成することが可能であり、また耐溶剤性及びパターンの解像度に優れ、比誘電率に優れた層間絶縁膜を形成することができるため、フレキシブルディスプレイの層間絶縁膜の形成材料として好適に用いられる。 The radiation-sensitive resin composition includes a [A] component, a [B] component, and a [C] component. The positive-type radiation-sensitive resin composition is characterized by having a high radiation sensitivity and a low temperature. It is possible to form an interlayer insulating film by heating and baking for a short time, and it is possible to form an interlayer insulating film having excellent solvent resistance and pattern resolution and excellent relative dielectric constant. It is suitably used as a material for forming an interlayer insulating film.
[A]成分に用いられるテトラカルボン酸二無水物は、下記式(1)で表される化合物、下記式(2)で表される化合物、ピロメリット酸二無水物、1,2,4−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物および1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される重合体を含むものが望ましい。 The tetracarboxylic dianhydride used for the component [A] is a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), pyromellitic dianhydride, 1,2,4- Tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic Those containing a polymer selected from the group consisting of acid dianhydrides are desirable.
また、[A]成分に用いられるジアミン化合物は、ステロイド骨格を有するジアミン化合物であることが望ましい。 The diamine compound used for the component [A] is preferably a diamine compound having a steroid skeleton.
また、本発明のポジ型感放射線性樹脂組成物は、表示素子用の層間絶縁膜の形成に好ましく用いられ、その形成方法は、
(1)当該感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程、
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱により焼成する工程
を含んでいる。なお、ここで「焼成」とは、層間絶縁膜として要求される硬度が得られるまで加熱することを意味する。
Moreover, the positive radiation sensitive resin composition of the present invention is preferably used for forming an interlayer insulating film for a display element,
(1) The process of forming the coating film of the said radiation sensitive resin composition on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) It includes a step of developing the coating film irradiated with radiation in step (2), and a step of (4) baking the coating film developed in step (3) by heating. Here, “firing” means heating until the required hardness for the interlayer insulating film is obtained.
当該ポジ型感放射線性樹脂組成物を用い、上記の工程により層間絶縁膜を形成する場合には、感放射線性を利用した露光・現像によってパターンを形成するため、容易に微細かつ精巧なパターンを形成することができる。また、当該感放射線性樹脂組成物を用いた露光・現像によって、低温かつ短時間の加熱によって十分な表面硬度、パターン解像度を有する層間絶縁膜を形成することができる。 When using the positive radiation sensitive resin composition and forming an interlayer insulating film by the above process, a pattern is formed by exposure and development utilizing radiation sensitivity. Can be formed. In addition, an interlayer insulating film having sufficient surface hardness and pattern resolution can be formed by heating at a low temperature for a short time by exposure / development using the radiation-sensitive resin composition.
当該層間絶縁膜の形成方法における工程(4)の焼成温度は、好ましくは230℃以下、より好ましくは200℃以下、特に好ましくは180℃以下である。感放射線性を利用した微細なパターン形成能に加えて、このように低い温度での焼成が可能であることにより、当該方法は、フレキシブルディスプレイのプラスチック基板上への層間絶縁膜の形成のために好適に用いられる。 The firing temperature in step (4) in the method for forming an interlayer insulating film is preferably 230 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and particularly preferably 180 ° C. or lower. In addition to the ability to form fine patterns utilizing radiation sensitivity, the method can be used for the formation of an interlayer insulating film on a plastic substrate of a flexible display by being capable of firing at such a low temperature. Preferably used.
本発明による層間絶縁膜形成用の感放射線性樹脂組成物は、上記の[A]成分、[B]成分、[C]成分、その他の任意成分を含有する。以下、各成分について説明する。 The radiation-sensitive resin composition for forming an interlayer insulating film according to the present invention contains the above-mentioned [A] component, [B] component, [C] component, and other optional components. Hereinafter, each component will be described.
[A]成分
[A]成分は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させて得られるポリアミック酸およびこれを脱水閉環して得られるポリイミドよりなる群から選択される重合体を含有する。
[A] Component [A] The component contains a polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. .
[テトラカルボン酸二無水物]
本発明に含有されるポリアミック酸またはポリイミドを合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば上記式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,2,4−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボルナン−2−酢酸二無水物、テトラシクロ[4.4.0.1 2,5.17,10]ドデカン−3,4,8,9−テトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]−オクト−4−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2. 2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、下記式(II−1)および(II−2)
[Tetracarboxylic dianhydride]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polyamic acid or polyimide contained in the present invention include, for example, a compound represented by the above formula (1), a compound represented by the formula (2), and butanetetra Carboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyl Tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,2,4-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5 , 6-tetracarboxylic dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride, tetracyclo [4.4.0.1 2,5.17,10] dodeca -3,4,8,9-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl- 3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] -oct-4-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2. 2] -Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, the following formulas (II-1) and (II-2)
(上式中、R3およびR5は、それぞれ、芳香環を有する2価の有機基であり、R4およびR6は、それぞれ、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であり、複数存在するR4およびR6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)のそれぞれで表される化合物などの脂肪族または脂環族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、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホ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、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、エチレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、プロピレングリコール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,4−ブタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、1,8−オクタンジオール−ビス(アンヒドロトリメリテート)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−ビス(アンヒドロトリメリテート)、下記式(3)〜(6)のそれぞれで表される化合物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物などを挙げることができる。 (In the above formula, R 3 and R 5 are each a divalent organic group having an aromatic ring, R 4 and R 6 are each a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 4 and R 6 present may be the same or different from each other.) An aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as a compound represented by each of them; pyromellitic dianhydride, 3, 3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic Acid dianhydride 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) ) Diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3 , 3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidene diphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, Ethylene glycol-bis (anhydro trimellitate), propylene glycol-bis (anhydro trimellitate), 1,4-butanediol-bis (anhydro trimellitate) Retate), 1,6-hexanediol-bis (anhydrotrimellitate), 1,8-octanediol-bis (anhydrotrimellitate), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane-bis ( Anhydrotrimellitate) and aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as compounds represented by the following formulas (3) to (6).
上記式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジエチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジエチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジクロロ−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物などを挙げることができ、これらのうち1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2−ジエチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物または1,3−ジエチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物が好ましい。 Specific examples of the compound represented by the above formula (1) include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, for example. Acid dianhydride, 1,2-diethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1 , 3-Diethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dichloro-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4 -Tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and the like, among which 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl -1,2,3 4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-diethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid A dianhydride or 1,3-diethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride is preferred.
上記式(2)で表される化合物の具体例としては、例えば1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−7−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−エチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオン、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5,8−ジメチル−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−c]−フラン−1,3−ジオンなどを挙げることができる。 Specific examples of the compound represented by the above formula (2) include, for example, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-7-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1, 2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4 , 9b-Hexahydro-7-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5 , 9b-Hexahydro-8-methyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5 , 9b-Hexahydro-8-ethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione, 1,3,3a, 4,5 , 9b-hexahydro-5,8-dimethyl-5 (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione.
これらのテトラカルボン酸二無水物は、1種単独で使用することができ、あるいは2種以上を混合して使用することができる。これらのうち、上記式(1)で表される化合物、上記式(2)で表される化合物、ピロメリット酸二無水物、1,2,4−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物および1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物よりなる群から選択される少なくとも1種(以下、「特定テトラカルボン酸二無水物」ともいう。)を含むテトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。 These tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more. Among these, the compound represented by the above formula (1), the compound represented by the above formula (2), pyromellitic dianhydride, 1,2,4-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 2,3 , 5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride It is preferable to use a tetracarboxylic dianhydride containing at least one (hereinafter also referred to as “specific tetracarboxylic dianhydride”).
本発明に含まれる重合体がポリアミック酸である場合、これを合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、特定テトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸二無水物の全量に対して10モル%以上含むことが好ましく、20モル%以上含むことがより好ましく、さらに40モル%以上含むことが好ましい。この場合、特定テトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。 When the polymer included in the present invention is a polyamic acid, the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polymer is a specific tetracarboxylic dianhydride with respect to the total amount of the tetracarboxylic dianhydride. It is preferable to contain more than mol%, more preferably more than 20 mol%, still more preferably more than 40 mol%. In this case, it is preferable to use an alicyclic tetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic dianhydride other than the specific tetracarboxylic dianhydride.
一方、本発明に含まれる重合体がポリイミドである場合、これを合成するために用いられるテトラカルボン酸二無水物は、特定テトラカルボン酸二無水物をテトラカルボン酸二無水物の全量に対して50モル%以上含むことが好ましく、70モル%以上含むことがより好ましく、さらに80モル%以上含むことが好ましい。この場合、特定テトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物としては、脂環式テトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。 On the other hand, when the polymer included in the present invention is a polyimide, the tetracarboxylic dianhydride used for synthesizing the polymer is a specific tetracarboxylic dianhydride with respect to the total amount of the tetracarboxylic dianhydride. It is preferable to contain 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and further preferably 80 mol% or more. In this case, it is preferable to use an alicyclic tetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic dianhydride other than the specific tetracarboxylic dianhydride.
[ジアミン化合物]
本発明に含有されるポリアミック酸またはポリイミドを合成するために用いられるジアミン化合物としては、例えば下記式(III−1)および(III−2)
[Diamine compound]
Examples of the diamine compound used for synthesizing the polyamic acid or polyimide contained in the present invention include the following formulas (III-1) and (III-2):
(上式中、X1は、相互に独立に、単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−NHCO−、−CONH−、−S−、メチレン基、炭素数2〜6のアルキレン基またはフェニレン基であり、R7は炭素数10〜20のアルキル基、炭素数4〜40の脂環式骨格を有する1価の有機基または炭素数6〜20のフッ素原子を有する1価の有機基であり、R8は炭素数4〜40の脂環式骨格を有する2価の有機基である。)のそれぞれで表される化合物およびその他のジアミン化合物を挙げることができる。 (In the above formula, X 1 is independently of each other a single bond, —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —NHCO—, —CONH—, —S—, methylene group, carbon number, R 7 is an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms, a monovalent organic group having an alicyclic skeleton having 4 to 40 carbon atoms, or a fluorine atom having 6 to 20 carbon atoms. And R 8 is a divalent organic group having an alicyclic skeleton having 4 to 40 carbon atoms.) And other diamine compounds. it can.
上記式(III−1)において、R7で表される炭素数10〜20のアルキル基としては、例えばn−デシル基、n−ドデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基、n−エイコシル基などが挙げられる。炭素数4〜40の脂環式骨格を有する1価の有機基に含まれる脂環式骨格としては、例えばシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロデカンなどのシクロアルカン由来の脂環式骨格;ノルボルネン、アダマンタンなどの有橋脂環式骨格;ステロイド骨格などを挙げることができる。
ここで、ステロイド骨格とは、シクロペンタノ−ペルヒドロフェナントレン核からなる構造またはその炭素−炭素結合の一つもしくは二つ以上が二重結合となった骨格をいう。R7のステロイド骨格を有する1価の有機基としては、炭素数17〜40のものが好ましく、炭素数17〜29のものがより好ましい。かかるステロイド骨格を有するR7の具体例としては、例えばコレスタン−3−イル基、コレスタ−5−エン−3−イル基、コレスタ−24−エン−3−イル基、コレスタ−5,24−ジエン−3−イル基などを挙げることができる。
In the formula (III-1), examples of the alkyl group having 10 to 20 carbon atoms represented by R 7 include an n-decyl group, an n-dodecyl group, an n-pentadecyl group, an n-hexadecyl group, and an n-octadecyl group. Group, n-eicosyl group and the like. Examples of the alicyclic skeleton contained in the monovalent organic group having an alicyclic skeleton having 4 to 40 carbon atoms include alicyclic skeletons derived from cycloalkanes such as cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane and cyclodecane; norbornene and adamantane And the like, and the like.
Here, the steroid skeleton refers to a structure composed of a cyclopentano-perhydrophenanthrene nucleus or a skeleton in which one or more of its carbon-carbon bonds are double bonds. The monovalent organic group having a steroid skeleton of R 7 is preferably those having 17 to 40 carbon atoms, and more preferably those having 17 to 29 carbon atoms. Specific examples of R7 having such a steroid skeleton include, for example, cholestane-3-yl group, cholesta-5-en-3-yl group, cholesta-24-en-3-yl group, cholesta-5,24-diene- A 3-yl group etc. can be mentioned.
R7の脂環式骨格を有する1価の有機基は、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で置換されていてもよい。炭素数6〜20のフッ素原子を有する1価の有機基としては、例えばn−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基などの炭素数6〜20の直鎖状アルキル基;シクロヘキシル基、シクロオクチル基などの炭素数6〜20の脂環式炭化水素基;フェニル基、ビフェニル基などの炭素数6〜20の芳香族炭化水素基などの有機基における水素原子の一部または全部をフッ素原子またはフルオロアルキル基で置換した基などを挙げることができる(ただしR7の炭素数は、フルオロアルキル基の炭素を含めて20以下である。)。 In the monovalent organic group having an alicyclic skeleton of R 7 , part or all of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, preferably a fluorine atom. Examples of the monovalent organic group having a fluorine atom having 6 to 20 carbon atoms include a linear alkyl group having 6 to 20 carbon atoms such as an n-hexyl group, an n-octyl group, and an n-decyl group; A part or all of hydrogen atoms in an organic group such as an alicyclic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a cyclooctyl group; an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group and a biphenyl group is fluorine. Examples thereof include a group substituted with an atom or a fluoroalkyl group (however, the carbon number of R 7 is 20 or less including the carbon of the fluoroalkyl group).
