JP6138943B2 - Photosensitive resin composition, relief pattern film thereof, method for producing relief pattern film, electronic component or optical product including relief pattern film, and adhesive including photosensitive resin composition - Google Patents

Photosensitive resin composition, relief pattern film thereof, method for producing relief pattern film, electronic component or optical product including relief pattern film, and adhesive including photosensitive resin composition Download PDF

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Description

本発明は、少なくとも一部にポリアミック酸、又は、ポリアミック酸エステルの繰り返し単位を有する高分子前駆体と、活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンを発生する非イオン性光反応型潜在性塩基性物質を含有する感光性樹脂組成物、これを用いたレリーフパターン膜(高分子膜)、レリーフパターン膜の製造方法、及びレリーフパターン膜を表面保護膜層及び/又は層間絶縁膜として有する電子部品又は光学製品、及び感光性樹脂組成物を含む接着剤に関する。   The present invention relates to a polymer precursor having a polyamic acid or polyamic acid ester repeating unit at least partially, and a nonionic photoreactive latent that generates a strongly basic tertiary amine by irradiation with actinic rays. Photosensitive resin composition containing basic substance, relief pattern film (polymer film) using the same, method for producing relief pattern film, and electron having relief pattern film as surface protective film layer and / or interlayer insulating film The present invention relates to an adhesive including a component or an optical product and a photosensitive resin composition.

1955年米国デュポン社によって開発されたポリイミドは、高い絶縁性、耐熱性、高機械強度などの優れた特性にもとづいて様々な分野に広く応用されている。最初に応用された航空宇宙分野にとどまらず、半導体素子のコーティング膜や、フレキシブルプリント配線板、耐熱絶縁性層間材への適用が進められている。さらに近年では、半導体実装技術の高度化や高密度化に伴って、配線パターンの更なる微細化が求められており、ポリイミドに対しても高度な加工性が要求されている。   Polyimide developed by DuPont in 1955 in the United States is widely applied in various fields based on excellent properties such as high insulation, heat resistance and high mechanical strength. In addition to the field of aerospace, which was first applied, it is being applied to coating films for semiconductor elements, flexible printed wiring boards, and heat-resistant insulating interlayers. Furthermore, in recent years, with the advancement of semiconductor mounting technology and higher density, further miniaturization of wiring patterns has been demanded, and high workability is also required for polyimide.

しかしながら、ポリイミドは、熱可塑性、及び有機溶剤に対する溶解性が乏しく、加工が困難であるという側面を有する。このため、ポリイミドは、ポリイミド前駆体に感光性を付与して、活性光線の照射で所望のパターン形成の後、高温で閉環させるという手法により広く用いられている。   However, polyimide has a side that it is difficult to process due to poor thermoplasticity and solubility in organic solvents. For this reason, polyimide is widely used by a method in which photosensitivity is imparted to a polyimide precursor, and a desired pattern is formed by irradiation with actinic rays, and then the ring is closed at a high temperature.

このように、ポリイミド前駆体に感光性を付与することで加工性を向上させた、いわゆる感光性ポリイミドは、煩雑なプロセスを短縮するという特徴を持つため、生産性や工程の簡略化の視点で、非感光性ポリイミドと比較して利用性が高い。   In this way, so-called photosensitive polyimide, which has improved processability by imparting photosensitivity to the polyimide precursor, has the feature of shortening complicated processes, so from the viewpoint of productivity and process simplification. Higher utility than non-photosensitive polyimide.

そして、従来の感光性ポリイミドは、現像後300℃以上の加熱工程を行うことによりポリイミド前駆体をイミド化させている(例えば、特許文献1,2参照)。   And the conventional photosensitive polyimide makes the polyimide precursor imidize by performing the heating process of 300 degreeC or more after image development (for example, refer patent document 1, 2).

また、低温でポリイミド前駆体をイミド化させてポリイミド膜を形成することが可能な感光性樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献3参照)。   Moreover, the photosensitive resin composition which can imidize a polyimide precursor at low temperature and can form a polyimide film is disclosed (for example, refer patent document 3).

特許4830435号公報Japanese Patent No. 4830435 特許4756350号公報Japanese Patent No. 4756350 特開2006−189591号公報JP 2006-189591 A

しかしながら、特許文献1に記載された感光性ポリイミドは、低温でもイミド化は可能であるものの、良好なパターンを形成するために改良の余地がある。露光前後での塩基性物質の骨格構造に変化がないためである。また、イミド化に用いられる光塩基発生剤は、イオン性であるため、有機溶剤に対する溶解性が十分ではない。   However, although the photosensitive polyimide described in Patent Document 1 can be imidized even at a low temperature, there is room for improvement in order to form a good pattern. This is because there is no change in the skeleton structure of the basic substance before and after exposure. Moreover, since the photobase generator used for imidation is ionic, the solubility with respect to an organic solvent is not enough.

さらに、特許文献2,3に記載されたポリイミド前駆体のイミド化には非イオン性の光塩基発生剤(カルバメート、アシルオキシムなど)が用いられるため、有機溶媒における溶解性には優れるが、1級、2級のアミンを放出し、硬化後の高分子膜の引張強度に改良の余地がある。   Furthermore, since a nonionic photobase generator (carbamate, acyloxime, etc.) is used for imidation of the polyimide precursor described in Patent Documents 2 and 3, the solubility in organic solvents is excellent. There is room for improvement in the tensile strength of the polymer film after curing by releasing a secondary or secondary amine.

本発明の目的は、上記背景に鑑みて成されたものであり、従来技術による不具合を有さず、低温のプロセスで、容易に精度の高いパターンを形成可能な感光性樹脂組成物、これを用いたレリーフパターン膜(高分子膜)、レリーフパターン膜の製造方法、及びレリーフパターン膜を表面保護膜層及び/又は層間絶縁膜として有する電子部品又は光学製品、及び感光性樹脂組成物を含む接着剤を提供することにある。   An object of the present invention is made in view of the above background, and is a photosensitive resin composition capable of easily forming a highly accurate pattern in a low-temperature process without having the disadvantages of the prior art. Relief pattern film (polymer film) used, method for producing relief pattern film, electronic component or optical product having relief pattern film as surface protective film layer and / or interlayer insulating film, and adhesion comprising photosensitive resin composition It is to provide an agent.

本発明者は、上記目的を達成すべく、光塩基発生剤を用いた感光性ポリイミド組成物に着目し、鋭意研究を重ねた結果、活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンを発生する非イオン性光反応型潜在性塩基性物質と特定の高分子前駆体との組合せによって、本件発明の目的を達成し得ることを見出した。 In order to achieve the above object, the present inventor has paid attention to a photosensitive polyimide composition using a photobase generator, and as a result of intensive research, generates a strongly basic tertiary amine by irradiation with actinic rays. It has been found that the object of the present invention can be achieved by a combination of a nonionic photoreactive latent basic substance and a specific polymer precursor.

すなわち、本発明に係る感光性樹脂組成物は(A)少なくとも一部にポリアミック酸、又は、ポリアミック酸エステルの繰り返し単位を有する高分子前駆体と、(B)活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンを発生する非イオン性光反応型潜在性塩基性物質と、を含有することを特徴とする。   That is, the photosensitive resin composition according to the present invention comprises (A) a polymer precursor having a polyamic acid or polyamic acid ester repeating unit in at least a part thereof, and (B) a strongly basic compound by irradiation with actinic rays. And a nonionic photoreactive latent basic substance that generates a tertiary amine.

本発明では、潜在性塩基性物質(B)として、活性光線の照射によって化学構造が変化して強い塩基を発生する非イオン性の物質を用いる。具体的には、潜在性塩基性物質(B)は、活性光線の照射によって励起され、化学構造が変化して強塩基性第3級アミンを発生する。そして、発生した強塩基性第3級アミンが、高分子前駆体(A)の低温イミド化を促進することで、露光部(イミド化した部分)と、未露光部(高分子前駆体(A)のままの部分)とが生じ、露光部と未露光部の溶解性に差を生じさせる。すなわち、前記潜在性塩基性物質(B)は高分子前駆体(A)に対して、非常に有効な感光性成分として作用し、現像液による現像を容易にする。具体的には、露光部のイミド化を促進して溶解性をほとんど有さない状態とする。一方、未露光部が溶液に溶解可能な状態を保つため、現像液による現像を容易とする。 In the present invention, as the latent basic substance (B), a nonionic substance that generates a strong base by changing its chemical structure upon irradiation with actinic rays is used. Specifically, the latent basic substance (B) is excited by irradiation with actinic rays, and the chemical structure is changed to generate a strongly basic tertiary amine. And the strong basic tertiary amine which generate | occur | produced accelerates | stimulates low temperature imidation of a polymer precursor (A), Therefore An exposure part (imidized part) and an unexposed part (polymer precursor (A ), And a difference in solubility between the exposed part and the unexposed part occurs. That is, the latent basic substance (B) acts as a very effective photosensitive component on the polymer precursor (A), and facilitates development with a developer. Specifically, the imidization of the exposed part is promoted to make it have almost no solubility. On the other hand, since the unexposed portion remains soluble in the solution, development with a developer is facilitated.

高分子前駆体としてポリアミド酸成分が増加するほどアルカリ溶解性に優れ、ポリアミド酸エステル成分が増えるほど有機溶剤溶解性に優れる。アミド酸とアミド酸エステルの比率を変更することにより各種の現像液に適した溶解性を得ることができる。 The higher the polyamic acid component as the polymer precursor, the better the alkali solubility, and the more the polyamic acid ester component, the better the organic solvent solubility. By changing the ratio of amide acid to amide acid ester, solubility suitable for various developers can be obtained.