上記式(III−1)におけるX1としては、−O−、−CO−、−COO−または−OCO−が好ましい。
上記式(III−1)で表されるジアミン化合物の具体例としては、例えばドデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ペンタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、ヘキサデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、オクタデカノキシ−2,4−ジアミノベンゼン、下記式(7)〜(22)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。
X 1 in the above formula (III-1) is preferably —O—, —CO—, —COO— or —OCO—.
Specific examples of the diamine compound represented by the above formula (III-1) include, for example, dodecanoxy-2,4-diaminobenzene, pentadecanoxy-2,4-diaminobenzene, hexadecanoxy-2,4-diaminobenzene, octadecanoxy-2. , 4-diaminobenzene, compounds represented by the following formulas (7) to (22), and the like.
上記式(III−2)において、R8で表される炭素数4〜40の脂環式骨格を有する2価の有機基に含まれる脂環式骨格としては、例えばシクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロデカンなどのシクロアルカン由来の脂環式骨格;ノルボルネン、アダマンタンなどの有橋脂環式骨格;ステロイド骨格などを挙げることができる。 In the above formula (III-2), examples of the alicyclic skeleton contained in the divalent organic group having an alicyclic skeleton having 4 to 40 carbon atoms represented by R 8 include cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, Examples thereof include alicyclic skeletons derived from cycloalkanes such as cyclodecane; bridged alicyclic skeletons such as norbornene and adamantane; steroid skeletons and the like.
ここで、ステロイド骨格は上記R7におけるステロイド骨格と同様である。R8のステロイド骨格を有する2価の有機基としては、炭素数17〜40のものが好ましく、炭素数17〜29のものがより好ましい。ステロイド骨格を有するR8の具体例としては、例えばコレスタン−3,3−ジイル基、コレスタン−3,6−ジイル基、コレスタ−5−エン−3,6−ジイル基、コレスタ−24−エン−3,6−ジイル基、コレスタ−5,24−ジエン−3,6−ジイル基などを挙げることができる。 Here, the steroid skeleton are the same as the steroid skeleton in the R 7. The divalent organic group having an R 8 steroid skeleton preferably has 17 to 40 carbon atoms, and more preferably has 17 to 29 carbon atoms. Specific examples of R 8 having a steroid skeleton include, for example, cholestane-3,3-diyl group, cholestane-3,6-diyl group, cholesta-5-ene-3,6-diyl group, cholesta-24-ene- Examples include 3,6-diyl group and cholesta-5,24-diene-3,6-diyl group.
R8の脂環式骨格を有する2価の有機基は、その水素原子の一部または全部がハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で置換されていてもよい。
上記式(III−2)で表されるジアミン化合物の具体例としては、例えば下記式(23)〜(27)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。
In the divalent organic group having an alicyclic skeleton of R 8 , part or all of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, preferably a fluorine atom.
Specific examples of the diamine compound represented by the above formula (III-2) include compounds represented by the following formulas (23) to (27).
上記その他のジアミン化合物としては、例えばp−フェニレンジアミン、2−メチル−1,4−フェニレンジアミン、2−エチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジエチル−1,4−フェニレンジアミン、2,3,5,6−テトラメチル−1,4−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メタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−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ホン、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、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジ(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノベンズアニリド、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノナフタレン、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、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[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)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]スルホン、1,4−ビス(4−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、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロアントラセン、2,7−ジアミノフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビ
フェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、1,4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4’−ビス[(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル、4−(4−n−ヘプチルシクロヘキシル)フェノキシ−2,4−ジアミノベンゼンなどの芳香族ジアミン;1,3−ビス(アミノメチル)ベンゼン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン;2,3−ジアミノピリジン、2,6−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリミジン、5,6−ジアミノ−2,3−ジシアノピラジン、5,6−ジアミノ−2,4−ジヒドロキシピリミジン、2,4−ジアミノ−6−ジメチルアミノ−1,3,5−トリアジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−1,3,5−トリアジン、4,6−ジアミノ−2−ビニル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−5−フェニルチアゾール、2,6−ジアミノプリン、5,6−ジアミノ−1,3−ジメチルウラシル、3,5−ジアミノ−1,2,4−トリアゾール、6,9−ジアミノ−2−エトキシアクリジンラクテート、3,8−ジアミノ−6−フェニルフェナントリジン、1,4−ジアミノピペラジン、3,6−ジアミノアクリジン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルアミンなどの、分子内に2つの1級アミノ基および該1級アミノ基以外の窒素原子を有するジアミン;
下記式(28)〜(30)
Examples of the other diamine compounds include p-phenylenediamine, 2-methyl-1,4-phenylenediamine, 2-ethyl-1,4-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine, , 5-diethyl-1,4-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl Ethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-di (trifluoromethyl) -4,4 '-Diaminobiphenyl, 2,2'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl 3,3′-di (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-diethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminobenzanilide, 4,4′- Diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 6- Amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′- Diaminobenzophenone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoro Propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 1, 4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -10 -Hydroanthracene, 2,7-diaminofluorene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4'-methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ', 5,5'-tetra Chloro-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-dichloro-4,4′-diamino-5,5′-dimethoxybiphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphe 1,4,4 ′-(p-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 2,2′-bis [4- (4-amino-2-trifluoro) Methylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4'-diamino-2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4'-bis [(4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy]- Aromatic diamines such as octafluorobiphenyl, 4- (4-n-heptylcyclohexyl) phenoxy-2,4-diaminobenzene; 1,3-bis (aminomethyl) benzene, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, Pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nona Aliphatic diamines such as tylenediamine; 2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, 2,4-diaminopyrimidine, 5,6-diamino-2,3-dicyanopyrazine, 5 , 6-diamino-2,4-dihydroxypyrimidine, 2,4-diamino-6-dimethylamino-1,3,5-triazine, 1,4-bis (3-aminopropyl) piperazine, 2,4-diamino- 6-isopropoxy-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-methoxy-1,3,5-triazine, 2,4-diamino-6-phenyl-1,3,5-triazine, 2 , 4-Diamino-6-methyl-s-triazine, 2,4-diamino-1,3,5-triazine, 4,6-diamino-2-vinyl-s-triazine, 2,4-diamidine No-5-phenylthiazole, 2,6-diaminopurine, 5,6-diamino-1,3-dimethyluracil, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 6,9-diamino-2-ethoxy Two primary amino acids in the molecule, such as acridine lactate, 3,8-diamino-6-phenylphenanthridine, 1,4-diaminopiperazine, 3,6-diaminoacridine, bis (4-aminophenyl) phenylamine And a diamine having a nitrogen atom other than the primary amino group;
The following formulas (28) to (30)
(上式中、R9は、それぞれ独立に、炭素数1〜12の炭化水素基であり、pは、それぞれ独立に、1〜3の整数であり、qは1〜20の整数であり、yは2〜12の整数であり、zは1〜5の整数である。)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。 (In the above formula, each R 9 is independently a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, p is each independently an integer of 1 to 3, q is an integer of 1 to 20, y is an integer of 2 to 12, and z is an integer of 1 to 5).
上記その他のジアミン化合物としてはp−フェニレンジアミン、2−メチル−1,4−フェニレンジアミン、2−エチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−1,4−フェニレンジアミン、2,5−ジエチル−1,4−フェニレンジアミン、2,3,5,6−テトラメチル−1,4−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、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、2,2’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジ(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,6−ジアミノピリジンまたは3,4−ジアミノピリジンが好ましい。 Examples of the other diamine compounds include p-phenylenediamine, 2-methyl-1,4-phenylenediamine, 2-ethyl-1,4-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-1,4-phenylenediamine, 2,5 -Diethyl-1,4-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl 2,2′-di (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-diethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl 3,3′-diethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-di (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′- Aminodiphenyl ether, 4,4′-diaminobenzophenone, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2,6-diaminopyridine or 3,4- Diaminopyridine is preferred.
上記ジアミン化合物は1種単独で使用することができ、あるいは2種以上を混合して使用することができる。 The said diamine compound can be used individually by 1 type, or can mix and use 2 or more types.
[ポリアミック酸の合成]
本発明のアルカリ可溶性樹脂が含有することのできるポリアミック酸は、上記の如きテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させることにより得ることができる。
ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンの使用割合は、ジアミンのアミノ基1当量に対してテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が0.2〜2.0当量となる割合が好ましく、より好ましくは0.8〜1.2当量となる割合である。ポリアミック酸の合成反応は、好ましくは有機溶媒中において、好ましくは−20℃〜150℃、より好ましくは0〜100℃の温度条件下にて、好ましくは0.5〜24時間、より好ましくは2〜10時間行われる。
[Synthesis of polyamic acid]
The polyamic acid that can be contained in the alkali-soluble resin of the present invention can be obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride as described above with a diamine compound.
The ratio of tetracarboxylic dianhydride and diamine used in the polyamic acid synthesis reaction is such that the acid anhydride group of tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2.0 with respect to 1 equivalent of amino group of diamine. The ratio which becomes an equivalent is preferable, More preferably, it is the ratio which becomes 0.8-1.2 equivalent. The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent, preferably at −20 ° C. to 150 ° C., more preferably at 0 to 100 ° C., preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 2 For 10 hours.
ここで使用することのできる有機溶媒としては、合成されるポリアミック酸を溶解できるものであれば特に制限はなく、例えば1−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどの非プロトン系極性溶媒;m−クレゾール、キシレノール、フェノール、ハロゲン化フェノールなどのフェノール系溶媒などを例示することができる。有機溶媒の使用量(α)は、テトラカルボン酸二無水物およびジアミン化合物の総量(β)が、反応溶液の全量(α+β)に対して0.1〜30質量%になるような量であることが好ましい。
上記有機溶媒はその使用量の一部を、ポリアミック酸の貧溶媒であるアルコール、ケトン、エステル、エーテル、ハロゲン化炭化水素、炭化水素などにより、生成するポリアミック酸が析出しない範囲で置き換えて使用することができる。
The organic solvent that can be used here is not particularly limited as long as it can dissolve the synthesized polyamic acid. For example, 1-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethyl is used. Examples include aprotic polar solvents such as formamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea and hexamethylphosphortriamide; and phenolic solvents such as m-cresol, xylenol, phenol and halogenated phenol. The amount of organic solvent used (α) is such that the total amount (β) of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound is 0.1 to 30% by mass with respect to the total amount (α + β) of the reaction solution. It is preferable.
The above-mentioned organic solvent is used by replacing a part of the amount used with a poor solvent for polyamic acid, such as alcohol, ketone, ester, ether, halogenated hydrocarbon, hydrocarbon, etc., so long as the generated polyamic acid does not precipitate. be able to.
かかる貧溶媒の具体例としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネ−ト、エチルエトキシプロピオネ−ト、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコール−i−プロピルエーテル、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、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エチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、1,4−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを挙げることができる。
有機溶媒の一部を貧溶媒で置き換えて使用する場合、貧溶媒の使用量としては、有機溶媒の全量に対して好ましくは50質量%以下である。
Specific examples of the poor solvent include, for example, methanol, ethanol, isopropanol, cyclohexanol, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, ethylene glycol. Monomethyl ether, ethyl lactate, butyl lactate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate, diethyl oxalate, diethyl malonate, Diethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol-i-propyl ether Ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, tetrahydrofuran, dichloromethane, 1, Examples include 2-dichloroethane, 1,4-dichlorobutane, trichloroethane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, hexane, heptane, octane, benzene, toluene, and xylene.
When a part of the organic solvent is replaced with a poor solvent, the amount of the poor solvent used is preferably 50% by mass or less based on the total amount of the organic solvent.
以上のようにして、ポリアミック酸を溶解してなる反応溶液が得られる。このポリアミック酸溶液は、これをそのまま次工程の脱水閉環反応に供してもよく、反応溶液中に含まれるポリアミック酸を単離したうえで脱水閉環反応に供してもよく、または単離したポリアミック酸を精製したうえで脱水閉環反応に供してもよい。ポリアミック酸の単離は、上記のポリアミック酸溶液を大量の貧溶媒中に注いで析出物を得、この析出物を減圧下乾燥する方法、あるいは、ポリアミック酸溶液をエバポレーターで減圧留去する方法により行うことができる。また、このようにして得たポリアミック酸を再び有機溶媒に溶解し、次いで貧溶媒で析出させる方法、あるいは、エバポレーターで減圧留去する工程を1回または数回行う方法により、ポリアミック酸を精製することができる。 As described above, a reaction solution obtained by dissolving polyamic acid is obtained. This polyamic acid solution may be used for the dehydration ring-closing reaction in the next step as it is, may be subjected to the dehydration ring-closing reaction after isolating the polyamic acid contained in the reaction solution, or the isolated polyamic acid May be subjected to a dehydration ring closure reaction after purification. The polyamic acid is isolated by pouring the above polyamic acid solution into a large amount of poor solvent to obtain a precipitate, and drying this precipitate under reduced pressure, or by distilling the polyamic acid solution under reduced pressure with an evaporator. It can be carried out. Also, the polyamic acid is purified by a method in which the polyamic acid thus obtained is dissolved again in an organic solvent and then precipitated in a poor solvent, or a method in which the step of distilling off with an evaporator under reduced pressure is performed once or several times. be able to.
[ポリイミドの合成]
本発明のアルカリ可溶性樹脂が含有することのできるポリイミドは、上記ポリアミック酸を脱水閉環することにより合成することができる。本発明のアルカリ可溶性樹脂で用いるポリイミドは、ポリアミック酸の有するアミック酸構造の全部をイミド化した完全イミド化物であってもよく、あるいはアミック酸構造のうちの一部のみをイミド化し、アミック酸構造とイミド構造とが併存する部分イミド化物であってもよい。本発明のアルカリ可溶性樹脂に含有される重合体がポリイミドである場合、そのイミド化率は40%以上であることが好ましい。ここで「イミド化率」とは、重合体中のアミック酸構造およびイミド構造の総数に占めるイミド構造数の割合を百分率で表した値をいう。イミド化率は、十分に乾燥したポリイミドを適当な重水素化溶媒、例えば重水素化ジメチルスルホキシド、に溶解し、テトラメチルシランを基準物質として室温にて測定した1H−NMRから、下記数式(i)
[Synthesis of polyimide]
The polyimide that can be contained in the alkali-soluble resin of the present invention can be synthesized by dehydrating and ring-closing the polyamic acid. The polyimide used in the alkali-soluble resin of the present invention may be a completely imidized product in which all of the amic acid structure of the polyamic acid is imidized, or only a part of the amic acid structure is imidized to form an amic acid structure. And a partially imidized product in which an imide structure coexists. When the polymer contained in the alkali-soluble resin of the present invention is polyimide, the imidation ratio is preferably 40% or more. Here, the “imidation ratio” refers to a value representing the percentage of the number of imide structures in the total number of amic acid structures and imide structures in the polymer. The imidation ratio was calculated from 1 H-NMR obtained by dissolving sufficiently dried polyimide in a suitable deuterated solvent such as deuterated dimethyl sulfoxide and measuring at room temperature using tetramethylsilane as a reference substance. i)
(数式(i)中、A1はNH基のプロトン由来のピーク面積(10ppm付近)であり、A2は芳香環のプロトン由来のピーク面積(7〜8ppm)であり、αは重合体の前駆体(ポリアミック酸)におけるNH基のプロトン1個に対する芳香環のプロトン個数の割合である。)により求めることができる。 (In Formula (i), A1 is a peak area derived from protons of NH groups (around 10 ppm), A2 is a peak area derived from protons of aromatic rings (7 to 8 ppm), and α is a precursor of a polymer ( It is the ratio of the number of protons in the aromatic ring to one proton in the NH group in the polyamic acid).
ポリアミック酸の脱水閉環は、(1)ポリアミック酸を加熱する方法により、または(2)ポリアミック酸を有機溶媒に溶解しこの溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加し必要に応じて加熱する方法により行うことができる。
上記(1)のポリアミック酸を加熱する方法における反応温度は、好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは60〜170℃である。反応温度が50℃未満では脱水閉環反応が十分に進行せず、反応温度が200℃を超えると得られるポリイミドの分子量が低下することがある。反応時間は好ましくは0.5〜72時間であり、より好ましくは1〜10時間である。
The polyamic acid is dehydrated and closed by (1) a method in which the polyamic acid is heated, or (2) a method in which the polyamic acid is dissolved in an organic solvent and a dehydrating agent and a dehydrated ring-closing catalyst are added to the solution and heated as necessary. Can be performed.
The reaction temperature in the method of heating the polyamic acid (1) is preferably 50 to 200 ° C, more preferably 60 to 170 ° C. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the dehydration ring-closing reaction does not proceed sufficiently, and when the reaction temperature exceeds 200 ° C., the molecular weight of the resulting polyimide may decrease. The reaction time is preferably 0.5 to 72 hours, more preferably 1 to 10 hours.
一方、上記(2)のポリアミック酸の溶液中に脱水剤および脱水閉環触媒を添加する方法において、脱水剤としては、例えば無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸などの酸無水物を用いることができる。脱水剤の使用量は、所望するイミド化率によるが、ポリアミック酸の有するアミック酸構造の1モルに対して0.01〜20モルとするのが好ましい。脱水閉環触媒としては、例えばピリジン、コリジン、ルチジン、トリエチルアミンなどの3級アミンを用いることができる。しかし、これらに限定されるものではない。脱水閉環触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01〜10モルとするのが好ましい。イミド化率は上記の脱水剤、脱水閉環剤の使用量が多いほど高くすることができる。脱水閉環反応に用いられる有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成に用いられるものとして例示した有機溶媒と同じものを挙げることができる。
脱水閉環反応の反応温度は、好ましくは0〜180℃であり、より好ましくは10〜150℃である。反応時間は好ましくは1〜12時間であり、より好ましくは1〜6時間である。
On the other hand, in the method of adding a dehydrating agent and a dehydrating ring closure catalyst to the polyamic acid solution of (2) above, as the dehydrating agent, for example, an acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, or trifluoroacetic anhydride is used. Can do. Although the usage-amount of a dehydrating agent is based on the desired imidation rate, it is preferable to set it as 0.01-20 mol with respect to 1 mol of the amic acid structure which polyamic acid has. As the dehydration ring closure catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and triethylamine can be used. However, it is not limited to these. The amount of the dehydration ring-closing catalyst used is preferably 0.01 to 10 mol with respect to 1 mol of the dehydrating agent used. The imidation rate can be increased as the amount of the above dehydrating agent and dehydrating ring-closing agent increases. Examples of the organic solvent used in the dehydration ring closure reaction include the same organic solvents as exemplified for use in the synthesis of polyamic acid.
The reaction temperature of the dehydration ring closure reaction is preferably 0 to 180 ° C, more preferably 10 to 150 ° C. The reaction time is preferably 1 to 12 hours, more preferably 1 to 6 hours.
上記方法(1)において得られるイミド化重合体は、これをそのまま調製に供してもよく、あるいは得られるイミド化重合体を精製したうえで調製に供してもよい。一方、上記方法(2)においてはイミド化重合体を含有する反応溶液が得られる。この反応溶液は、これをそのまま調製に供してもよく、反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除いたうえで調製に供してもよく、イミド化重合体を単離したうえで調製に供してもよく、または単離したイミド化重合体を精製したうえで調製に供してもよい。反応溶液から脱水剤及び脱水閉環触媒を除くには、例えば溶媒置換などの方法を適用することができる。イミド化重合体の単離、精製は、ポリアミック酸の単離、精製方法として上記したのと同様の操作を行うことにより行うことができる。 The imidized polymer obtained in the above method (1) may be subjected to preparation as it is, or may be subjected to preparation after purifying the obtained imidized polymer. On the other hand, in the above method (2), a reaction solution containing an imidized polymer is obtained. This reaction solution may be used for preparation as it is, may be used for preparation after removing the dehydrating agent and the dehydration ring-closing catalyst from the reaction solution, and may be used for preparation after isolating the imidized polymer. Alternatively, the isolated imidized polymer may be purified and subjected to preparation. In order to remove the dehydrating agent and the dehydrating ring-closing catalyst from the reaction solution, for example, a method such as solvent replacement can be applied. Isolation and purification of the imidized polymer can be performed by performing the same operations as described above as the method for isolating and purifying the polyamic acid.
[末端修飾型の重合体]
本発明のアルカリ可溶性樹脂で使用されるポリアミック酸またはポリイミドは、分子量が調節された末端修飾型のものであってもよい。末端修飾型の重合体を用いることにより、本発明の効果が損なわれることなく塗布特性などをより改善することができる。
このような末端修飾型の重合体は、ポリアミック酸を合成する際に、酸一無水物、モノアミン化合物、モノイソシアネート化合物などの適当な分子量調節剤を反応系に添加することにより合成することができる。ここで、酸一無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水イタコン酸、n−デシルサクシニック酸無水物、n−ドデシルサクシニック酸無水物、n−テトラデシルサクシニック酸無水物、n−ヘキサデシルサクシニック酸無水物などを挙げることができる。モノアミン化合物としては、例えばアニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ペンタデシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシルアミン、n−エイコシルアミンなどを挙げることができる。モノイソシアネート化合物としては、例えばフェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネートなどを挙げることができる。
[End-modified polymer]
The polyamic acid or polyimide used in the alkali-soluble resin of the present invention may be of a terminal modified type whose molecular weight is adjusted. By using a terminal-modified polymer, the coating properties and the like can be further improved without impairing the effects of the present invention.
Such a terminal-modified polymer can be synthesized by adding an appropriate molecular weight regulator such as acid monoanhydride, monoamine compound, monoisocyanate compound to the reaction system when synthesizing polyamic acid. . Here, as the acid monoanhydride, for example, maleic anhydride, phthalic anhydride, itaconic anhydride, n-decyl succinic anhydride, n-dodecyl succinic anhydride, n-tetradecyl succinic anhydride , N-hexadecyl succinic anhydride and the like. Examples of the monoamine compound include aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine, n -Dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-pentadecylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine . Examples of the monoisocyanate compound include phenyl isocyanate and naphthyl isocyanate.
分子量調節剤の使用割合としては、ポリアミック酸を合成する際に用いるテトラカルボン酸二無水物およびジアミンの合計100質量部に対して、好ましくは20質量部以下であり、より好ましくは10質量部以下である。
以上のようにして得られるポリアミック酸またはイミド化重合体は、濃度10重量%の溶液としたときに、20〜800mPa・sの溶液粘度を持つものであることが好ましく、30〜500mPa・sの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。
上記重合体の溶液粘度(mPa・s)は、当該重合体の良溶媒(例えばγ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなど)を用いて調製した濃度10質量%の重合体溶液につき、E型回転粘度計を用いて25℃において測定した値である。
The use ratio of the molecular weight regulator is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass in total of the tetracarboxylic dianhydride and diamine used when the polyamic acid is synthesized. It is.
The polyamic acid or imidized polymer obtained as described above preferably has a solution viscosity of 20 to 800 mPa · s, when it is made into a solution having a concentration of 10% by weight, and preferably has a solution viscosity of 30 to 500 mPa · s. More preferably, it has a solution viscosity.
The solution viscosity (mPa · s) of the above polymer is E for a polymer solution having a concentration of 10% by mass prepared using a good solvent for the polymer (for example, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). It is a value measured at 25 ° C. using a mold rotational viscometer.
本発明の[A]成分は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させて得られるポリアミック酸およびこれを脱水閉環して得られるポリイミドよりなる群から選択される重合体であり、好ましくは、ポリイミドとポリアミック酸を併用することが望ましい。ポリイミド単独の使用では、現像性が乏しく、ポリアミック酸単独では、電圧保持率を低下させる原因となる。ポリイミドとポリアミック酸の使用合計量を100質量部とした時好ましい使用量の比率の範囲は、好ましくはポリイミド:ポリアミック酸=1:99〜50:50の質量比の範囲であり、より好ましくはポリイミド:ポリアミック酸=10:90〜30:70の質量比の範囲である。ポリイミドとポリアミック酸の質量比の範囲が、1:99〜50:50の質量比の範囲であるとき、現像性と電圧保持率が高度にバランスされた感放射線性樹脂組成物を得ることができる。 [A] component of the present invention is a polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing this, preferably It is desirable to use polyimide and polyamic acid in combination. When polyimide is used alone, developability is poor, and polyamic acid alone causes a decrease in voltage holding ratio. When the total amount of polyimide and polyamic acid used is 100 parts by mass, the preferred range of the amount used is preferably a mass ratio of polyimide: polyamic acid = 1: 99 to 50:50, more preferably polyimide. : Polyamic acid = range of mass ratio of 10:90 to 30:70. When the mass ratio of the polyimide and the polyamic acid is in the range of 1:99 to 50:50, a radiation sensitive resin composition in which developability and voltage holding ratio are highly balanced can be obtained. .
[B]1,2−キノンジアジド化合物
本発明の感放射線性樹脂組成物に用いられる1,2−キノンジアジド化合物(以下、[B]成分とも言う。)は、放射線の照射によりカルボン酸を発生する1,2−キノンジアジド化合物である。1,2−キノンジアジド化合物として、フェノール性化合物又はアルコール性化合物(以下、「母核」という。)と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物を用いることができる。
[B] 1,2-quinonediazide compound
The 1,2-quinonediazide compound (hereinafter also referred to as [B] component) used in the radiation-sensitive resin composition of the present invention is a 1,2-quinonediazide compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation. As the 1,2-quinonediazide compound, a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide can be used.
上記母核としては、例えばトリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、(ポリヒドロキシフェニル)アルカン、その他の母核を挙げることができる。 Examples of the mother nucleus include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other mother nuclei.