本発明では、前記高分子前駆体(A)が、下記一般式(1)で表わされる化合物であることが好ましい。   In the present invention, the polymer precursor (A) is preferably a compound represented by the following general formula (1).

Figure 0006138943
(式(1)中、
R1は4価の有機基であり
R2は2価の有機基であり、
Xは2価の有機基であり
R3及びR4は、相互に同一でも異なってもよく、水素原子又は1価の有機基またはケイ素を有する官能基であり、
mは1以上の整数であり、
nは0または1以上の整数である。)
Figure 0006138943
(In the formula (1),
R 1 is a tetravalent organic group
R 2 is a divalent organic group,
X is a divalent organic group
R 3 and R 4 may be the same or different from each other, and are a hydrogen atom, a monovalent organic group or a functional group having silicon,
m is an integer greater than or equal to 1,
n is 0 or an integer of 1 or more. )

また、本発明は、前記潜在性塩基性物質(B)が、一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。   In the present invention, the latent basic substance (B) is preferably a compound represented by the general formula (2).

Figure 0006138943
(式(2)中、 R5は、非置換であるか、または、1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR16、COOR17、ハロゲンまたは式(3)
Figure 0006138943
(In the formula (2), R 5 is unsubstituted or one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 , Halogen or formula (3)

Figure 0006138943
によって置換された芳香族または複素芳香族基であり;あるいは
R5は、式(4)
Figure 0006138943
An aromatic or heteroaromatic group substituted by: or
R 5 is the formula (4)

Figure 0006138943
によって表わされる基であり;
R6およびR7は、互いに独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニルであるか、非置換または1つ以上のアルキル、CN、OR14、SR15、ハロゲンまたはハロアルキルによって置換されたフェニルであり;
R9は、アルキルまたはNR14AR15Aであり; R14AおよびR15Aは、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;
R8、R10、R11、R12およびR13は、互いに独立して、水素またはアルキルであり;あるいは
R8およびR10は、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;あるいは
R9およびR11は、R8およびR10から独立して、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;
R14、R15およびR17は、互いに独立して、水素またはアルキルであり;
R16は水素又はアルキルであり;あるいは、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR14、COOR17、またはハロゲンによって置換された芳香族または複素芳香族基であり;
R18は、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR16、COOR17、またはハロゲンによって置換された芳香族または複素芳香族基であり;
R19は、水素またはアルキルであり;
R20は、水素、アルキル、あるいは非置換であるか、または1つ以上のアルキル、ビニル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、フェニル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR16、COOR17またはハロゲンによって置換されたフェニルである。)
Figure 0006138943
A group represented by
R 6 and R 7 are, independently of one another, hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, or phenyl which is unsubstituted or substituted by one or more alkyl, CN, OR 14 , SR 15 , halogen or haloalkyl ;
R 9 is alkyl or NR 14A R 15A ; R 14A and R 15A are both unsubstituted or form an alkylene bridge substituted with one or more alkyls;
R 8 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are, independently of one another, hydrogen or alkyl; or
R 8 and R 10 together form an alkylene bridge that is unsubstituted or substituted by one or more alkyls; or
R 9 and R 11 , independently of R 8 and R 10 , together form an alkylene bridge that is unsubstituted or substituted by one or more alkyls;
R 14 , R 15 and R 17 are independently of each other hydrogen or alkyl;
R 16 is hydrogen or alkyl; or is unsubstituted or one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 14 , COOR 17 , or An aromatic or heteroaromatic group substituted by halogen;
R 18 is unsubstituted or aromatic substituted by one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 , or halogen Or a heteroaromatic group;
R 19 is hydrogen or alkyl;
R 20 is hydrogen, alkyl, or unsubstituted, or one or more alkyl, vinyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, phenyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 Or phenyl substituted by halogen. )

ここで、本発明では、式(2)で表される潜在性塩基性物質(B)が、式(5)で表される化合物であることが好ましい。   Here, in this invention, it is preferable that the latent basic substance (B) represented by Formula (2) is a compound represented by Formula (5).

Figure 0006138943
(式(5)中、
xは1〜5の整数であり;
y及びzは、互いに独立して、0〜6の整数であり;
R21及びR22は、互いに独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり;
Aは炭素又は窒素原子である。)
Figure 0006138943
(In Formula (5),
x is an integer from 1 to 5;
y and z are independently an integer from 0 to 6;
R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
A is a carbon or nitrogen atom. )

さらに、本発明では、前記式(2)で表される潜在性塩基性物質(B)が、式(6−1)又は式(6−2)で表される化合物であることがより好ましい。   Furthermore, in the present invention, the latent basic substance (B) represented by the formula (2) is more preferably a compound represented by the formula (6-1) or the formula (6-2).

Figure 0006138943
Figure 0006138943

さらに、本発明では、前記潜在性塩基性物質(B)から発生する強塩基性第3級アミンの沸点が100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。   Furthermore, in the present invention, the boiling point of the strongly basic tertiary amine generated from the latent basic substance (B) is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher.

また、本発明では、前記潜在性塩基性物質(B)から発生する強塩基性第3級アミンの共役酸のpKaが9以上であることが好ましく、12以上であることがより好ましい。   In the present invention, the pKa of the conjugate acid of the strongly basic tertiary amine generated from the latent basic substance (B) is preferably 9 or more, and more preferably 12 or more.

一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長は、436nm、405nm、365nmであり、KrFレーザーの波長は248 nmであることから、前記潜在性塩基性物質(B)は、240nm〜450nmの範囲のいずれかの波長に吸収を有することが好ましい。   The wavelength of the high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, is 436 nm, 405 nm, 365 nm, and the wavelength of the KrF laser is 248 nm. Therefore, the latent basic substance (B) is in the range of 240 nm to 450 nm. It is preferable to have absorption at any wavelength.

本発明の高分子前駆体(A)は、特に構造上の制限はないが、現像液で現像する際には、現像液に可溶であること、例えば、例えば、アルカリ現像液で現像する場合には、ポリアミック酸であることが好ましい。   The polymer precursor (A) of the present invention is not particularly limited in structure, but when developing with a developer, it is soluble in the developer, for example, when developing with an alkali developer. Is preferably a polyamic acid.

また、本発明の感光性樹脂組成物は200℃以下で良好にパターン形成可能であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the photosensitive resin composition of this invention can form a pattern favorably at 200 degrees C or less.

本発明のレリーフパターン膜は、上述の感光性樹脂組成物を乾燥してなる塗膜を基材上に形成し、塗膜に活性光線をパターン状に照射し、活性光線を照射した塗膜を200℃以下で加熱し、加熱された塗膜を現像することにより製造される。   The relief pattern film of the present invention is a coating film formed by drying the above-mentioned photosensitive resin composition on a substrate, irradiating the coating film with actinic rays in a pattern, and irradiating the coating film with actinic rays. It is manufactured by heating at 200 ° C. or less and developing the heated coating film.

本発明の感光性樹脂組成物は接着剤成分として使用することが可能である他、感光性樹脂組成物をイミド化することにより得られたレリーフパターン膜は、電子部品又は光学製品の表面保護膜層及び/又は層間絶縁膜として好適に使用される。   The photosensitive resin composition of the present invention can be used as an adhesive component, and the relief pattern film obtained by imidizing the photosensitive resin composition is a surface protective film for electronic parts or optical products. It is suitably used as a layer and / or an interlayer insulating film.

本発明に係る感光性樹脂組成物では、非イオン性光反応型潜在性塩基性物質(B)に対し活性光線を照射することによって強塩基性第3級アミンが発生し、その触媒作用により、低温(200℃以下)にて、高分子前駆体(A)のイミド化が達成された。これにより得られたレリーフパターン膜は、引張強度とパターン形成性の両立した材料である。   In the photosensitive resin composition according to the present invention, a strongly basic tertiary amine is generated by irradiating an actinic ray to the nonionic photoreactive latent basic substance (B). The imidization of the polymer precursor (A) was achieved at a low temperature (200 ° C. or less). The relief pattern film thus obtained is a material having both tensile strength and pattern formability.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、200℃以下でもイミド化可能であるため、ポリイミドを用いる技術分野でより幅広い用途に適用可能であり、種々の部材の材料としての使用の可能性も拡大した。   Since the photosensitive resin composition according to the present invention can be imidized even at 200 ° C. or lower, it can be applied to a wider range of applications in the technical field using polyimide, and the possibility of use as a material for various members is expanded. did.

本発明によれば、露光部と未露光部の間で溶解性のコントラストを取りにくかった従来のポリイミド前駆体に関する技術的課題を克服し、良好なパターン形状を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technical subject regarding the conventional polyimide precursor which was difficult to take the solubility contrast between an exposed part and an unexposed part can be overcome, and a favorable pattern shape can be obtained.

また、上記本発明に係る感光性樹脂組成物は、広範な構造の高分子前駆体(A)を選択できる為、それによって得られる高分子は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の機能を付与することが可能である。   Moreover, since the photosensitive resin composition according to the present invention can select a polymer precursor (A) having a wide range of structures, the polymer obtained thereby has functions such as heat resistance, dimensional stability, and insulation. Can be given.

特に、本発明に係る感光性樹脂組成物は、主にパターン形成材料として用いられ、それによって形成されたパターンは、永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能し、例えば、カラーフィルタ、フレキシブル基板用部材、液晶配向膜、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、ソルダーレジストやカバーレイなどの配線被覆膜、ソルダーダム、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材、又は建築材料を形成するのに適している。   In particular, the photosensitive resin composition according to the present invention is mainly used as a pattern forming material, and the pattern formed thereby functions as a component that imparts heat resistance and insulation as a permanent film, such as a color filter. , Flexible substrate members, liquid crystal alignment films, semiconductor devices, electronic components, interlayer insulation films, wiring coating films such as solder resists and coverlays, solder dams, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, other optical members, Or it is suitable for forming building materials.