これらの母核としては、
トリヒドロキシベンゾフェノンとして、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン等;
テトラヒドロキシベンゾフェノンとして、例えば2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3’−テトラ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、2,3,4,2’−テトラヒドロキシ−4’−メチルベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシ−3’−メトキシベンゾフェノン等;
ペンタヒドロキシベンゾフェノンとして、例えば2,3,4,2’,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等;
ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとして、例えば2,4,6,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、3,4,5,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等;
As these mother cores,
Examples of trihydroxybenzophenone include 2,3,4-trihydroxybenzophenone and 2,4,6-trihydroxybenzophenone;
Examples of tetrahydroxybenzophenone include 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3, 4,2′-tetrahydroxy-4′-methylbenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxy-3′-methoxybenzophenone, etc .;
Examples of pentahydroxybenzophenone include 2,3,4,2 ′, 6′-pentahydroxybenzophenone and the like;
Examples of hexahydroxybenzophenone include 2,4,6,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, 3,4,5,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone and the like;
(ポリヒドロキシフェニル)アルカンとして、例えばビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、トリ(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリ(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン、4,4’−〔1−〔4−〔1−〔4−ヒドロキシフェニル〕−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノール、ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインデン−5,6,7,5’,6’,7’−ヘキサノール、2,2,4−トリメチル−7,2’,4’−トリヒドロキシフラバン等; Examples of (polyhydroxyphenyl) alkanes include bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) methane, tri (p-hydroxyphenyl) methane, and 1,1,1-tri (p-hydroxyphenyl). ) Ethane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 1,1,3-tris (2,5-dimethyl-4) -Hydroxyphenyl) -3-phenylpropane, 4,4 '-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, bis (2,5-dimethyl- 4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindene 5,6,7,5 ', 6', 7'-hexanol, 2,2,4-trimethyl -7,2 ', 4'-trihydroxy flavan like;
その他の母核として、例えば2−メチル−2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4−(4−ヒドロキシフェニル)−7−ヒドロキシクロマン、2−[ビス{(5−イソプロピル−4−ヒドロキシ−2−メチル)フェニル}メチル]、1−[1−(3−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−4,6−ジヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]−3−(1−(3−{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−4,6−ジヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)ベンゼン、4,6−ビス{1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル}−1,3−ジヒドロキシベンゼンが挙げられる。 As other mother nucleus, for example, 2-methyl-2- (2,4-dihydroxyphenyl) -4- (4-hydroxyphenyl) -7-hydroxychroman, 2- [bis {(5-isopropyl-4-hydroxy- 2-methyl) phenyl} methyl], 1- [1- (3- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -4,6-dihydroxyphenyl) -1-methylethyl] -3- ( 1- (3- {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -4,6-dihydroxyphenyl) -1-methylethyl) benzene, 4,6-bis {1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl} -1,3-dihydroxybenzene.
これらの母核のうち、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、1,1,1−トリ(p−ヒドロキシフェニル)エタン、4,4’−〔1−〔4−〔1−〔4−ヒドロキシフェニル〕−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノールが好ましい。 Among these mother nuclei, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 1,1,1-tri (p-hydroxyphenyl) ethane, 4,4 ′-[1- [4- [1- [ 4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol is preferred.
また、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましい。1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドの具体例としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロリド及び1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを挙げることができる。この中でも、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを使用することが特に好ましい。 The 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide is preferably 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride. Specific examples of 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride include 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid chloride and 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride. Among these, it is particularly preferable to use 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride.
フェノール性化合物又はアルコール性化合物(母核)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物またはアルコール性化合物中のOH基数に対して、好ましくは30〜85モル%、より好ましくは50〜70モル%に相当する1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。縮合反応は、公知の方法によって実施することができる。 In the condensation reaction of the phenolic compound or alcoholic compound (mother nucleus) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide, preferably 30 to 85 moles relative to the number of OH groups in the phenolic compound or alcoholic compound. %, More preferably 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide corresponding to 50 to 70 mol% can be used. The condensation reaction can be carried out by a known method.
また、1,2−キノンジアジド化合物としては、上記例示した母核のエステル結合をアミド結合に変更した1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド類、例えば2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸アミド等も好適に使用される。 Further, as the 1,2-quinonediazide compound, 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid amides in which the ester bond of the mother nucleus exemplified above is changed to an amide bond, for example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2 -Naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid amide etc. are also used suitably.
これらの[B]成分は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。感放射線性樹脂組成物における[B]成分の使用割合は、[A]成分のアルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは5〜100質量部であり、より好ましくは10〜50質量部である。[B]成分の使用割合が5〜100質量部の時、現像液となるアルカリ水溶液に対する放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差が大きく、パターニング性能が良好となり、また得られる層間絶縁膜の耐溶剤性も良好となる。 These [B] components can be used individually or in combination of 2 or more types. The use ratio of the [B] component in the radiation-sensitive resin composition is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin of the [A] component. is there. When the proportion of the component [B] used is 5 to 100 parts by mass, the difference in solubility between the irradiated portion and the unirradiated portion with respect to the alkaline aqueous solution serving as the developer is large, the patterning performance is improved, and the obtained interlayer insulation The solvent resistance of the film is also good.
[C]分子内に少なくとも1つ以上のエポキシ基を有する化合物
本発明の感放射線性樹脂組成物に用いられる分子内に少なくとも1つ以上のエポキシ基を有する化合物(以下、[C]成分とも言う。)は、得られる硬化膜の表面硬度の向上、耐溶剤性、耐熱性の向上に効果がある。
上記エポキシ化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2−ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6−テトラグリシジル−2,4−ヘキサンジオール、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−p−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4、4’−ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4、4’−ジアミノジフェニルエーテル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,2−ジアミノシクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,3−ジアミノシクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−1,4−ジアミノシクロヘキサン、ビス(N,N−ジグリシジル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(N,N−ジグリシジル−2−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(N,N−ジグリシジル−3−メチル−−4−アミノシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン、1,4−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン、1,3,5−トリス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,3,5−トリス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン、下記式(31)〜(35)のそれぞれで表される化合物などを挙げることができる。これらエポキシ化合物の配合割合は、[A]成分の合計量(含有されているポリアミック酸およびそのイミド化重合体の合計量をいう。以下同じ。)100質量部に対して、好ましくは0.1〜40質量部であり、より好ましくは0.5〜30質量部である。[C]成分の添加量の範囲が、0.1〜40質量部の時、感放射線性樹脂組成物の保存安定性が良好であるとともに、得られる硬化膜の表面硬度、耐溶剤性、耐熱性の向上に効果がある。
[C] Compound having at least one epoxy group in the molecule Compound having at least one epoxy group in the molecule used for the radiation-sensitive resin composition of the present invention (hereinafter also referred to as [C] component) .) Is effective in improving the surface hardness, solvent resistance and heat resistance of the resulting cured film.
Examples of the epoxy compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, and 1,6-hexane. Diol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N, N, N ′, N′— Tetraglycidyl-p-phenylenediamine, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-phenylenediamine, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodi Phenylmethane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-diaminodiphenyl ether, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,2′-dimethyl-4,4′-diamino Biphenyl, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-1,2-diaminocyclohexane, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-1,3-diaminocyclohexane, N, N, N ′, N '-Tetraglycidyl-1,4-diaminocyclohexane, bis (N, N-diglycidyl-4-aminocyclohexyl) methane, bis (N, N-diglycidyl-2-methyl-4-aminocyclohexyl) methane, bis (N, N-diglycidyl-3-methyl-4-aminocyclohexyl) methane, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) benzene, 1,4-bis (N, N-diglycidylaminomethyl) benzene, 1,3,5-tris Examples include (N, N-diglycidylaminomethyl) cyclohexane, 1,3,5-tris (N, N-diglycidylaminomethyl) benzene, and compounds represented by the following formulas (31) to (35). be able to. The blending ratio of these epoxy compounds is preferably 0.1 with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component [A] (referred to as the total amount of contained polyamic acid and its imidized polymer). It is -40 mass parts, More preferably, it is 0.5-30 mass parts. When the addition amount of the component [C] is 0.1 to 40 parts by mass, the storage stability of the radiation-sensitive resin composition is good and the surface hardness, solvent resistance, and heat resistance of the resulting cured film are obtained. It is effective in improving the sex.
[任意添加剤]
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記の[A]成分、[B]成分、[C]成分を必須成分として含有するが、その他必要に応じて[D]少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物(以下、[D]成分とも言う。)、[E]界面活性剤(以下、[E]成分とも言う。)、[F]密着助剤(以下、[F]成分とも言う。)を含有することができる。以下に[D]成分、[E]成分、[F]成分について詳細に説明する。
[Optional additives]
The radiation-sensitive resin composition of the present invention contains the above-mentioned [A] component, [B] component, and [C] component as essential components, but [D] at least one ethylenically non-reactive component as necessary. A polymerizable compound having a saturated double bond (hereinafter also referred to as [D] component), [E] surfactant (hereinafter also referred to as [E] component), [F] adhesion assistant (hereinafter referred to as [F] ] Component)). The [D] component, [E] component, and [F] component will be described in detail below.
まず[D]成分について、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物としては、例えば単官能(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレート、3官能以上の(メタ)アクリレートを好適に用いることができる。 First, regarding the component [D], as the polymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond, for example, monofunctional (meth) acrylate, bifunctional (meth) acrylate, trifunctional or higher (meth) acrylate, and the like. It can be used suitably.
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレートなどが挙げられる。これらの単官能(メタ)アクリレートの市販品の例としては、アロニックスM−101、同M−111、同M−114(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD TC−110S、同TC−120S(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート158、同2311(以上、大阪有機化学工業(株)製)等が挙げられる。 Examples of the monofunctional (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, carbitol (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, and 2- (meth) acryloyloxyethyl- Examples include 2-hydroxypropyl phthalate. Examples of commercial products of these monofunctional (meth) acrylates include Aronix M-101, M-111, M-114 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TC-110S, TC-120S. (Nippon Kayaku Co., Ltd.), Biscote 158, 2311 (Osaka Organic Chemical Co., Ltd.) and the like.
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートなどが挙げられる。これらの2官能(メタ)アクリレートの市販品としては、例えばアロニックスM−210、同M−240、同M−6200(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD HDDA、同HX−220、同R−604(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業(株)製)などが挙げられる。 Examples of the bifunctional (meth) acrylate include ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, Examples include tetraethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenoxyethanol full orange acrylate, and bisphenoxyethanol full orange acrylate. As a commercial item of these bifunctional (meth) acrylates, for example, Aronix M-210, M-240, M-6200 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD HDDA, HX-220, R -604 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Viscoat 260, 312, and 335HP (manufactured by Osaka Organic Chemical Industries, Ltd.).
3官能以上の(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)フォスフェート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの3官能以上の(メタ)アクリレートの市販品としては、例えばアロニックスM−309、同M−400、同M−405、同M−450、同M−7100、同M−8030、同M−8060(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD TMPTA、同DPHA、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同DPCA−120(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400(以上、大阪有機化学工業(株)製)などが挙げられる。 Examples of the tri- or more functional (meth) acrylate include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tri ((meth) acryloyloxyethyl) phosphate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, di Examples include pentaerythritol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. Commercially available products of these tri- or higher functional (meth) acrylates include, for example, Aronix M-309, M-400, M-405, M-450, M-7100, M-8030, and M- 8060 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TMPTA, DPHA, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-60, DPCA-120 (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.), Biscoat 295, 300, 360, GPT, 3PA, 400 (above, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.).
これらのメタ(アクリレート)類のうち、感放射線性樹脂組成物の硬化性の改善の観点から、3官能以上の(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。その中でも、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが特に好ましい。これらの単官能、2官能又は3官能以上の(メタ)アクリレートは、単独であるいは組み合わせて用いられる。 Of these meth (acrylates), trifunctional or higher functional (meth) acrylates are preferably used from the viewpoint of improving the curability of the radiation-sensitive resin composition. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate are particularly preferable. These monofunctional, bifunctional, or trifunctional or higher (meth) acrylates are used alone or in combination.
感放射線性樹脂組成物における[D]成分の使用割合は、[A]成分100質量部に対して、好ましくは1〜50質量部、より好ましくは5〜30質量部以下である。1〜50質量部の添加量範囲の[D]成分を含有させることにより、感放射線性樹脂組成物の硬化性を向上させることができると共に、基板上への塗膜形成工程における膜荒れの発生を抑制することが可能となる。 The ratio of the [D] component used in the radiation-sensitive resin composition is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] component. Inclusion of the [D] component in the range of 1 to 50 parts by mass can improve the curability of the radiation-sensitive resin composition and cause film roughness in the coating film forming process on the substrate. Can be suppressed.
感放射線性樹脂組成物には、塗膜形成時の塗布性をさらに向上させるため、[E]成分として界面活性剤を使用することができる。好適に用いることができる界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤が挙げられる。 In the radiation-sensitive resin composition, a surfactant can be used as the [E] component in order to further improve the coating property at the time of coating film formation. Examples of the surfactant that can be suitably used include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a nonionic surfactant.