本発明の感光性樹脂組成物と従来の感光性樹脂組成物の、各温度におけるイミド化率を示したグラフである。It is the graph which showed the imidation ratio in each temperature of the photosensitive resin composition of this invention and the conventional photosensitive resin composition. 本発明の感光性樹脂組成物より得られた高分子膜の引張試験結果を示したグラフである。It is the graph which showed the tension test result of the polymer film obtained from the photosensitive resin composition of this invention.

以下、本発明について詳しく説明する。 The present invention will be described in detail below.

本発明の感光性樹脂組成物は、(A)少なくとも一部にポリアミック酸、又は、ポリアミック酸エステルの繰り返し単位を有する高分子前駆体と、(B)活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンを発生する非イオン性光反応型潜在性塩基性物質を含有する。   The photosensitive resin composition of the present invention comprises (A) a polymer precursor having at least a part of a polyamic acid or polyamic acid ester repeating unit, and (B) a strongly basic tertiary compound by irradiation with actinic rays. Contains a nonionic photoreactive latent basic substance that generates amines.

本発明で使用される高分子前駆体(A)は、下記一般式(1)で表わされることが好ましい。   The polymer precursor (A) used in the present invention is preferably represented by the following general formula (1).

Figure 0006138943
式(1)中、R1は4価の有機基であり、R2は2価の有機基であり、Xが2価の有機基である。Xとしては、例えば、フェノール基、アルキルフェノール基、(メタ)アクリレート基、環状アルキル基、環状アルケニル基、ヒドロキシアミド酸基、芳香族又は脂肪族エステル基、アミド基、アミドイミド基、炭酸エステル基、シロキサン基、アルキレンオキサイド、ウレタン基、エポキシ基、オキセタニル基などを構成成分として含む基を挙げることができる。
Figure 0006138943
In formula (1), R 1 is a tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and X is a divalent organic group. Examples of X include a phenol group, an alkylphenol group, a (meth) acrylate group, a cyclic alkyl group, a cyclic alkenyl group, a hydroxyamide acid group, an aromatic or aliphatic ester group, an amide group, an amidoimide group, a carbonate ester group, and a siloxane. And a group containing a group, an alkylene oxide, a urethane group, an epoxy group, an oxetanyl group or the like as a constituent component.

mは、1以上の整数であり、nは、0または1以上の整数である。ここで、高分子前駆体(A)の好ましい数平均分子量は、1000以上100万以下であり、より好ましくは5000〜50万であり、さらにより好ましくは1万〜20万である。   m is an integer of 1 or more, and n is 0 or an integer of 1 or more. Here, the number average molecular weight of the polymer precursor (A) is preferably 1,000 or more and 1,000,000 or less, more preferably 5,000 to 500,000, and even more preferably 10,000 to 200,000.

式(1)中、R1およびR2は用途に応じて、芳香族基、好ましくは炭素原子数6〜32の芳香族基、又は脂肪族基、好ましくは炭素原子数4〜20の脂肪族基、から選ばれる。R及びRは、高分子前駆体(A)の製造において用いられる後述の酸二無水物、及びジアミンに含まれる置換基R及びRであると好ましい。In formula (1), R 1 and R 2 are aromatic groups, preferably aromatic groups having 6 to 32 carbon atoms, or aliphatic groups, preferably aliphatic groups having 4 to 20 carbon atoms, depending on the application. Selected from the group. R 1 and R 2 are preferably the following acid dianhydrides used in the production of the polymer precursor (A) and substituents R 1 and R 2 contained in the diamine.

また、短波長光により感光性樹脂組成物をパターン形成する場合には、ポリマーの吸収特性の観点から、R1及びR2として脂肪族基を用いることが好ましい。また、例えば、R1およびR2としてフッ素を含有する基を用いる場合は、光吸収の低波長化又は誘電特性を向上することができる。Moreover, when patterning the photosensitive resin composition with short wavelength light, it is preferable to use an aliphatic group as R 1 and R 2 from the viewpoint of the absorption characteristics of the polymer. Further, for example, when a group containing fluorine is used as R 1 and R 2 , the wavelength of light absorption can be reduced or the dielectric characteristics can be improved.

本発明では、用途に応じて高分子前駆体(A)の構造を選べるのが重要である。   In the present invention, it is important that the structure of the polymer precursor (A) can be selected depending on the application.

なお、R1の4価は酸と結合するための価数のみを示しているが、R1は置換基を有していても良い。同様に、R2の2価はアミンと結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。R3及びR4は、水素原子又は1価の有機基またはケイ素を有する官能基である。In addition, although the tetravalence of R 1 shows only the valence for bonding with an acid, R 1 may have a substituent. Similarly, the divalent value of R 2 indicates only the valence for bonding with the amine, but may have other substituents. R 3 and R 4 are a hydrogen atom, a monovalent organic group, or a functional group having silicon.

R3及びR4が1価の有機基である場合は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、等を挙げることができる。R3及びR4が1価のケイ素を有する官能基である場合は、例えば、シロキサン基、シラン基、シラノール基などを挙げることができる。またR3およびR4の一部のみを水素又は一価の有機基とすることも可能であり、これにより、溶解性を制御することができる。When R 3 and R 4 are monovalent organic groups, examples include alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, and aryl groups. When R 3 and R 4 are functional groups having monovalent silicon, for example, a siloxane group, a silane group, a silanol group, and the like can be given. Further, only a part of R 3 and R 4 can be hydrogen or a monovalent organic group, whereby the solubility can be controlled.

本発明に係る高分子前駆体(A)としては、R3及びR4が水素原子であるようなポリアミック酸が好適に用いられる。これにより、アルカリ現像性が良好となり、良好なパターンが得られる。As the polymer precursor (A) according to the present invention, a polyamic acid in which R 3 and R 4 are hydrogen atoms is preferably used. Thereby, alkali developability becomes favorable and a favorable pattern is obtained.

(ポリアミック酸)
ポリアミック酸は、従来公知の手法を適用することにより調製可能である。例えば、酸二無水物とジアミンを溶液中で混合するのみで調製できる。1段階の反応で合成することができ、容易かつ低コストで得られ、更なる修飾が不要であるため、好ましく使われている。高分子前駆体(A)の合成方法は特に限定されないが、公知の手法が適用可能である。
(Polyamic acid)
The polyamic acid can be prepared by applying a conventionally known method. For example, it can be prepared simply by mixing acid dianhydride and diamine in a solution. It is preferably used because it can be synthesized by a one-step reaction, can be obtained easily and at low cost, and does not require further modification. Although the synthesis method of a polymer precursor (A) is not specifically limited, A well-known method is applicable.

本実施形態で用いることのできるテトラカルボン酸二無水物の例としては、下記式(8)で示されるものを挙げることができる。ただし、下記に示す具体例は一例であり、本発明の趣旨に反しない限り、公知のものを用いることができることは言うまでもない。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride that can be used in the present embodiment include those represented by the following formula (8). However, the specific examples shown below are merely examples, and it goes without saying that known ones can be used as long as they do not contradict the gist of the present invention.

Figure 0006138943
(式中のR1は、上述したとおりである。)
Figure 0006138943
(R 1 in the formula is as described above.)

なお、本実施形態に係るポリアミック酸における繰り返し単位中のR1基は、ポリアミック酸製造の原料として用いられるテトラカルボン酸二無水物のR1に由来することが好ましい。Incidentally, R 1 group in the repeating unit of the polyamic acid according to the present embodiment is preferably derived from R 1 of the tetracarboxylic dianhydride used as a raw material for polyamic acid production.

上記高分子前駆体(A)の製造に適用可能な酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪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、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ぺリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、ピリジンテトラカルボン酸二無水物、スルホニルジフタル酸無水物、m−ターフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物、p−ターフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。   Examples of the acid dianhydride applicable to the production of the polymer precursor (A) include ethylenetetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, methylcyclobutanetetra. Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as carboxylic dianhydride and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride; pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid Dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2 2 ', 6,6'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane Dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane Anhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1, 1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride 1,3-bis (3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1, 2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane dianhydride, bis {4- [4- ( 1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, 4,4′-bis [4- ( 1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, 4,4′-bis [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl dianhydride, bis {4- [4- (1,2- Dicarboxy) phenoxy] phenyl } Ketone dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone Dianhydride, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone dianhydride, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride Bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide dianhydride, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl}- 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3 , 3,3-Hexafluoropropane Anhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (2,3- or 3,4-di Carboxyphenyl) propane dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetra Carboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic Acid dianhydride, pyridinetetracarboxylic dianhydride, sulfonyldiphthalic anhydride, m-terphenyl-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, p-terphenyl-3,3 ', 4,4'-Tetracar Aromatics such emissions dianhydride tetracarboxylic dianhydride, and the like.

これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。そして、特に好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物が挙げられる。   These may be used alone or in combination of two or more. And as a particularly preferred tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra Carboxylic dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride.

併用する酸二無水物としてフッ素が導入された酸二無水物や、脂環骨格を有する酸二無水物を用いると、透明性をそれほど損なわずに溶解性や熱膨張率等の物性を調整することが可能である。また、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの剛直な酸二無水物を用いると、最終的に得られるポリイミドの線熱膨張係数が小さくなるが、透明性の向上を阻害する傾向があるので、共重合割合に注意しながら併用してもよい。   When acid dianhydride into which fluorine is introduced or acid dianhydride having an alicyclic skeleton is used as the acid dianhydride to be used in combination, the physical properties such as solubility and thermal expansion coefficient are adjusted without significantly impairing transparency. It is possible. Also, rigid acid dianhydrides such as pyromellitic acid anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, etc. If used, the linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide becomes small, but it tends to inhibit the improvement of transparency, so it may be used in combination while paying attention to the copolymerization ratio.