フッ素系界面活性剤の例としては、1,1,2,2−テトラフルオロオクチル(1,1,2,2−テトラフルオロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフルオロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフルオロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフルオロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロペンチル)エーテル等のフルオロエーテル類;パーフルオロドデシルスルホン酸ナトリウム;1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフルオロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロデカン等のフルオロアルカン類;フルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム類;フルオロアルキルオキシエチレンエーテル類;フルオロアルキルアンモニウムヨージド類;フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル類;パーフルオロアルキルポリオキシエタノール類;パーフルオロアルキルアルコキシレート類;フッ素系アルキルエステル類等を挙げることができる。 Examples of fluorosurfactants include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl hexyl ether, Octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1,1,1) 2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether and other fluoroethers; sodium perfluorododecylsulfonate; 1,1,2 , 2,8,8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexaph Fluoroalkanes such as orodecane; sodium fluoroalkylbenzenesulfonates; fluoroalkyloxyethylene ethers; fluoroalkylammonium iodides; fluoroalkylpolyoxyethylene ethers; perfluoroalkylpolyoxyethanols; perfluoroalkylalkoxylates And fluorine-based alkyl esters.
これらのフッ素系界面活性剤の市販品としては、BM−1000、BM−1100(以上、BM Chemie社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、同F178、同F191、同F471(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC−170C、FC−171、FC−430、FC−431(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145、同S−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)などが挙げられる。 Commercially available products of these fluorosurfactants include BM-1000, BM-1100 (manufactured by BM Chemie), MegaFack F142D, F172, F173, F183, F178, F191, F191, and F471. (Above, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Florard FC-170C, FC-171, FC-430, FC-431 (above, Sumitomo 3M Limited), Surflon S-112, S-113 S-131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (Manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Ftop EF301, 303, 352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.) and the like.
シリコーン系界面活性剤の具体例としては、市販されている商品名で、DC3PA、DC7PA、FS−1265、SF−8428、SH11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH−190、SH−193、SZ−6032、SH 8400 FLUID(以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4446、TSF−4460、TSF−4452(以上、GE東芝シリコーン(株)製)等を挙げることができる。 Specific examples of the silicone-based surfactant include commercially available product names such as DC3PA, DC7PA, FS-1265, SF-8428, SH11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, SH-190, SH-193, SZ. -6032, SH 8400 FLUID (above, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4442 (above, GE Toshiba Silicone) For example).
ノニオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類;(メタ)アクリル酸系共重合体類などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤の代表的な市販品としては、ポリフローNo.57、95(共栄社化学(株)製)が挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, and the like. Polyoxyethylene aryl ethers; polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate; (meth) acrylic acid copolymers and the like. As a typical commercially available nonionic surfactant, Polyflow No. 57, 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
感放射線性樹脂組成物において、[E]成分の界面活性剤は、[A]成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜5質量部、より好ましくは0.1〜2質量部で用いられる。[E]成分の添加量の範囲が0.01〜5質量部の時、塗膜を形成する際の膜荒れを抑制することができる。 In the radiation sensitive resin composition, the surfactant of the [E] component is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the [A] component. Used. [E] When the range of the addition amount of the component is 0.01 to 5 parts by mass, it is possible to suppress film roughness when forming a coating film.
本発明の感放射線性樹脂組成物においては、基板との接着性を向上させるために[F]成分である密着助剤を使用することができる。このような密着助剤としては、官能性シランカップリング剤が好ましく使用される。官能性シランカップリング剤の例としては、カルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基(好ましくはオキシラニル基)等の反応性置換基を有するシランカップリング剤などが挙げられる。官能性シランカップリング剤の具体例としては、トリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エトキシカルボニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−トリエトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、N−トリメトキシシリルプロピルトリエチレントリアミン、10−トリメトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、10−トリエトキシシリル−1,4,7−トリアザデカン、9−トリメトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(N−アリルーNーグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができる。このような密着助剤は、[A]成分100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部、より好ましくは3〜15質量部で用いられる。密着助剤の添加量の範囲が、1〜20質量部の時、形成される層間絶縁膜と基体との密着性が改善される。 In the radiation sensitive resin composition of this invention, in order to improve adhesiveness with a board | substrate, the adhesion assistant which is a [F] component can be used. As such an adhesion assistant, a functional silane coupling agent is preferably used. Examples of functional silane coupling agents include silane coupling agents having reactive substituents such as carboxyl groups, methacryloyl groups, isocyanate groups, and epoxy groups (preferably oxiranyl groups). Specific examples of functional silane coupling agents include trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-aminopropyltrimethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxy Silane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropi Triethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-ethoxycarbonyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-triethoxysilylpropyltriethylenetriamine, N-trimethoxysilylpropyltriethylenetriamine, 10-trimethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 10-triethoxysilyl-1,4,7-triazadecane, 9-trimethoxysilyl-3,6-diazanonyl acetate, 9-triethoxysilyl-3 , 6-diazanonyl acetate, N-benzyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-benzyl-3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3- Aminopropyltrie Toxisilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-bis (oxyethylene) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (N-allyl-N-glycidyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3 -(N, N-diglycidyl) aminopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. Such an adhesion assistant is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by mass, more preferably 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component [A]. When the range of the addition amount of the adhesion assistant is 1 to 20 parts by mass, the adhesion between the formed interlayer insulating film and the substrate is improved.
本発明に使用される有機溶媒としては、ポリアミック酸の合成反応に用いられるものとして例示した溶媒と同じものを挙げることができる。ただし、合成反応では原料や反応物の溶解性等のみを考慮して溶媒を選定すればよいが、層間絶縁膜用途では、さらに保存安定性や次工程での印刷性や塗布性等を考慮する必要があるので、ポリアミック酸等の合成反応に使用する有機溶媒と異なる溶媒であってもよい。この中で印刷性の観点から沸点160℃以上の溶媒が好ましい。かかる溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルトリアミド、m−クレゾール、キシレノール、フェノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、ジアセトンアルコール、乳酸ブチル、酢酸ブチル、エチルエトキシプロピオネ−ト、プロピレンカーボネート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチル、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,4−ジクロロブタン、o−ジクロルベンゼンなどを挙げることができ、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、プロピレンカーボネート、ジエチレングリコールジエチルエーテルが好ましい。 Examples of the organic solvent used in the present invention include the same solvents as those exemplified as those used in the polyamic acid synthesis reaction. However, in the synthesis reaction, it is sufficient to select a solvent considering only the solubility of raw materials and reactants, but for interlayer insulation film applications, further consideration is given to storage stability, printability and coatability in the next process, etc. Since it is necessary, a solvent different from the organic solvent used for the synthesis reaction such as polyamic acid may be used. Among these, a solvent having a boiling point of 160 ° C. or higher is preferable from the viewpoint of printability. Examples of such solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, tetramethylurea, hexamethylphosphortriamide, m-cresol, xylenol, phenol, cyclohexanol, and ethylene. Glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, triethylene glycol, diacetone alcohol, butyl lactate, butyl acetate, ethyl ethoxypropionate, propylene carbonate, diethyl oxalate, diethyl malonate, ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve) ), Diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Examples include ether, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,4-dichlorobutane, o-dichlorobenzene, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, diacetone alcohol, ethylene glycol Monobutyl ether (butyl cellosolve), propylene carbonate, and diethylene glycol diethyl ether are preferred.
また、上記以外の溶剤として、例えばアルコール類、エーテル類、グリコールエーテル、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート、芳香族炭化水素類、ケトン類、他のエステル類なども使用することができる。 Examples of solvents other than the above include alcohols, ethers, glycol ethers, ethylene glycol alkyl ether acetates, diethylene glycol alkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ether propionates, Aromatic hydrocarbons, ketones, other esters and the like can also be used.
アルコール類として、例えばメタノール、エタノール、ベンジルアルコール、2−フェニルエチルアルコール、3−フェニル−1−プロパノールなど;
エーテル類として、例えばテトラヒドロフランなど;
グリコールエーテルとして、例えば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など;
エチレングリコールアルキルエーテルアセテートとして、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、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなど;
ジエチレングリコールアルキルエーテルとして、例えば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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテルなど;
プロピレングリコールモノアルキルエーテルとして、例えば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、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなど;
Examples of alcohols include methanol, ethanol, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, and 3-phenyl-1-propanol;
Ethers such as tetrahydrofuran;
Examples of glycol ethers include ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether;
Examples of ethylene glycol alkyl ether acetate include methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate;
Examples of the diethylene glycol alkyl ether include diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether and the like;
Examples of propylene glycol monoalkyl ethers include propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether;
プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテートとして、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテートなど;
プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネートとして、例えばプロピレンモノグリコールメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノブチルエーテルプロピオネートなど;
芳香族炭化水素類として、例えばトルエン、キシレンなど;
ケトン類として、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなど;
As propylene glycol monoalkyl ether acetate, for example, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate and the like;
As propylene glycol monoalkyl ether propionate, for example, propylene monoglycol methyl ether propionate, propylene glycol monoethyl ether propionate, propylene glycol monopropyl ether propionate, propylene glycol monobutyl ether propionate, etc .;
Examples of aromatic hydrocarbons include toluene and xylene;
Examples of ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, etc .;
他のエステル類として、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、3−ヒドロキシプロピオン酸メチル、3−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−ヒドロキシプロピオン酸プロピル、3−ヒドロキシプロピオン酸ブチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−メトキシプロピオン酸ブチル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−エトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸ブチル、2−ブトキシプロピオン酸メチル、2−ブトキシプロピオン酸エチル、2−ブトキシプロピオン酸プロピル、2−ブトキシプロピオン酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸プロピル、3−エトキシプロピオン酸ブチル、3−プロポキシプロピオン酸メチル、3−プロポキシプロピオン酸エチル、3−プロポキシプロピオン酸プロピル、3−プロポキシプロピオン酸ブチル、3−ブトキシプロピオン酸メチル、3−ブトキシプロピオン酸エチル、3−ブトキシプロピオン酸プロピル、3−ブトキシプロピオン酸ブチルなどのエステル類をそれぞれ挙げることができる。 Examples of other esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, hydroxyacetic acid Methyl, ethyl hydroxyacetate, butyl hydroxyacetate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate, butyl lactate, methyl 3-hydroxypropionate, ethyl 3-hydroxypropionate, propyl 3-hydroxypropionate, butyl 3-hydroxypropionate, Methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, propyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, propyl ethoxyacetate, butyl ethoxyacetate, Methyl poxyacetate, ethyl propoxyacetate, propylpropoxyacetate, butyl propoxyacetate, methyl butoxyacetate, ethyl butoxyacetate, propylbutoxyacetate, butylbutoxyacetate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, 2-methoxypropionate Propyl acid, butyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, propyl 2-ethoxypropionate, butyl 2-ethoxypropionate, methyl 2-butoxypropionate, 2-butoxypropionic acid Ethyl, propyl 2-butoxypropionate, butyl 2-butoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, propyl 3-methoxypropionate, 3-metho Butyl cypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propyl 3-ethoxypropionate, butyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-propoxypropionate, ethyl 3-propoxypropionate, 3-propoxy Examples thereof include propyl propionate, butyl 3-propoxypropionate, methyl 3-butoxypropionate, ethyl 3-butoxypropionate, propyl 3-butoxypropionate, and butyl 3-butoxypropionate.
感放射線性樹脂組成物
本発明の感放射線性樹脂組成物は、上記の[A]成分、[B]成分、[C]成分、並びに任意成分([D]成分、[E]成分、[F]成分)を均一に混合することによって調製され、孔径0.2μm程度のミリポアフィルタなどを用いて濾過した後、使用に供することもできるる。通常、感放射線性樹脂組成物は、好ましくは適当な溶媒に溶解されて溶液状態で保存され、使用される。
Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition of the present invention comprises the above-mentioned [A] component, [B] component, [C] component, and optional components ([D] component, [E] component, [F] ] Component) is uniformly mixed and filtered using a Millipore filter or the like having a pore diameter of about 0.2 μm, and then used. Usually, the radiation-sensitive resin composition is preferably used after being dissolved in an appropriate solvent and stored in a solution state.
層間絶縁膜の形成
次に、上記の感放射線性樹脂組成物を用いて、本発明の層間絶縁膜を形成する方法について述べる。当該方法は、以下の工程を以下の記載順で含む。
(1)本発明の感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程、
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱により焼成する工程。
Formation of Interlayer Insulating Film Next, a method for forming an interlayer insulating film of the present invention using the above radiation sensitive resin composition will be described. The method includes the following steps in the order described below.
(1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive resin composition of this invention on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) A step of developing the coating film irradiated with radiation in step (2), and (4) a step of baking the coating film developed in step (3) by heating.
(1)感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程
上記(1)の工程において、本発明の感放射線性樹脂組成物の溶液を基板表面に塗布し、好ましくはプレベークを行うことにより溶剤を除去して、感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する。使用できる基板の種類としては、例えば、ガラス基板、シリコンウエハー及びこれらの表面に各種金属が形成された基板を挙げることができる。
(1) The process of forming the coating film of a radiation sensitive resin composition on a board | substrate In the process of said (1), the solution of the radiation sensitive resin composition of this invention is apply | coated to a substrate surface, Preferably it prebakes. Thus, the solvent is removed to form a coating film of the radiation sensitive resin composition. Examples of the types of substrates that can be used include glass substrates, silicon wafers, and substrates on which various metals are formed.