酸二無水物の複数のカルボキシル基は、単一の芳香環上に存在しても、複数の芳香環上に存在してもよく、例えば、式(9)   The plurality of carboxyl groups of the acid dianhydride may be present on a single aromatic ring or a plurality of aromatic rings.

Figure 0006138943
で表される酸二無水物を使用することができる。透明性と機械特性の観点で、上記の酸二無水物の使用が好ましい。
Figure 0006138943
An acid dianhydride represented by the formula can be used. From the viewpoint of transparency and mechanical properties, it is preferable to use the above acid dianhydride.

本発明で用いることができるアミンは、下記式(10)で示されるジアミンが挙げられる。ただし、下記のものは一例であり、本発明の趣旨に反しない限り、公知のものを用いることができることは言うまでもない。 Examples of amines that can be used in the present invention include diamines represented by the following formula (10). However, the following are examples, and it goes without saying that known ones can be used as long as they do not contradict the gist of the present invention.

Figure 0006138943
(式中R2は、上述したとおりである。)
Figure 0006138943
(Wherein R 2 is as described above.)

R2基が2価の芳香族基である場合のジアミンの例としては、パラフェニレンジアミン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、2,2'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノビフェニル、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、3,3'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジフェニルスルフォキシド、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'−ビス(3−アミノフェノキシビフェニル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)プロパン、メタフェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4'−ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンを挙げることができる。Examples of diamines when the R 2 group is a divalent aromatic group include paraphenylene diamine, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-dimethyl-4,4 ′. -Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 9,10-bis (4-aminophenyl) anthracene, 4,4 '-Diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, bis [4 -(4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) bipheny 4,4′-bis (3-aminophenoxybiphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis ( 4-aminophenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,1,1,3,3 3-hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) propane, metaphenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,4′-diaminodiphenyl ether 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene and 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene.

R2基が2価の脂肪族基である場合のジアミンの例としては、1,1−メタキシリレンジアミン、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、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6.2.1.02,7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4'−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、イソホロンジアミンを挙げることができる。Examples of diamines when the R 2 group is a divalent aliphatic group include 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylene Diamine, Octamethylenediamine, Nonamethylenediamine, 4,4-Diaminoheptamethylenediamine, 1,4-Diaminocyclohexane, Isophoronediamine, Tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, Hexahydro-4,7-methanoindanylenediethylenediamine , Tricyclo [6.2.1.02,7] -undecylenedimethyldiamine, 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), and isophoronediamine.

また、別の例としては、下記式(11)で示されるジアミノポリシロキサン等が挙げられる。   Another example is diaminopolysiloxane represented by the following formula (11).

Figure 0006138943
Figure 0006138943

ただし、式中、R28及びR29はそれぞれ独立して二価の炭化水素基を表し、R30及びR31は、それぞれ独立して一価の炭化水素基を表す。pは1以上、好ましくは1〜10の整数である。However, in the formula, R 28 and R 29 each independently represent a divalent hydrocarbon group, and R 30 and R 31 each independently represent a monovalent hydrocarbon group. p is 1 or more, preferably an integer of 1 to 10.

具体的には、上記式(11)におけるR28及びR29としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素数1〜7のアルキレン基、フェニレン基等の炭素数6〜18のアリーレン基などが挙げられ、R30及びR31としては、メチル基、エチル基等の炭素数1〜7のアルキル基、フェニル基等の炭素数6〜12のアリール基などが挙げられる。Specifically, as R 28 and R 29 in the above formula (11), an alkylene group having 1 to 7 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group and a propylene group, and an arylene group having 6 to 18 carbon atoms such as a phenylene group. Examples of R 30 and R 31 include an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms such as a methyl group and an ethyl group, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms such as a phenyl group.

ポリアミック酸のエステルは、公知の方法により得ることができる。   The ester of polyamic acid can be obtained by a known method.

例えば、3,3'−ベンソフェノンテトラカルボン酸二無水物などの酸無水物とエタノールなどのアルコールを反応させハーフエステルとする。そのハーフエステルを塩化チオニルを用いてジエステルジ酸クロライドとする。そのジエステルジ酸クロライドを3,5−ジアミノ安息香酸などのジアミンと反応させることにより、ポリアミック酸のエステルを得ることができる。   For example, an acid anhydride such as 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride is reacted with an alcohol such as ethanol to form a half ester. The half ester is converted to diester diacid chloride using thionyl chloride. An ester of polyamic acid can be obtained by reacting the diester diacid chloride with a diamine such as 3,5-diaminobenzoic acid.

感光性樹脂組成物中、少なくとも一部にポリアミック酸、又は、ポリアミック酸エステルの繰り返し単位を有する高分子前駆体(A)としては、単一種類の材料を用いてもよいし、複数種類を混合物として用いてもよい。また、R1又は/及びR2がそれぞれ複数の構造からなる、共重合体であってもよい。In the photosensitive resin composition, at least a part of the polymer precursor (A) having a polyamic acid or polyamic acid ester repeating unit may be a single type of material or a mixture of a plurality of types. It may be used as Further, it may be a copolymer in which R 1 and / or R 2 each have a plurality of structures.

本実施形態に係る非イオン性光反応型潜在性塩基性物質(B)は、活性光線の照射により強塩基性第3級アミンを発生するものである。潜在性塩基性物質(B)は、光照射により化学構造が変化して強塩基性第3級アミンを発生する。塩基性を高め、効率的に部分的イミド化を促進する観点から、発生する強塩基性第3級アミンは、例えばアミジンまたはグアニジン類であることが好ましい。   The nonionic photoreactive latent basic substance (B) according to the present embodiment generates a strongly basic tertiary amine by irradiation with actinic rays. The latent basic substance (B) changes its chemical structure by light irradiation and generates a strongly basic tertiary amine. From the viewpoint of enhancing basicity and efficiently promoting partial imidization, the strongly basic tertiary amine generated is preferably, for example, amidine or guanidine.

本発明の潜在性塩基性物質(B)のうち、例えば、8−ベンジル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカン(pKa=7.46)は、活性光線の照射により、下式のように強塩基性(pKa=13.28)の第3級アミンに変化する。

Figure 0006138943
Among the latent basic substances (B) of the present invention, for example, 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane (pKa = 7.46) is obtained by irradiation with actinic rays. To a tertiary amine having strong basicity (pKa = 13.28).
Figure 0006138943

このような大きな塩基性の変化は従来のイオン性の塩基発生剤には見られなかった顕著な作用であり、これにより高分子前駆体(A)のイミド化が非常に良好に促進され、露光部(ポリイミド化した部分)と、未露光部(高分子前駆体(A)のままの部分)が生ずるため、現像によるパターニングの精度が向上する。   Such a large change in basicity is a remarkable action not found in conventional ionic base generators, which promotes imidization of the polymer precursor (A) very well, and allows exposure. Since a part (polyimide-ized part) and an unexposed part (part which remains the polymer precursor (A)) are generated, patterning accuracy by development is improved.

また、塩基性を強める観点から、活性光線の照射により発生する第3級アミンは、環状構造であることがより好ましい。   From the viewpoint of enhancing basicity, the tertiary amine generated by irradiation with actinic rays is more preferably a cyclic structure.

本発明において、潜在性塩基性物質(B)に対する活性光線として、可視光線、紫外線、電子線、X線等を照射することが可能であり、紫外線、特に、248nm、365nm、405nm、436nmの紫外線を用いることが好ましい。   In the present invention, visible light, ultraviolet rays, electron beams, X-rays and the like can be irradiated as active rays for the latent basic substance (B), and ultraviolet rays, particularly ultraviolet rays of 248 nm, 365 nm, 405 nm, and 436 nm. Is preferably used.

使用する潜在性塩基性物質(B)の量は、膜厚、潜在性塩基性物質(B)の種類、高分子前駆体(A)の種類等に応じて適宜選択する。例えば、高分子前駆体(A)100質量部に対し、潜在性塩基性物質(B)の添加量を1〜40質量部とする。より好ましくは5〜35質量部であり、さらに好ましくは10〜30質量部である。上記添加量の潜在性塩基性物質(B)により、高分子前駆体(A)を良好にイミド化することが可能となる。   The amount of the latent basic substance (B) to be used is appropriately selected according to the film thickness, the type of the latent basic substance (B), the type of the polymer precursor (A), and the like. For example, the addition amount of the latent basic substance (B) is 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer precursor (A). More preferably, it is 5-35 mass parts, More preferably, it is 10-30 mass parts. The polymer precursor (A) can be imidized satisfactorily by the added amount of the latent basic substance (B).

さらに、本発明の潜在性塩基性物質(B)は、従来のイオン性の光塩基発生剤とは異なり、非イオン性であることから、感光性樹脂組成物に触媒として添加される場合にも、有機溶媒における溶解性が優れ、取扱いが容易である他、組成物及びこれから得られる高分子膜が均一に得られる。   Furthermore, since the latent basic substance (B) of the present invention is nonionic unlike conventional ionic photobase generators, it may be added to the photosensitive resin composition as a catalyst. In addition to excellent solubility in an organic solvent and easy handling, a composition and a polymer film obtained therefrom can be obtained uniformly.

上記の活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンを発生する潜在性塩基性物質(B)が一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。   It is preferable that the latent basic substance (B) that generates a strongly basic tertiary amine by irradiation with the above-mentioned actinic ray is a compound represented by the general formula (2).

Figure 0006138943
(式(2)中、R5は、200〜650nmの波長範囲で光を吸収することが可能であり、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR16、COOR17、ハロゲンまたは
Figure 0006138943
Wherein R 5 is capable of absorbing light in the wavelength range of 200 to 650 nm and is unsubstituted or one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 , halogen or

Figure 0006138943
によって置換された芳香族または複素芳香族基であり;あるいはR5は、
Figure 0006138943
An aromatic or heteroaromatic group substituted by: or R 5 is

Figure 0006138943
であり;
R6およびR7は、互いに独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニルであるか、非置換または1つ以上のアルキル、CN、OR14、SR15、ハロゲンまたはハロアルキルによって置換されたフェニルであり;
R9は、アルキルまたはNR14AR15Aであり; R14AおよびR15Aは、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;
R8、R10、R11、R12およびR13は、互いに独立して、水素またはアルキルであり;あるいは
R8およびR10は、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;あるいは
R9およびR11は、R8およびR10から独立して、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;
R14、R15およびR17は、互いに独立して、水素またはアルキルであり;
R16は水素又はアルキルであり;あるいは200〜650nmの波長範囲で光を吸収することが可能であり、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR14、COOR17、またはハロゲンによって置換された芳香族または複素芳香族基であり;
R18は、200〜650nmの波長範囲で光を吸収することが可能であり、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR16、COOR17、またはハロゲンによって置換された芳香族または複素芳香族基であり;
R19は、水素またはアルキルであり;
R20は、水素、アルキル、あるいは非置換であるか、または1つ以上のアルキル、ビニル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、フェニル、NR12R13、CN、OR14、SR15、COR16、COOR17またはハロゲンによって置換されたフェニルである。)
Figure 0006138943
Is;
R 6 and R 7 are, independently of one another, hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, or phenyl which is unsubstituted or substituted by one or more alkyl, CN, OR 14 , SR 15 , halogen or haloalkyl ;
R 9 is alkyl or NR 14A R 15A ; R 14A and R 15A are both unsubstituted or form an alkylene bridge substituted with one or more alkyls;
R 8 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are, independently of one another, hydrogen or alkyl; or
R 8 and R 10 together form an alkylene bridge that is unsubstituted or substituted by one or more alkyls; or
R 9 and R 11 , independently of R 8 and R 10 , together form an alkylene bridge that is unsubstituted or substituted by one or more alkyls;
R 14 , R 15 and R 17 are independently of each other hydrogen or alkyl;
R 16 is hydrogen or alkyl; or is capable of absorbing light in the wavelength range of 200-650 nm, is unsubstituted, or is one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 14 , COOR 17 , or an aromatic or heteroaromatic group substituted by halogen;
R 18 can absorb light in the wavelength range of 200-650 nm and is unsubstituted or one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 , or an aromatic or heteroaromatic group substituted by halogen;
R 19 is hydrogen or alkyl;
R 20 is hydrogen, alkyl, or unsubstituted, or one or more alkyl, vinyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, phenyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 Or phenyl substituted by halogen. )

式(2)で表される潜在性塩基性物質(B)が、式(5)で表される化合物であることが好ましい。   It is preferable that the latent basic substance (B) represented by Formula (2) is a compound represented by Formula (5).

Figure 0006138943
(式(5)中、
xは1〜5の整数であり;
y及びzは、互いに独立して、0〜6の整数であり;
R21及びR22は、互いに独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり;
Aは炭素又は窒素原子であり;
R5、R6及びR7は、以上に定義されている通りである)
Figure 0006138943
(In Formula (5),
x is an integer from 1 to 5;
y and z are independently an integer from 0 to 6;
R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
A is a carbon or nitrogen atom;
R 5 , R 6 and R 7 are as defined above)

さらに、式(2)で表される潜在性塩基性物質(B)が、式(6−1)又は式(6−2)で表されることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the latent basic substance (B) represented by Formula (2) is represented by Formula (6-1) or Formula (6-2).

Figure 0006138943
(式(6−1)、(6−2)中、R5、R6及びR7は、以上に定義されている通りである。)
Figure 0006138943
(In formulas (6-1) and (6-2), R 5 , R 6 and R 7 are as defined above.)

上記化合物の具体例としては、式(7−a1)、式(7−a2)、式(7−b1)および式(7−b2)で表される化合物を列挙することができる。   Specific examples of the compound include compounds represented by formula (7-a1), formula (7-a2), formula (7-b1), and formula (7-b2).

Figure 0006138943
(式中、R23〜R27は、それぞれ独立に水素原子または一価の有機基であり、炭素以外に酸素または硫黄を含んでいてもよい。R23〜R27の2つ以上が同一であっても全てが異なってもよい。また、R23〜R27の2つ以上が結合して環状構造を形成していても良い。)
Figure 0006138943
(In the formula, R 23 to R 27 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and may contain oxygen or sulfur in addition to carbon. Two or more of R 23 to R 27 are the same. Or all of them may be different, or two or more of R 23 to R 27 may be bonded to form a cyclic structure.)

前記潜在性塩基性物質(B)が発生する強塩基性第3級アミンの沸点が100℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。   The boiling point of the strongly basic tertiary amine from which the latent basic substance (B) is generated is preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher.

また、潜在性塩基性物質(B)が発生する強塩基性第3級アミンは、共役酸のpKaが9以上であることが好ましく、12以上であることがより好ましい。具体的には、活性光線の照射によってPKaが11〜14、特に12.3〜13.7の範囲の強塩基性第3級アミンを用いると、取扱いとイミド化の両面で好ましい。   Further, the strongly basic tertiary amine from which the latent basic substance (B) is generated preferably has a conjugate acid having a pKa of 9 or more, more preferably 12 or more. Specifically, it is preferable in terms of both handling and imidization to use a strongly basic tertiary amine having a PKa in the range of 11 to 14, particularly 12.3 to 13.7 by irradiation with actinic rays.

また、沸点が100℃以上の強塩基性第3級アミンを発生させることにより、イミド化反応時における強塩基性第3級アミンの蒸発を抑制可能となり、強塩基性第3級アミンの沸点が150℃以上であると、イミド化の後のポストキュアでの蒸発の抑制が可能となる。   Further, by generating a strongly basic tertiary amine having a boiling point of 100 ° C. or higher, evaporation of the strongly basic tertiary amine during the imidation reaction can be suppressed, and the boiling point of the strongly basic tertiary amine is When it is 150 ° C. or higher, it is possible to suppress evaporation at post-cure after imidization.

さらに、強塩基性第3級アミンの共役酸のpKaが9以上であることにより、イミド化を容易に行うことができる。さらに、強塩基性第3級アミンの共役酸のpKaを12以上とすることにより、イミド化を更に容易かつ迅速に行うことができる。   Furthermore, imidization can be easily performed when the pKa of the conjugate acid of the strongly basic tertiary amine is 9 or more. Furthermore, imidation can be performed more easily and rapidly by setting the pKa of the conjugate acid of a strongly basic tertiary amine to 12 or more.

一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長は、436nm、405nm、365nmであり、KrFレーザーの波長は248nmであることも考慮し、前記潜在性塩基性物質(B)は、240nm〜450nmの範囲、特に436nm、405nm、365nm、248nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長に吸収を有することが好ましい。   Considering that the wavelength of the high-pressure mercury lamp, which is a general exposure light source, is 436 nm, 405 nm, 365 nm, and the wavelength of the KrF laser is 248 nm, the latent basic substance (B) is in the range of 240 nm to 450 nm. In particular, it is preferable to have absorption in at least one wavelength among electromagnetic waves having wavelengths of 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 248 nm.

感光性樹脂組成物の塗膜に活性光線を照射した際、厚み方向に均一に潜在性塩基性物質(B)の分解が進行するように、高分子前駆体(A)や潜在性塩基性物質(B)の組み合わせや添加量を、塗布膜厚等に応じて適宜選択する。低露光量化を達成し、厚膜化にも対応可能なように、高分子前駆体(A)は、活性光線の波長に対して吸収が小さいものを用いることが好ましい。高分子前駆体(A)の分子設計により、吸収特性を適宜変更することができる。例えば、吸収領域を短波長にシフトさせるためには、芳香族基を有する高分子前駆体(A)を用い、上記R又は/及びR2等の共役系を短くすること、又は電荷移動錯体の形成を妨げることが有用である。The polymer precursor (A) and the latent basic substance so that decomposition of the latent basic substance (B) proceeds uniformly in the thickness direction when the coating film of the photosensitive resin composition is irradiated with actinic rays. The combination and addition amount of (B) are appropriately selected according to the coating film thickness and the like. It is preferable to use a polymer precursor (A) having a small absorption with respect to the wavelength of the actinic ray so as to achieve a low exposure amount and can cope with a thick film. Depending on the molecular design of the polymer precursor (A), the absorption characteristics can be appropriately changed. For example, in order to shift the absorption region to a short wavelength, the polymer precursor (A) having an aromatic group is used, the conjugated system such as R 1 or / and R 2 is shortened, or the charge transfer complex It is useful to prevent the formation of.

以下に、本発明の感光性樹脂組成物に配合可能な他の成分を説明する。   Below, the other component which can be mix | blended with the photosensitive resin composition of this invention is demonstrated.

感光性樹脂組成物中の溶媒(C)としては、高分子前駆体(A)、潜在性塩基性物質(B)、及び他の添加剤を溶解させるものであれば特に制限はない。一例としては、N,N'−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N,N'−ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリノン、N−シクロヘキシル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピリジン、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。これらは単独で用いても、二種以上を混合して用いてもかまわない。使用する溶媒の量は、塗布膜厚や粘度に応じて、高分子前駆体(A)100質量部に対し、50〜9000質量部の範囲で用いることができる。   The solvent (C) in the photosensitive resin composition is not particularly limited as long as it dissolves the polymer precursor (A), the latent basic substance (B), and other additives. Examples include N, N′-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N, N′-dimethylacetamide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ- Examples include butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, pyridine, γ-butyrolactone, and diethylene glycol monomethyl ether. These may be used alone or in combination of two or more. The quantity of the solvent to be used can be used in 50-9000 mass parts with respect to 100 mass parts of polymer precursors (A) according to a coating film thickness and a viscosity.