組成物溶液の塗布方法としては、特に限定されず、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ法、バー塗布法、インクジェット法等の適宜の方法を採用することができる。これらの塗布方法の中でも、スピンコート法が好ましい。プレベークの条件としては、各成分の種類、使用割合等によっても異なるが、例えば、60〜90℃で30秒間〜15分間程度とすることができる。形成される塗膜の膜厚は、プレベーク後の値として、好ましくは0.1〜8μmであり、より好ましくは0.1〜6μmであり、さらに好ましくは0.1〜4μmである。 The method for applying the composition solution is not particularly limited, and for example, an appropriate method such as a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die method, a bar coating method, or an ink jet method is adopted. be able to. Among these coating methods, the spin coating method is preferable. The prebaking conditions vary depending on the type of each component, the use ratio, and the like, but can be, for example, 60 to 90 ° C. for 30 seconds to 15 minutes. The film thickness of the coating film to be formed is preferably 0.1 to 8 μm, more preferably 0.1 to 6 μm, and further preferably 0.1 to 4 μm as a value after pre-baking.
(2)塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程
上記(2)の工程では、形成された塗膜に所定のパターンを有するマスクを介して、放射線を照射する。このとき用いられる放射線としては、例えば紫外線、遠紫外線、X線、荷電粒子線等が挙げられる。
(2) Step of irradiating at least a part of the coating film In the step (2), the formed coating film is irradiated with radiation through a mask having a predetermined pattern. Examples of the radiation used at this time include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, X-rays, and charged particle beams.
上記紫外線としては、例えばg線(波長436nm)、i線(波長365nm)等が挙げられる。遠紫外線としては、例えばKrFエキシマレーザー等が挙げられる。X線としては、例えばシンクロトロン放射線等が挙げられる。荷電粒子線としては、例えば電子線等を挙げることができる。これらの放射線のうち、紫外線が好ましく、紫外線の中でもg線及び/又はi線を含む放射線が特に好ましい。露光量としては、30〜1,500J/m2とすることが好ましい。 Examples of the ultraviolet rays include g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and the like. Examples of the far ultraviolet light include a KrF excimer laser. Examples of X-rays include synchrotron radiation. Examples of the charged particle beam include an electron beam. Among these radiations, ultraviolet rays are preferable, and among the ultraviolet rays, radiation containing g-line and / or i-line is particularly preferable. The exposure amount is preferably 30 to 1,500 J / m2.
(3)現像工程
(3)現像工程において、上記(2)の工程で放射線を照射された塗膜に対して現像を行って、放射線の照射部分を除去し、所望のパターンを形成することができる。現像処理に用いられる現像液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチルアミノエタノール、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ〔4,3,0〕−5−ノナン等のアルカリ(塩基性化合物)の水溶液を用いることができる。また、上記のアルカリの水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液、又は感放射線性樹脂組成物を溶解する各種有機溶媒を少量含むアルカリ水溶液を、現像液として使用することができる。さらに、現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等の適宜の方法を利用することができる。現像時間は、感放射線性樹脂組成物の組成によって異なるが、例えば30〜120秒間とすることができる。
この現像工程の後に、パターニングされた薄膜に対して流水洗浄によるリンス処理を行い、続いて、高圧水銀灯などによる放射線を全面に照射(後露光)することにより、薄膜中に残存する1,2−キノンジアジド化合物の分解処理を行うことが好ましい。
(3) Development step (3) In the development step, the coating film irradiated with radiation in the step (2) is developed to remove the irradiated portion and form a desired pattern. it can. Examples of the developer used for the development processing include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, diethylaminoethanol, di-n-propylamine. , Triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] -7-undecene, 1,5- An aqueous solution of an alkali (basic compound) such as diazabicyclo [4,3,0] -5-nonane can be used. In addition, an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent or surfactant such as methanol or ethanol to the aqueous alkali solution described above, or an alkaline aqueous solution containing a small amount of various organic solvents for dissolving the radiation-sensitive resin composition, Can be used as Furthermore, as a developing method, for example, an appropriate method such as a liquid filling method, a dipping method, a rocking dipping method, a shower method, or the like can be used. Although development time changes with compositions of a radiation sensitive resin composition, it can be made into 30 to 120 second, for example.
After this development step, the patterned thin film is rinsed by running water washing, and subsequently irradiated with a high-pressure mercury lamp or the like on the entire surface (post-exposure), thereby remaining in the thin film 1,2- It is preferable to perform a decomposition treatment of the quinonediazide compound.
(4)加熱工程
次いで、(4)加熱工程において、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用いて、この薄膜を加熱・焼成処理(ポストベーク処理)することによって、薄膜の硬化を行う。上記の後露光における露光量は、好ましくは2,000〜5,000J/m2程度である。また、この加熱工程における焼成温度は、好ましくは230℃以下、より好ましくは200℃以下、特に好ましくは180℃以下である。加熱時間は、オーブン中で加熱処理を行う場合には30〜80分間とすることができ、特に好ましくは、オーブン中で加熱処理を行う場合には60分間以内である。このようにして、目的とする層間絶縁膜に対応するパターン状薄膜を基板の表面上に形成することができる。
(4) Heating step Next, in the (4) heating step, the thin film is cured by heating and baking treatment (post-baking treatment) using a heating device such as a hot plate or an oven. The exposure amount in the post-exposure is preferably about 2,000 to 5,000 J / m 2 . The firing temperature in this heating step is preferably 230 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower, and particularly preferably 180 ° C. or lower. The heating time can be 30 to 80 minutes when the heat treatment is performed in an oven, and particularly preferably within 60 minutes when the heat treatment is performed in the oven. In this way, a patterned thin film corresponding to the target interlayer insulating film can be formed on the surface of the substrate.
上記のように、低温かつ短時間の加熱によって形成される本発明の層間絶縁膜は、後述の実施例からも明らかにされるように、十分な表面硬度を有すると共に、耐溶剤性及び比誘電率に優れている。従って、この層間絶縁膜は、フレキシブルディスプレイの層間絶縁膜として好適に用いられる。 As described above, the interlayer insulating film of the present invention formed by heating at a low temperature for a short time has sufficient surface hardness as well as solvent resistance and relative dielectric constant, as will be apparent from examples described later. The rate is excellent. Therefore, this interlayer insulating film is suitably used as an interlayer insulating film for flexible displays.
以下、合成例及び実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example and an Example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
感放射線性樹脂組成物の溶液粘度は、E型粘度計(東京計器(株)製)を用いて30℃において測定した。 The solution viscosity of the radiation sensitive resin composition was measured at 30 ° C. using an E-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.).
合成例1
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物112.09g(0.5モル)および1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−8−メチル−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)ナフト[1,2−c]フラン−1,3−ジオン157.15g(0.5モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン93.54g(0.865モル)、3,3’−(テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル)ビス(プロピルアミン)24.85g(0.1モル)および上記式(7)で表わされるジアミン12.86g(0.02モル)ならびにモノアミンとしてn−オクタデシルアミン8.09g(0.03モル)を、N−メチル−2−ピロリドン950gに溶解させ、60℃で6時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液を小量分取し、NMPを加えて固形分濃度10質量%の溶液で粘度を測定したところ、60mPa・sであった。得られたポリアミック酸をN−メチル−2−ピロリドン2,700gを追加し溶解させ、ピリジン400gおよび無水酢酸410gを添加し110℃で4時間脱水閉環させた。イミド化反応後、系内の溶剤を新たなγ−ブチロラクトンで溶剤置換し(本操作にてイミド化反応に使用したピリジン、無水酢酸を系外に除去した)、固形分濃度10質量%、固形分濃度10質量%時(γ−ブチロラクトン溶液)の溶液粘度55mPa・sのイミド化重合体4,000gを得た(これを「重合体(A−1)」とする)。
Synthesis example 1
2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 112.09 g (0.5 mol) and 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5 as tetracarboxylic dianhydride (Tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1,3-dione 157.15 g (0.5 mol), and diamine compound 93.54 g (0 .865 mol), 3,3 ′-(tetramethyldisiloxane-1,3-diyl) bis (propylamine) 24.85 g (0.1 mol) and 12.86 g of the diamine represented by the above formula (7) ( 0.02 mol) as well as 8.09 g (0.03 mol) of n-octadecylamine as a monoamine were dissolved in 950 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Reacted for hours. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, NMP was added, and the viscosity was measured with a solution having a solid content concentration of 10% by mass. As a result, it was 60 mPa · s. To the obtained polyamic acid, 2,700 g of N-methyl-2-pyrrolidone was added and dissolved, 400 g of pyridine and 410 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the imidization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone (the pyridine and acetic anhydride used for the imidization reaction were removed from the system in this operation), and the solid content concentration was 10% by mass. 4,000 g of an imidized polymer having a solution viscosity of 55 mPa · s at a partial concentration of 10% by mass (γ-butyrolactone solution) was obtained (hereinafter referred to as “polymer (A-1)”).
合成例2
テトラカルボン酸二無水物として、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物19.2g(0.1モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン3.2g(0.034モル)、4,4’−ジアミノジフェニルメタン8.5g(0.05モル)および上記式(14)で表されるジアミン6.7g(0.015モル)ならびにモノアミンとしてN−オクタデシルアミン0.16g(0.002モル)を、N−メチル−2−ピロリドン150gに溶解させ、60℃で4時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液を小量分取し、NMPを加えて固形分濃度10質量%の溶液で粘度を測定したところ、85mPa・sであった。得られたポリアミック酸をN−メチル−2−ピロリドン351gを追加し溶解させ、ピリジン18.6gおよび無水酢酸17.6gを添加し110℃で4時間脱水閉環させた。イミド化反応後、系内の溶剤を新たなγ−ブチロラクトンで溶剤置換し(本操作にてイミド化反応に使用したピリジン、無水酢酸を系外に除去した)、固形分濃度10質量%、固形分濃度10質量%時(γ−ブチロラクトン溶液)の溶液粘度80mPa・sのイミド化重合体480gを得た(これを「重合体(A−2)」とする)。
Synthesis example 2
As tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride 19.2 g (0.1 mol), p-phenylenediamine 3.2 g (0.034 mol) as diamine compound, 4, 8.5 g (0.05 mol) of 4′-diaminodiphenylmethane and 6.7 g (0.015 mol) of the diamine represented by the above formula (14) and 0.16 g (0.002 mol) of N-octadecylamine as a monoamine Was dissolved in 150 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 ° C. for 4 hours. A small amount of the resulting polyamic acid solution was taken, NMP was added, and the viscosity was measured with a solution having a solid content concentration of 10% by mass. As a result, it was 85 mPa · s. The resulting polyamic acid was dissolved by adding 351 g of N-methyl-2-pyrrolidone, added with 18.6 g of pyridine and 17.6 g of acetic anhydride, and dehydrated and closed at 110 ° C. for 4 hours. After the imidization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone (the pyridine and acetic anhydride used for the imidization reaction were removed from the system in this operation), and the solid content concentration was 10% by mass. 480 g of an imidized polymer having a solution viscosity of 80 mPa · s at a partial concentration of 10% by mass (γ-butyrolactone solution) was obtained (hereinafter referred to as “polymer (A-2)”).
合成例3
テトラカルボン酸二無水物として、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物20.09g(0.1モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン7.86g(0.08モル)および上記式(14)で表されるジアミン10.6g(0.02モル)を、N−メチル−2−ピロリドン150gに溶解させ、60℃で4時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液を小量分取し、NMPを加えて固形分濃度10質量%の溶液で粘度を測定したところ、120mPa・sであった。得られたポリアミック酸をN−メチル−2−ピロリドン320gを追加し溶解させ、ピリジン6.7gおよび無水酢酸8.6gを添加し110℃で4時間脱水閉環させた。イミド化反応後、系内の溶剤を新たなγ−ブチロラクトンで溶剤置換し(本操作にてイミド化反応に使用したピリジン、無水酢酸を系外に除去した)、固形分濃度10質量%、固形分濃度10質量%時(γ−ブチロラクトン溶液)の溶液粘度110mPa・sのイミド化重合体360gを得た(これを「重合体(A−3)」とする)。
Synthesis example 3
As tetracarboxylic dianhydride, 2,09,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride 20.09 g (0.1 mol), as a diamine compound 7.86 g (0.08 mol) p-phenylenediamine and the above formula 10.6 g (0.02 mol) of the diamine represented by (14) was dissolved in 150 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 60 ° C. for 4 hours. A small amount of the resulting polyamic acid solution was taken, NMP was added, and the viscosity was measured with a solution having a solid content concentration of 10% by mass. As a result, it was 120 mPa · s. The obtained polyamic acid was dissolved by adding 320 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 6.7 g of pyridine and 8.6 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the imidization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone (the pyridine and acetic anhydride used for the imidization reaction were removed from the system in this operation), and the solid content concentration was 10% by mass. 360 g of an imidized polymer having a solution viscosity of 110 mPa · s at a partial concentration of 10% by mass (γ-butyrolactone solution) was obtained (hereinafter referred to as “polymer (A-3)”).