本実施形態に係る感光性樹脂組成物には、更に光感度を向上させるために増感剤(D)を添加することもできる。増感剤(D)としては、例えばミヒラーズケトン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5−ビス(4'−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6−ビス(4'−ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4'−ジメチルアミノベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6−ビス(4'−ジエチルアミノベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、4,4'−ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4'−ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p−ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p−ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2−(p−ジメチルアミノフェニルビフェニレン)−ベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3−ビス(4'−ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3−ビス(4'−ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3'−カルボニル−ビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−アセチル−7−ジメチルアミノクマリン、3−エトキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−ベンジロキシカルボニル−7−ジメチルアミノクマリン、3−メトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリン、3−エトキシカルボニル−7−ジエチルアミノクマリン、N−フェニル−N′−エチルエタノールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、N−p−トリルジエタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、4−モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2−メルカプトベンズイミダゾール、1−フェニル−5−メルカプトテトラゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2−(p−ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2−d)チアゾール、2−(p−ジメチルアミノベンゾイル)スチレン等が挙げられ、感度の点で、4−(1−メチルエチル)−9H−チオキサンテン−9−オンなどのチオキサントン類を用いることが好ましい。これらは単独でまたは2〜5種類の組み合わせで用いることができる。増感剤(D)、高分子前駆体(A)100質量部に対し、0.1〜10質量部を用いるのが好ましい。   A sensitizer (D) can be added to the photosensitive resin composition according to this embodiment in order to further improve the photosensitivity. Examples of the sensitizer (D) include Michler's ketone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 2,5-bis (4′-diethylaminobenzal) cyclopentane, and 2,6-bis (4′-diethylaminobenzene). Col) cyclohexanone, 2,6-bis (4′-dimethylaminobenzal) -4-methylcyclohexanone, 2,6-bis (4′-diethylaminobenzal) -4-methylcyclohexanone, 4,4′-bis ( Dimethylamino) chalcone, 4,4′-bis (diethylamino) chalcone, p-dimethylaminocinnamylideneindanone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 2- (p-dimethylaminophenylbiphenylene) -benzothiazole, 2- (P-dimethylaminophenylvinylene) benzothiazole, 2- (p-dimethyl) Ruaminophenylvinylene) isonaphthothiazole, 1,3-bis (4′-dimethylaminobenzal) acetone, 1,3-bis (4′-diethylaminobenzal) acetone, 3,3′-carbonyl-bis (7 -Diethylaminocoumarin), 3-acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3- Ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, N-phenyl-N'-ethylethanolamine, N-phenyldiethanolamine, Np-tolyldiethanolamine, N-phenylethanolamine, 4-morpholinobenzophenone, isoamyl dimethylaminobenzoate Isoamyl diethylaminobenzoate, 2-mercaptobenzimidazole, 1-phenyl-5-mercaptotetrazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzthiazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) naphtho (1,2-d) thiazole, 2- (p-dimethylaminobenzoyl) styrene and the like, and 4- (1-methylethyl) -9H- It is preferable to use thioxanthones such as thioxanthen-9-one. These can be used alone or in combination of 2 to 5 kinds. It is preferable to use 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sensitizer (D) and the polymer precursor (A).

また、本実施形態1に係る感光性樹脂組成物には、基材との接着性向上のため接着助剤を添加することもできる。接着助剤としては、本発明の趣旨に反しない限り公知のものを用いることができる。例えば、γ−アミノプロピルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]フタルアミド酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と(トリエトキシシリル)プロピルアミンの反応生成物等を挙げることができる。接着助剤の添加量は、高分子前駆体(A)100質量部に対し、0.5〜10質量部の範囲が好ましい。   In addition, an adhesion assistant may be added to the photosensitive resin composition according to Embodiment 1 for improving the adhesion to the substrate. Any known adhesion assistant can be used as long as it is not contrary to the gist of the present invention. For example, γ-aminopropyldimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, N- [3- ( And a reaction product of (triethoxysilyl) propyl] phthalamic acid, benzophenonetetracarboxylic dianhydride and (triethoxysilyl) propylamine. The addition amount of the adhesion assistant is preferably in the range of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer precursor (A).

また、本発明の感光性樹脂組成物には、塩基増殖剤を添加してもよい。厚膜のパターンを形成する時、表面から下まで同じ程度の潜在性塩基性物質(B)の分解率が求められる。この場合、感度を向上するため、塩基増殖剤の添加が好ましい。例えば、特開2012−237776、特開2006−282657などに開示した塩基増殖剤の使用が可能である。   Moreover, you may add a base growth agent to the photosensitive resin composition of this invention. When forming a thick film pattern, the decomposition rate of the latent basic substance (B) of the same degree is required from the surface to the bottom. In this case, in order to improve sensitivity, the addition of a base proliferating agent is preferable. For example, the base proliferating agent disclosed in JP2012-237776, JP2006-282657, and the like can be used.

なお、本発明の感光性樹脂組成物には、硬化後の膜特性を大きく損なわない範囲で、光によって酸又は塩基を発生させる他の感光性成分を加えても良い。本発明の感光性樹脂組成物にエチレン性不飽和結合を1つ又は2つ以上有する化合物を加える場合、光ラジカル発生剤を添加してもよい。   In addition, you may add to the photosensitive resin composition of this invention the other photosensitive component which generate | occur | produces an acid or a base with light in the range which does not impair the film | membrane characteristic after hardening significantly. When adding a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds to the photosensitive resin composition of the present invention, a photo radical generator may be added.

本発明に係る樹脂組成物に加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。多孔質形状や中空構造を得るための具体的材料としては各種顔料、フィラー、及び繊維等がある。   In order to impart processing characteristics and various functionalities to the resin composition according to the present invention, various organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds may be blended. For example, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles and the like can be used. The fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate, and these may have a porous or hollow structure. Specific materials for obtaining a porous shape or a hollow structure include various pigments, fillers, fibers, and the like.

次に、上記感光性樹脂組成物を用いたレリーフパターンの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the relief pattern using the said photosensitive resin composition is demonstrated.

まず、ステップ1として感光性樹脂組成物を基材上に塗布し、乾燥することにより塗膜を得る。感光性樹脂組成物を基材上に塗布する方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられていた方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法、さらにはインクジェット法等を用いることができる。塗膜の乾燥方法としては、風乾、オーブンまたはホットプレートによる加熱乾燥、真空乾燥等の方法が用いられる。また、塗膜の乾燥は、感光性樹脂組成物中の高分子前駆体(A)のイミド化が起こらないような条件で行うことが望ましい。具体的には、自然乾燥、送風乾燥、あるいは加熱乾燥を、20℃〜140℃で1分〜1時間の条件で行うことができる。好ましくは、ホットプレート上で1〜5分乾燥を行う。また、真空乾燥も可能であり、この場合は、室温で1分〜1時間の条件で行うことができる。   First, as Step 1, a photosensitive resin composition is applied onto a substrate and dried to obtain a coating film. As a method for coating the photosensitive resin composition on the substrate, methods conventionally used for coating the photosensitive resin composition, such as spin coater, bar coater, blade coater, curtain coater, screen printer, etc. The method of apply | coating, the method of spray-coating with a spray coater, Furthermore, the inkjet method etc. can be used. As a method for drying the coating film, methods such as air drying, heat drying with an oven or hot plate, and vacuum drying are used. Moreover, it is desirable that the coating film be dried under conditions such that imidization of the polymer precursor (A) in the photosensitive resin composition does not occur. Specifically, natural drying, blast drying, or heat drying can be performed at 20 ° C. to 140 ° C. for 1 minute to 1 hour. Preferably, drying is performed on a hot plate for 1 to 5 minutes. Moreover, vacuum drying is also possible, and in this case, it can be performed at room temperature for 1 minute to 1 hour.

基材に特に制限はなく、シリコンウェハー、配線基板、各種樹脂、金属、半導体装置のパッシベーション保護膜などに広く適用できる。   There is no restriction | limiting in particular in a base material, It can apply widely to a silicon wafer, a wiring board, various resin, a metal, the passivation protective film of a semiconductor device, etc.

また、低温でのイミド化が可能であるため、プリント配線板の基板等の高温処理に適さない部材、材料に広く適用可能であるのが特徴である。   Further, since imidization at a low temperature is possible, it is characterized in that it can be widely applied to members and materials that are not suitable for high temperature processing such as a printed wiring board substrate.

次に、ステップ2として上記塗膜を、パターンを有するフォトマスクを介して、あるいは、直接露光する。露光光線は、潜在性塩基性物質(B)を活性化させ強塩基性第3級アミンに変化させることができる波長のものを用いる。上述したように、適宜増感剤を用いると、光感度を調製することができる。露光装置としては、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー、レーザーダイレクト露光装置等を用いることができる。   Next, as the step 2, the coating film is exposed through a photomask having a pattern or directly. The exposure light having a wavelength capable of activating the latent basic substance (B) to be changed into a strongly basic tertiary amine is used. As described above, the photosensitivity can be adjusted by appropriately using a sensitizer. As the exposure apparatus, a contact aligner, mirror projection, stepper, laser direct exposure apparatus, or the like can be used.

続いて、ステップ3として塗膜中に発生した塩基により塗膜のイミド化を促進させるように加熱する。これにより、上記ステップ2において露光部に発生した塩基が触媒となって、高分子前駆体(A)が部分的にイミド化する。加熱時間及び加熱温度は、用いる高分子前駆体(A)、塗布膜厚、潜在性塩基性物質(B)の種類によって適宜変更する。典型的には、10μm程度の塗布膜厚の場合、110〜200℃で2分〜10分程度である。加熱温度が低すぎると、部分的イミド化を効率的に達成することができない。一方、加熱温度が高すぎると、未露光部のイミド化が進行して、露光部と未露光部との溶解性の差を小さくしてしまい、パターン形成に支障が生ずる懸念がある。   Then, it heats so that the imidation of a coating film may be accelerated | stimulated by the base which generate | occur | produced in the coating film as step 3. Thereby, the base generated in the exposed portion in Step 2 serves as a catalyst, and the polymer precursor (A) is partially imidized. The heating time and the heating temperature are appropriately changed depending on the polymer precursor (A) to be used, the coating film thickness, and the type of the latent basic substance (B). Typically, in the case of a coating film thickness of about 10 μm, it is about 2 to 10 minutes at 110 to 200 ° C. If the heating temperature is too low, partial imidization cannot be achieved efficiently. On the other hand, if the heating temperature is too high, imidization of the unexposed area proceeds to reduce the difference in solubility between the exposed area and the unexposed area, which may cause a problem in pattern formation.

次いで、ステップ4として塗膜を現像液で処理する。これにより、塗膜中の未露光部分を除去して、基材上に高分子前駆体(A)及び部分的にイミド化したポリイミドからなるパターンを形成することができる。   Next, in step 4, the coating film is treated with a developer. Thereby, the unexposed part in a coating film is removed and the pattern which consists of a polymer precursor (A) and a partially imidized polyimide can be formed on a base material.

現像に用いる方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸せき法等の中から任意の方法を選択することができる。現像液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の四級アンモニウム塩類等の水溶液を挙げることができる。また、必要に応じて、これらにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加水溶液として使用することができる。その後、必要に応じて塗膜をリンス液により洗浄してパターン塗膜を得る。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等を単独または組み合わせて用いることができる。また、現像液として上記溶媒(C)を使用してもよい。   As a method used for the development, an arbitrary method can be selected from conventionally known photoresist development methods such as a rotary spray method, a paddle method, and an immersion method involving ultrasonic treatment. Developers include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, aqueous ammonia, organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide. An aqueous solution of quaternary ammonium salts such as Further, if necessary, a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or a surfactant can be used in an appropriate amount as an aqueous solution. Thereafter, the coating film is washed with a rinse solution as necessary to obtain a pattern coating film. As the rinsing liquid, distilled water, methanol, ethanol, isopropanol or the like can be used alone or in combination. Moreover, you may use the said solvent (C) as a developing solution.

その後、ステップ5としてパターン化された塗膜を加熱する。加熱温度は、ポリイミドのパターンを硬化可能なように適宜設定する。例えば、不活性ガス中で、150〜300℃で5〜120分程度の加熱を行う。加熱温度のより好ましい範囲は、150〜250℃であり、さらに好ましい範囲は180〜220℃である。加熱は、例えば、ホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いることにより行う。このときの雰囲気(気体)としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いてもよい。   Then, the coating film patterned as step 5 is heated. The heating temperature is appropriately set so that the polyimide pattern can be cured. For example, heating is performed at 150 to 300 ° C. for about 5 to 120 minutes in an inert gas. A more preferable range of the heating temperature is 150 to 250 ° C, and a more preferable range is 180 to 220 ° C. The heating is performed by using, for example, a hot plate, an oven, or a temperature rising oven in which a temperature program can be set. At this time, the atmosphere (gas) may be air, or an inert gas such as nitrogen or argon.

本発明に係る感光性樹脂組成物は、印刷インキ、接着剤、充填剤、電子材料、光回路部品、成形材料、レジスト材料、建築材料、3次元造形、光学部材等、樹脂材料が用いられる公知の種々の分野・製品、特にポリイミド膜の耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野・製品、例えば、塗料又は印刷インキ、或いは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料の形成材料として好適に用いられ、本発明に係る感光性樹脂組成物又はその高分子膜を少なくとも一部に含む印刷物、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体装置、電子部品、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材又は建築材料等が提供される。   The photosensitive resin composition according to the present invention is a known resin material such as printing ink, adhesive, filler, electronic material, optical circuit component, molding material, resist material, building material, three-dimensional modeling, and optical member. A wide range of fields and products in which the properties such as heat resistance, dimensional stability and insulation of polyimide films are effective, such as paints or printing inks, color filters, and films for flexible displays The photosensitive resin according to the present invention is suitably used as a material for forming semiconductor devices, electronic components, interlayer insulating films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, holograms, optical members or building materials. Printed matter, color filter, film for flexible display, semiconductor device, electronic component, interlayer insulating film, wiring containing at least part of composition or its polymer film Kutsugaemaku, optical circuit, an optical circuit component, the anti-reflection film, hologram, such as an optical member or building material is provided.

特に、高分子前駆体(A)を含有する感光性樹脂組成物は、主にパターン形成材料(レジスト)として用いられ、それによって形成されたパターンは、ポリイミドからなる永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能し、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、電子部品、半導体装置、層間絶縁膜、ソルダーレジストやカバーレイ膜などの配線被覆膜、ソルダーダム、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材又は電子部材を形成するのに適している。
[合成例1]
In particular, the photosensitive resin composition containing the polymer precursor (A) is mainly used as a pattern forming material (resist), and the pattern formed thereby has a heat resistance and insulating property as a permanent film made of polyimide. For example, color filters, flexible display films, electronic components, semiconductor devices, interlayer insulation films, wiring coating films such as solder resists and coverlay films, solder dams, optical circuits, optical circuit components, It is suitable for forming an antireflection film, other optical members or electronic members.
[Synthesis Example 1]

非イオン性光反応型潜在性塩基性物質1:8−ベンジル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンの調製
以下の手順により、下式により示される1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンを製造した。
Preparation of nonionic photoreactive latent basic material 1: 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane 1,8-diazabicyclo [5. 4.0] Undecane was produced.

Figure 0006138943
(i)1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンの調製
2.5Lのフラスコに、tert−ブチルメチルエーテル1470mLと1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン152 g(1mol)を装填した。その後、水素化リチウムアルミニウム18.97g(0.5 mol)を数回に分けてフラスコの中に導入し、生じたエマルジョンを室温で1時間攪拌した。続いて反応混合物を2時間にわたり55〜57℃に加温し、その後室温にて一晩攪拌した。薄層クロマトグラフィーにより、反応完了を確認した。反応混合物を0℃に冷却し、注意して水19mLおよび次に濃度10%の水酸化ナトリウム溶液19mLを添加した。さらに水57mLを添加した。得られた混合物を1時間攪拌した後、ろ過し、吸引フィルタ上の生成物をtert−ブチルメチルエーテル200mL、および塩化メチレン200mL×2回によって洗浄した。洗浄液を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、回転蒸発器で溶媒を留去した。1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンが黄色を帯びた油状物として得られた
Figure 0006138943
(I) Preparation of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane In a 2.5 L flask, 1470 mL of tert-butyl methyl ether and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene 152 g (1 mol) was charged. Thereafter, 18.97 g (0.5 mol) of lithium aluminum hydride was introduced into the flask in several portions, and the resulting emulsion was stirred at room temperature for 1 hour. The reaction mixture was subsequently warmed to 55-57 ° C. over 2 hours and then stirred overnight at room temperature. The completion of the reaction was confirmed by thin layer chromatography. The reaction mixture was cooled to 0 ° C. and carefully added 19 mL of water and then 19 mL of 10% strength sodium hydroxide solution. An additional 57 mL of water was added. The resulting mixture was stirred for 1 hour, then filtered, and the product on the suction filter was washed with 200 mL of tert-butyl methyl ether and 200 mL of methylene chloride twice. The washing liquid was dried over sodium sulfate and the solvent was distilled off with a rotary evaporator. 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane was obtained as a yellowish oil.

さらなる精製では、粗生成物を、ビグリューカラムを使用して47〜53mbarで蒸留した。82〜85℃の画分が純生成物を含んでいた。構造の確認は1H-NMRを用いて行った。For further purification, the crude product was distilled at 47-53 mbar using a Vigreux column. The 82-85 ° C. fraction contained pure product. The structure was confirmed using 1 H-NMR.

(ii)8−ベンジル−1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンの調製
750mLフラスコの中で、水酸化ナトリウム21.0g(0.525mol)およびヨウ化カリウム5.81g(0.035 mol)をジクロロメタン350 mLに懸濁した。次に塩化ベンジル44.31g(0.35 mol)および上記により得られた1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカン54.00g(0.35 mol)を添加し、懸濁液を室温にて24時間攪拌した。1H-NMRスペクトルには塩化ベンジル中のベンジル性プロトンのピークはもはや確認できなかった。
(Ii) Preparation of 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane In a 750 mL flask, 21.0 g (0.525 mol) sodium hydroxide and 5.81 g (0.035 g) potassium iodide. mol) was suspended in 350 mL of dichloromethane. Then 44.31 g (0.35 mol) of benzyl chloride and 54.00 g (0.35 mol) of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane obtained above are added and the suspension is stirred at room temperature. For 24 hours. The peak of benzylic proton in benzyl chloride could no longer be confirmed in the 1 H-NMR spectrum.

反応混合物を水200mLに注入し、分離漏斗で分離した有機相の溶媒を回転蒸発器で除去した。残った黄色を帯びた液体にヘキサン500 mLを添加した。沈殿した塩をろ過によって除去し、溶媒を回転蒸発器で留去した。静置後、溶液がゆっくりと固化し、8−ベンジル−1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンが淡い黄色を帯びた油状物として得られた。   The reaction mixture was poured into 200 mL of water and the organic phase solvent separated on a separatory funnel was removed on a rotary evaporator. To the remaining yellowish liquid, 500 mL of hexane was added. The precipitated salt was removed by filtration and the solvent was distilled off on a rotary evaporator. After standing, the solution slowly solidified and 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane was obtained as a pale yellowish oil.