合成例4
テトラカルボン酸二無水物として、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物19.06(0.1モル)、ジアミン化合物としてp−フェニレンジアミン6.66g(0.07モル)、上記式(II−2)で表わされるジアミン2.22g(0.01モル)および上記式(14)で表されるジアミン9.20g(0.02モル)を、N−メチル−2−ピロリドン150gに溶解させ、60℃で4時間反応させた。得られたポリアミック酸溶液を小量分取し、NMPを加えて固形分濃度10質量%の溶液で粘度を測定したところ、70mPa・sであった。得られたポリアミック酸をN−メチル−2−ピロリドン350gを追加し溶解させ、ピリジン6.7gおよび無水酢酸8.6gを添加し110℃で4時間脱水閉環させた。イミド化反応後、系内の溶剤を新たなγ−ブチロラクトンで溶剤置換し(本操作にてイミド化反応に使用したピリジン、無水酢酸を系外に除去した)、固形分濃度10質量%、固形分濃度10質量%時(γ−ブチロラクトン溶液)の溶液粘度66mPa・sのイミド化重合体340gを得た(これを「重合体(A−4)」とする)。
Synthesis example 4
As tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride 19.06 (0.1 mol), p-phenylenediamine 6.66 g (0.07 mol) as a diamine compound, the above formula Dissolve 2.22 g (0.01 mol) of the diamine represented by (II-2) and 9.20 g (0.02 mol) of the diamine represented by the above formula (14) in 150 g of N-methyl-2-pyrrolidone. And reacted at 60 ° C. for 4 hours. A small amount of the obtained polyamic acid solution was taken, NMP was added, and the viscosity was measured with a solution having a solid content concentration of 10% by mass. As a result, it was 70 mPa · s. The resulting polyamic acid was dissolved by adding 350 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 6.7 g of pyridine and 8.6 g of acetic anhydride were added, and dehydration ring closure was performed at 110 ° C. for 4 hours. After the imidization reaction, the solvent in the system was replaced with new γ-butyrolactone (the pyridine and acetic anhydride used for the imidization reaction were removed from the system in this operation), and the solid content concentration was 10% by mass. 340 g of an imidized polymer having a solution viscosity of 66 mPa · s at a partial concentration of 10% by mass (γ-butyrolactone solution) was obtained (hereinafter referred to as “polymer (A-4)”).
合成例5
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物124.36g(1.0モル)、ジアミン化合物として上記式(II−2)で表わされるジアミン140.38g(1.0モル)を、N−メチル−2−ピロリドン1,500gに溶解させ、40℃で3時間反応させた後、γ−ブチルラクトン1,150gを追加し、固形分濃度10質量%、溶液粘度60mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(A−5)」とする)溶液約2600gを得た。
Synthesis example 5
124.36 g (1.0 mol) of 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride as tetracarboxylic dianhydride, and 140.38 g (1. of diamine represented by the above formula (II-2) as a diamine compound. 0 mol) was dissolved in 1,500 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Then, 1,150 g of γ-butyllactone was added, the solid content concentration was 10% by mass, and the solution viscosity was 60 mPa.s. -About 2600 g of a polyamic acid solution (referred to as "polyamic acid (A-5)") in s was obtained.
合成例6
テトラカルボン酸二無水物として2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物64.07g(0.5モル)、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物56.05g(0.5モル)、ジアミン化合物として上記式(II−2)で表わされるジアミン144.63g(1.0モル)を、N−メチル−2−ピロリドン1,500gに溶解させ、40℃で3時間反応させた後、γ−ブチルラクトン1,150gを追加し、固形分濃度10質量%、溶液粘度85mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(A−6)」とする)溶液約2,600gを得た。
Synthesis Example 6
As tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride 64.07 g (0.5 mol), 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride 56.05 g (0 0.5 mol), 144.63 g (1.0 mol) of the diamine represented by the above formula (II-2) as a diamine compound was dissolved in 1,500 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 40 ° C. for 3 hours. After adding 1,150 g of γ-butyllactone, a polyamic acid solution having a solid content of 10% by mass and a solution viscosity of 85 mPa · s (referred to as “polyamic acid (A-6)”), about 2,600 g Got.
合成例7
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物115.34g(1.0モル)、ジアミン化合物として上記式(II−2)で表わされるジアミン149.41g(1.0モル)を、N−メチル−2−ピロリドン1,500gに溶解させ、40℃で3時間反応させた後、γ−ブチルラクトン1,150gを追加し、固形分濃度10質量%、溶液粘度65mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(A−7)」とする)溶液約2,600gを得た。
Synthesis example 7
115.34 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 149.41 g of diamine represented by the above formula (II-2) as diamine compound ( 1.0 mol) is dissolved in 1,500 g of N-methyl-2-pyrrolidone and reacted at 40 ° C. for 3 hours. Then, 1,150 g of γ-butyllactone is added, and the solid content concentration is 10% by mass. About 2,600 g of a polyamic acid (referred to as “polyamic acid (A-7)”) solution having a viscosity of 65 mPa · s was obtained.
合成例8
テトラカルボン酸二無水物として1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物196.11g(1.0モル)、ジアミン化合物として2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル212.30g(1.0モル)をN−メチル−2−ピロリドン370g、γ−ブチルラクトン3,300gに溶解させ、40℃で3時間反応させて、固形分濃度10質量%、溶液粘度160mPa・sのポリアミック酸(これを「ポリアミック酸(A−8)」とする)溶液約4,000gを得た。
Synthesis example 8
196.11 g (1.0 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride as tetracarboxylic dianhydride and 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl 212 as diamine compound .30 g (1.0 mol) is dissolved in 370 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 3,300 g of γ-butyllactone and reacted at 40 ° C. for 3 hours to obtain a solid content concentration of 10% by mass and a solution viscosity of 160 mPa · s. About 4,000 g of a polyamic acid solution (referred to as “polyamic acid (A-8)”) was obtained.
比較合成例1
窒素気流下中、200mLの4つ口フラスコに、2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン 18.45g(0.051mol)を入れ、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略す) 75.92gに溶解させた後、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸無水物 9.48g(0.048mol)を加え、これを室温で8時間攪拌して重合反応を行った。得られたポリアミド酸の溶液をNMPで10質量%に希釈した。この溶液にイミド化触媒として無水酢酸26g、ピリジン16.1gを加え、室温で30分間反応させ、そののち40℃で90分間反応させポリイミド溶液を得た。この溶液を大量のメタノールと水の混合溶液中に投入し、得られた白色沈殿をろ別、乾燥し、白色のポリイミド粉末を得た。これをプロピレングリコールモノメチルエーテル 46gに溶解させて、ポリイミドの8質量%溶液を得た。(これを「重合体(a−1)」とする)。
比較合成例2
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7質量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル200質量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸16質量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート16質量部、2−メチルシクロヘキシルアクリレート20質量部、メタクリル酸グリシジル40質量部、スチレン10質量部を仕込み、窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持することにより、固形分濃度が34.4質量%の重合体を得た(これを「重合体(a−2)」とする)。
Comparative Synthesis Example 1
Under a nitrogen stream, 18.45 g (0.051 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) hexafluoropropane was placed in a 200 mL four-necked flask, and N-methyl-2-pyrrolidone ( (Hereinafter abbreviated as NMP) After dissolving in 75.92 g, 9.48 g (0.048 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid anhydride was added, and this was stirred at room temperature for 8 hours to polymerize. Reaction was performed. The obtained polyamic acid solution was diluted to 10% by mass with NMP. To this solution, 26 g of acetic anhydride and 16.1 g of pyridine were added as imidation catalysts, reacted at room temperature for 30 minutes, and then reacted at 40 ° C. for 90 minutes to obtain a polyimide solution. This solution was put into a large amount of a mixed solution of methanol and water, and the resulting white precipitate was filtered and dried to obtain a white polyimide powder. This was dissolved in 46 g of propylene glycol monomethyl ether to obtain an 8% by mass solution of polyimide. (This is referred to as “polymer (a-1)”).
Comparative Synthesis Example 2
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by mass of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts by mass of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 16 parts by mass of methacrylic acid, 16 parts by mass of tricyclo [5.2.1.02,6] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by mass of 2-methylcyclohexyl acrylate, 40 parts by mass of glycidyl methacrylate, and 10 parts by mass of styrene. After charging and replacing with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer having a solid content concentration of 34.4% by mass (hereinafter referred to as “polymer (a-2)”). .
<樹脂組成物の調製>
[実施例1]
[A]成分として合成例1で得られたイミド化重合体(A−1)および合成例5で得られたポリアミック酸(A−5)を、ポリイミド(A−1):ポリアミック酸(A−5)=20:80(質量比)に相当する量、及び[B]成分として4,4’−〔1−〔4−〔1−〔4−ヒドロキシフェニル〕−1−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物(B−1)30質量部を添加し、[C]成分として上記式(31)で示される化合物を10質量部加え、[E]成分として(E−1)を0.2質量部加え、さらに溶媒としてジイソペンチルエーテル:N−メチル−2−ピロリドン:ブチルセロソルブ=5:50:45(質量比)を添加した後、口径0.2μmのメンブランフィルタで濾過することにより、感放射線性樹脂組成物を調製した。
<Preparation of resin composition>
[Example 1]
As the component [A], the imidized polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 and the polyamic acid (A-5) obtained in Synthesis Example 5 were converted into polyimide (A-1): polyamic acid (A- 5) = an amount corresponding to 20:80 (mass ratio), and 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene as the [B] component ] 30 parts by mass of a condensate (B-1) of bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) is added, and the above formula is used as [C] component. 10 parts by mass of the compound represented by (31) is added, 0.2 part by mass of (E-1) is added as an [E] component, and diisopentyl ether: N-methyl-2-pyrrolidone: butyl cellosolve = 5 as a solvent. : Add 50:45 (mass ratio) After the addition, a radiation sensitive resin composition was prepared by filtering through a membrane filter having a diameter of 0.2 μm.
[実施例2〜8及び比較例1〜3]
各成分の種類及び量を表1に記載の通りとした他は、実施例1と同様にしてポジ型感放射線性組成物を調製した。
[Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 3]
A positive radiation-sensitive composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of each component were as described in Table 1.
<層間絶縁膜としての特性評価>
上記のように調製した樹脂組成物を使用し、以下のように層間絶縁膜としての各種の特性を評価した。
<Characteristic evaluation as interlayer insulation film>
Using the resin composition prepared as described above, various characteristics as an interlayer insulating film were evaluated as follows.
〔感度の評価〕
シリコン基板上に、実施例1〜7及び比較例1〜3については、スピンナーを用いて各組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークすることにより膜厚4.0μmの塗膜を形成した。実施例8ついては、スリットダイコーターを用いて組成物を塗布した後、室温にて15秒かけて0.5Torrまで減圧し、溶媒を除去した後、100℃にて2分間ホットプレート上でプレベークすることにより膜厚3.0μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、キヤノン(株)製PLA−501F露光機(超高圧水銀ランプ)を用い、10μmのライン・アンド・スペース(1対1)のパターンを有するマスクを介して露光時間を変化させて露光を行った後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃、80秒間、液盛り法で現像した。次いで、超純水で1分間流水洗浄を行い、その後、乾燥させてシリコン基板上にパターンを形成した。このとき、スペース線幅(底部)が10μmとなるのに必要な最小露光量を測定した。この最小露光量を放射線感度として表1に示す。最小露光量が800(J/m2)以下のとき、感度は良好であるといえる。
[Evaluation of sensitivity]
About Examples 1-7 and Comparative Examples 1-3 on a silicon substrate, after apply | coating each composition using a spinner, after prebaking on a hotplate for 2 minutes at 90 degreeC, film thickness of 4.0 micrometers The coating film was formed. For Example 8, after applying the composition using a slit die coater, the pressure was reduced to 0.5 Torr over 15 seconds at room temperature, the solvent was removed, and then prebaked on a hot plate at 100 ° C. for 2 minutes. As a result, a coating film having a thickness of 3.0 μm was formed. For the obtained coating film, the exposure time was adjusted through a mask having a 10 μm line-and-space (one-to-one) pattern using a PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc. After changing the exposure, the resist film was developed with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 80 seconds by a puddle method. Next, the substrate was washed with running ultrapure water for 1 minute and then dried to form a pattern on the silicon substrate. At this time, the minimum exposure amount necessary for the space line width (bottom) to be 10 μm was measured. This minimum exposure amount is shown in Table 1 as radiation sensitivity. It can be said that the sensitivity is good when the minimum exposure amount is 800 (J / m 2 ) or less.
〔解像度の評価〕
上記感度の評価において求めた露光量で、マスクに直径が8μm、12μm、15μmであるコンタクトホールパターンを有するマスクを用いて露光した以外は、上記感度の評価と同様にしてパターンを形成した。この時、8μmのコンタクトホールパターンが解像していれば、解像度は良好といえ、15μmのコンタクトホールパターンだけが解像している場合は、解像度が不良といえる。解像できたホールパターンサイズを表1に示した。
[Evaluation of resolution]
A pattern was formed in the same manner as in the sensitivity evaluation, except that exposure was performed using a mask having a contact hole pattern with a diameter of 8 μm, 12 μm, and 15 μm at the exposure amount obtained in the sensitivity evaluation. At this time, if the 8 μm contact hole pattern is resolved, the resolution is good, and if only the 15 μm contact hole pattern is resolved, the resolution is poor. Table 1 shows the hole pattern sizes that could be resolved.
〔比誘電率の評価〕
シリコン基板上にスピンナーを用いて、上記組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。キヤノン(株)製MPA−600FA露光機を用いて、積算照射量が9,000J/m2となるように得られた塗膜を露光し、この基板をクリーンオーブン内にて2種の温度条件で加熱した。2種のポストベーク温度条件は、150℃で30分の場合と230℃で30分の場合である。それぞれのポストベーク温度条件で加熱処理を行った硬化膜に、蒸着法により、この硬化膜上にPt/Pd電極パターンを形成して誘電率測定用サンプルを作成した。この電極パターンを有する基板について、横河・ヒューレットパッカード(株)製HP16451B電極及びHP4284AプレシジョンLCRメーターを用いて、周波数10kHzでCV法により比誘電率の測定を行った。測定結果を表1に示す。2種のポストベーク温度条件で比誘電率に0.3以上の差がない場合、150℃の温度でも優れた比誘電率を有した硬化膜が得られていると判断できる。
[Evaluation of relative permittivity]
The above composition was applied onto a silicon substrate using a spinner and then pre-baked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 3.0 μm. Using an MPA-600FA exposure machine manufactured by Canon Inc., the coating film obtained was exposed so that the integrated dose was 9,000 J / m 2, and this substrate was subjected to two temperature conditions in a clean oven. And heated. The two types of post-baking temperature conditions are 150 ° C. for 30 minutes and 230 ° C. for 30 minutes. A dielectric film measurement sample was prepared by forming a Pt / Pd electrode pattern on the cured film by vapor deposition on the cured film subjected to the heat treatment under each post-bake temperature condition. With respect to the substrate having this electrode pattern, the relative dielectric constant was measured by the CV method at a frequency of 10 kHz using an HP16451B electrode and HP4284A Precision LCR meter manufactured by Yokogawa-Hewlett-Packard Co., Ltd. The measurement results are shown in Table 1. When there is no difference of 0.3 or more in the relative dielectric constant between the two kinds of post-bake temperature conditions, it can be determined that a cured film having an excellent relative dielectric constant is obtained even at a temperature of 150 ° C.
〔耐溶剤性の評価〕
シリコン基板上にスピンナーを用いて、上記組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に水銀ランプによって積算照射量が3,000J/m2となるように紫外線を照射した。次いで、このシリコン基板をクリーンオーブン内にて2種の温度条件で加熱した。2種のポストベーク温度条件は、150℃で30分の場合と230℃で30分の場合である。それぞれの温度条件で加熱処理を行った後、それぞれの条件で得られた硬化膜の膜厚(T1)を測定した。その後、これらの硬化膜が形成されたシリコン基板を、70℃に温度制御されたジメチルスルホキシド中に20分間浸漬させた後、当該硬化膜の膜厚(t1)を測定し、浸漬による膜厚変化率{(t1−T1)/T1}×100〔%〕を算出した。測定結果を表1に示す。2種のポストベーク温度条件で耐溶剤性に2%以上の差がない場合、150℃の温度でも優れた耐溶剤性を有した硬化膜が得られていると判断できる。
[Evaluation of solvent resistance]
The above composition was applied onto a silicon substrate using a spinner and then pre-baked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to form a coating film having a thickness of 3.0 μm. The obtained coating film was irradiated with ultraviolet rays with a mercury lamp so that the cumulative irradiation amount was 3,000 J / m 2 . Next, this silicon substrate was heated in a clean oven under two temperature conditions. The two types of post-baking temperature conditions are 150 ° C. for 30 minutes and 230 ° C. for 30 minutes. After performing the heat treatment under each temperature condition, the thickness (T1) of the cured film obtained under each condition was measured. Then, after immersing the silicon substrate on which these cured films were formed in dimethyl sulfoxide whose temperature was controlled at 70 ° C. for 20 minutes, the film thickness (t1) of the cured film was measured, and the film thickness change due to immersion was measured. The rate {(t1-T1) / T1} × 100 [%] was calculated. The measurement results are shown in Table 1. If there is no difference of 2% or more in solvent resistance under the two kinds of post-bake temperature conditions, it can be judged that a cured film having excellent solvent resistance is obtained even at a temperature of 150 ° C.
〔鉛筆硬度(表面硬度)の評価〕
上記の〔耐溶剤性の評価〕と同様にして、2種の温度条件(150℃で30分の場合と230℃で30分の場合)で硬化膜を形成し、それぞれの基板について、JIS K−5400−1990の8.4.1鉛筆引っかき試験により、硬化膜の鉛筆硬度(表面硬度)を測定した。測定結果を表1に示す。2種のポストベーク温度条件で鉛筆硬度に1H以上の差がない場合、150℃の温度でも優れた表面硬度を有した硬化膜が得られていると判断できる。
[Evaluation of pencil hardness (surface hardness)]
In the same manner as in the above [Evaluation of solvent resistance], a cured film was formed under two temperature conditions (in the case of 30 minutes at 150 ° C. and in the case of 30 minutes at 230 ° C.). The pencil hardness (surface hardness) of the cured film was measured by the 8.4.1 pencil scratch test of -5400-1990. The measurement results are shown in Table 1. When there is no difference of 1H or more in pencil hardness under two kinds of post-bake temperature conditions, it can be determined that a cured film having excellent surface hardness is obtained even at a temperature of 150 ° C.
〔電気特性の評価〕
表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2膜が形成され、さらにITO(インジウム−酸化錫合金)電極を所定形状に蒸着したソーダガラス基板上に、スピンナーを用いて上記組成物を塗布した後、90℃のホットプレート上で2分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて、25℃、80秒間、ディップ法による現像を行った。次いで、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介さずに、塗膜に365nm、405nm及び436nmの各波長を含む放射線を3,000J/m2の積算照射量で露光した。次いで、この基板をクリーンオーブン内にて2種のポストベーク温度条件で加熱した。2種のポストベーク温度条件は、150℃で30分の場合と230℃で30分の場合である。それぞれのポストベーク温度条件で加熱処理を行い、硬化膜を形成した。
次いで、この硬化膜を有する基板上に5.5μm径のビーズスペーサーを散布後、これと表面にITO電極を所定形状に蒸着しただけのソーダガラス基板とを対向させた状態で、液晶注入口を残して4辺を0.8mmのガラスビーズを混合したシール剤を用いて貼り合わせ、メルク社製の液晶MLC6608(商品名)を注入した後に液晶注入口を封止することにより、液晶セルを作製した。
[Evaluation of electrical characteristics]
After applying the above composition using a spinner on a soda glass substrate on which a SiO2 film for preventing elution of sodium ions is formed on the surface and further depositing an ITO (indium-tin oxide alloy) electrode in a predetermined shape, 90 Prebaking was performed for 2 minutes on a hot plate at 0 ° C. to form a coating film having a thickness of 2.0 μm. Development was carried out by a dip method in a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 80 seconds. Next, using a high-pressure mercury lamp, the coating film was exposed to radiation containing wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at an integrated dose of 3,000 J / m 2 without using a photomask. Next, this substrate was heated in a clean oven under two kinds of post-bake temperature conditions. The two types of post-baking temperature conditions are 150 ° C. for 30 minutes and 230 ° C. for 30 minutes. Heat treatment was performed under each post-baking temperature condition to form a cured film.
Next, after spraying a 5.5 μm diameter bead spacer on the substrate having the cured film, the liquid crystal injection port is placed in a state where this is opposed to a soda glass substrate on which the ITO electrode is deposited in a predetermined shape. The remaining four sides were bonded using a sealing agent mixed with 0.8 mm glass beads, and liquid crystal MLC6608 (trade name) manufactured by Merck was injected, and then the liquid crystal injection port was sealed to produce a liquid crystal cell. did.
この液晶セルを60℃の恒温層に入れて、東陽テクニカ製の液晶電圧保持率測定システムVHR−1A型(商品名)により、印加電圧を5.5Vの方形波とし、測定周波数を60Hzとして液晶セルの電圧保持率を測定した。結果を表1に示す。
2種のポストベーク温度条件で電圧保持率に2%以上の差がない場合、150℃の温度でも優れた電圧保持率を有した硬化膜が得られていると判断できる。
なお、ここで電圧保持率とは、下記式で求められる値である。液晶セルの電圧保持率の値が低いほど、液晶パネル形成時に「焼き付き」と呼ばれる不具合を起こす可能性が高くなる。一方、電圧保持率の値が高くなるほど、「焼き付き」発生の可能性が低くなり、液晶パネルの信頼性が高くなると言える。
電圧保持率(%)=(基準時から16.7ミリ秒後の液晶セル電位差)/(0ミリ秒〔基準時〕で印加した電圧)×100
This liquid crystal cell is placed in a constant temperature layer of 60 ° C., and a liquid crystal voltage holding ratio measurement system VHR-1A (trade name) manufactured by Toyo Technica is used to form a square wave with an applied voltage of 5.5 V and a measurement frequency of 60 Hz. The voltage holding ratio of the cell was measured. The results are shown in Table 1.
When there is no difference of 2% or more in the voltage holding ratio under the two kinds of post-bake temperature conditions, it can be determined that a cured film having an excellent voltage holding ratio is obtained even at a temperature of 150 ° C.
Here, the voltage holding ratio is a value obtained by the following formula. The lower the value of the voltage holding ratio of the liquid crystal cell, the higher the possibility of causing a problem called “burn-in” when forming the liquid crystal panel. On the other hand, it can be said that the higher the value of the voltage holding ratio, the lower the possibility of occurrence of “burn-in” and the higher the reliability of the liquid crystal panel.
Voltage holding ratio (%) = (liquid crystal cell potential difference after 16.7 milliseconds from the reference time) / (voltage applied at 0 milliseconds [reference time]) × 100
なお、表1において、[B]1,2−キノンジアジド化合物、[C]分子内に少なくとも1つ以上のエポキシ基を有する化合物、[D]少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物、[E]界面活性剤、[F]密着助剤の略称は、それぞれ以下のものを表す。
B−1:4,4’−[1−[4−[1−[4−ヒドロキシフェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(3.0モル)との縮合物
B−2:1,1,1−トリ(p−ヒドロキシフェニル)エタン(1.0モル)と1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリド(3.0モル)との縮合物
C−1:1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル
C−2:式(31)の化合物
C−3:式(35)の化合物
D−1:ペンタエリスリトールテトラアクリレート
E−1:シリコーン系界面活性剤((株)東レ・ダウコーニング製の「SH 8400 FLUID」
F−1:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
表1中“−”は添加しなかったことを示す。
In Table 1, [B] 1,2-quinonediazide compound, [C] compound having at least one epoxy group in the molecule, [D] polymerization having at least one ethylenically unsaturated double bond. The abbreviations of the functional compound, [E] surfactant, and [F] adhesion assistant each represent the following.
B-1: 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-Hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5 -Condensate B-2 with sulfonic acid chloride (3.0 mol): 1,1,1-tri (p-hydroxyphenyl) ethane (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid Condensate with chloride (3.0 mol) C-1: 1,6-hexanediol diglycidyl ether C-2: Compound C-3 of formula (31): Compound D-1 of formula (35) D-1: Pentaerythritol Tetraacrylate E-1: Silicone surfactant ("SH 8400 FLUID" manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
F-1: γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilane “-” in Table 1 indicates that no addition was made.
Claims (4)
[C]分子内に少なくとも1つ以上のエポキシ基を有する化合物
を含有し、
[A]成分中のジアミン化合物が、ステロイド骨格を有するジアミン化合物であることを特徴とするポジ型感放射線性樹脂組成物。 [A] a polymer selected from the group consisting of a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound, and a polyimide obtained by dehydrating and ring-closing this, [B] 1,2-quinonediazide compound ,
[C] a compound having at least one epoxy group in the molecule ,
[A] The positive radiation sensitive resin composition, wherein the diamine compound in the component is a diamine compound having a steroid skeleton.
(式(1)中、R1は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子または炭素数1〜6のアルキル基である。)
(式(2)中、R2は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基であり、nは0〜4の整数である。) The tetracarboxylic dianhydride in the component [A] of claim 1 is a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), pyromellitic dianhydride, 1,2 , 4-Tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and 1,2,4,5- The positive radiation sensitive resin composition according to claim 1, comprising at least one selected from the group consisting of cyclohexanetetracarboxylic dianhydride.
(In the formula (1), R 1 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
(In the formula (2), R 2 is, independently, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is an integer from 0-4.)
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱により焼成する工程
を含む表示素子用層間絶縁膜の形成方法。 (1) The process of forming the coating film of the positive radiation sensitive resin composition of Claim 3 on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) Formation of an interlayer insulating film for a display element including a step of developing the coating film irradiated with radiation in step (2), and a step of (4) baking the coating film developed in step (3) by heating. Method.
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