さらなる精製のため、粗生成物を、ビグリューカラムで減圧下(p=10-1mbar)にて蒸留し、所望の生成物を含む129〜136℃における画分を合わせた。無色の8−ベンジル−1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカン(pKa=7.46)が、冷却により、晶出した。構造の確認は1H-NMRを用いて行った。8−ベンジル−1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンのpKa値は、K. Dietliker et al., Progress in Organic Coatings (2007), 146-157に記載の方法に基づいている。For further purification, the crude product was distilled under reduced pressure (p = 10 −1 mbar) on a Vigreux column and the fractions at 129-136 ° C. containing the desired product were combined. Colorless 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane (pKa = 7.46) crystallized out upon cooling. The structure was confirmed using 1 H-NMR. The pKa value of 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane is based on the method described in K. Dietliker et al., Progress in Organic Coatings (2007), 146-157.

また、8−ベンジル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカンは、活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンのDBU(pKa=13.28)となる(上記文献参照)。
[合成例2]
Further, 8-benzyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecane becomes DBU (pKa = 13.28) of a strongly basic tertiary amine when irradiated with actinic rays (see the above document).
[Synthesis Example 2]

非イオン性光反応型潜在性塩基性物質2:5−ベンジル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンの調製
1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エンの代わりに1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エンを用いた以外は合成例1と同様の手順によって下記式により示される5−ベンジル−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナン(pKa=7.46)を調製した。生成物は、淡い黄色を帯びた油状物として得られた。構造の確認は1H-NMRを用いて行った。5−ベンジル−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンのpKa値は、上記文献に記載の方法に基づいている。
Nonionic photoreactive latent basic substance 2: Preparation of 5-benzyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonane 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene Instead, 5-benzyl-1,5-diazabicyclo [4.3 is represented by the following formula by the same procedure as Synthesis Example 1 except that 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene was used. 0.0] nonane (pKa = 7.46) was prepared. The product was obtained as a pale yellowish oil. The structure was confirmed using 1 H-NMR. The pKa value of 5-benzyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonane is based on the method described in the above document.

Figure 0006138943
Figure 0006138943

また、5−ベンジル−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンは、活性光線を照射することによって強塩基性第3級アミンのDBN(1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン)(pKa=13.42)となる(上記文献参照)。
[合成例3]
Further, 5-benzyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonane is obtained by irradiating actinic rays with DBN (1,5-diazabicyclo [4.3.0] nona--a strongly basic tertiary amine. 5-ene) (pKa = 13.42) (see the above document).
[Synthesis Example 3]

非イオン性光反応型潜在性塩基性物質3:5-メチルスチレン−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンの調製
以下の手順により、下式により示される5−メチルスチレン−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンを製造した。
Nonionic photoreactive latent basic substance 3: Preparation of 5-methylstyrene-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonane 5-Methylstyrene-1, represented by the following formula: 5-Diazabicyclo [4.3.0] nonane was prepared.

Figure 0006138943
2.5 Lフラスコの中で500mLトルエンに1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナン77.14g((0.5 mol)を溶解させ、撹拌しながらα-ブロモアセトフェノン99.52g(0.5mol)と500mLトルエン中の溶液を加えて、さらに一晩室温で撹拌した。反応混合物をろ過し、脱イオン水で洗浄して、硫酸マグネシウム上で乾燥した。続いて、さらに真空中で乾燥して、α−アミノケトンを約85%の収率で得た。
Figure 0006138943
In a 2.5 L flask, 77.14 g ((0.5 mol) of 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonane was dissolved in 500 mL toluene and 99.52 g (0. 0.5 mol) and 500 mL toluene in solution and stirred overnight at room temperature The reaction mixture was filtered, washed with deionized water and dried over magnesium sulfate, followed by further drying in vacuo. Thus, α-aminoketone was obtained in a yield of about 85%.

これにより得られたα−アミノケトンのジクロロメタン溶液を、メチルトリフェニルホスホニウムブロミドおよびナトリウムアミドを、ジクロロメタン中で15分間撹拌することにより得られた溶液中に添加し、得られた混合物を、室温で18時間撹拌した。得られた溶液をろ過し、ろ液を真空中で濃縮した。5−メチルスチレン−1,5-ジアザビシクロ「4.3.0]ノナン(pKa=7.49)が得られた。構造の確認は1H-NMRを用いて行った。5−メチルスチレン−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンのpKa値は、上記文献に記載の方法に基づいている。The dichloromethane solution of the α-aminoketone thus obtained was added to a solution obtained by stirring methyltriphenylphosphonium bromide and sodium amide in dichloromethane for 15 minutes, and the resulting mixture was stirred at room temperature for 18 minutes. Stir for hours. The resulting solution was filtered and the filtrate was concentrated in vacuo. 5-methylstyrene-1,5-diazabicyclo “4.3.0] nonane (pKa = 7.49) was obtained. The structure was confirmed using 1 H-NMR. 5-methylstyrene-1,5 The pKa value of -diazabicyclo [4.3.0] nonane is based on the method described in the above document.

また、5−メチルスチレン−1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナンは、活性光線を照射することによって強塩基性第3級アミンのDBN(1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン)(pKa=13.42)となる(上記文献参照)。
[合成例4]
Further, 5-methylstyrene-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonane is obtained by irradiating actinic rays with DBN (1,5-diazabicyclo [4.3.0] of a strongly basic tertiary amine. ] Nona-5-ene) (pKa = 13.42) (see the above document).
[Synthesis Example 4]

高分子前駆体
500mLの3つ口フラスコ中で、141.3gの脱水N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に4,4’−ジアミノジフェニルエーテル 12.01g (60mmol)を添加し、窒素気流下、室温で撹拌し、溶解させた。この溶液に、ピロメリット酸二無水物13.09 g(60mmol)を徐々に添加し、添加終了後、窒素気流下、室温で12時間撹拌し、高分子前駆体であるポリアミック酸溶液を得た。
Polymer precursor In a 500 mL three-necked flask, 12.01 g (60 mmol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether was added to 141.3 g of dehydrated N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Stir at room temperature to dissolve. To this solution, pyromellitic dianhydride (13.09 g, 60 mmol) was gradually added. After the addition was completed, the solution was stirred at room temperature for 12 hours under a nitrogen stream to obtain a polyamic acid solution as a polymer precursor. .

上記高分子前駆体溶液3gに、71.6 mg上記非イオン性光反応型潜在性塩基性物質1を溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物1)を得た。   71.6 mg of the nonionic photoreactive latent basic substance 1 was dissolved in 3 g of the polymer precursor solution to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 1) of the present invention.

上記高分子前駆体溶液3gに、71.6mg上記非イオン性光反応型潜在性塩基性物質2を溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物2)を得た。   71.6 mg of the nonionic photoreactive latent basic substance 2 was dissolved in 3 g of the polymer precursor solution to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 2) of the present invention.

上記高分子前駆体溶液3 gに、71.6 mg上記非イオン性光反応型潜在性塩基性物質3を溶解させ、本発明の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物3)を得た。
[比較例1]
71.6 mg of the nonionic photoreactive latent basic substance 3 was dissolved in 3 g of the polymer precursor solution to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 3) of the present invention.
[Comparative Example 1]

上記高分子前駆体溶液3gに、71.6mgの下式の感光性物質4を溶解させ、比較例の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物4)を得た。   71.6 mg of the photosensitive material 4 of the following formula was dissolved in 3 g of the polymer precursor solution to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 4) of a comparative example.

Figure 0006138943
[比較例2]
Figure 0006138943
[Comparative Example 2]

上記高分子前駆体溶液3gに、71.6 mgの下式の感光性物質5を溶解させ、比較例の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物5)を得た。   71.6 mg of the photosensitive material 5 of the following formula was dissolved in 3 g of the polymer precursor solution to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 5) of a comparative example.

Figure 0006138943
[比較例3]
Figure 0006138943
[Comparative Example 3]

上記高分子前駆体溶液3gに、71.6mgの下式の感光性物質6溶解させ、比較例の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物6)を得た。   7 g of the following photosensitive material 6 was dissolved in 3 g of the polymer precursor solution to obtain a photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 6) of a comparative example.

Figure 0006138943
[比較例4]
Figure 0006138943
[Comparative Example 4]

上記高分子前駆体溶液3gのみからなる比較例の感光性樹脂組成物(感光性樹脂組成物7)を得た。   The photosensitive resin composition (photosensitive resin composition 7) of the comparative example which consists only of the said polymer precursor solution 3g was obtained.

<試験>
(1)紫外線照射・低温加熱試験
(1−1)実施例1、2、及び比較例4による硬化サンプルの作製(紫外線照射及び低温加熱)
感光性樹脂組成物1と2(実施例1及び2)及び感光性樹脂組成物7(比較例4)を、それぞれ銅板の上に最終膜厚1μmになるように塗布した。これらに対し、100℃でホットプレートの上で15分間乾燥させた後、さらにメタルハライドランプを搭載した露光装置(株式会社オーク製作所製)でh線換算、10J紫外線照射を行った。
(1−2)標準硬化サンプルの作製(高温加熱)
感光性樹脂組成物7(比較例4)を、ウェハーの上に最終膜厚1μmになるように塗布し、これをホットプレートで100℃30分、200℃30分、250℃30分、300℃1時間加熱した。これにより、イミド化させ標準イミド膜を得た。
(1−3)乾燥サンプルの作製
感光性樹脂組成物7(比較例4)を、ウェハーの上に最終膜厚1μmになるように塗布し、これを100℃にて15分加熱して乾燥サンプルとした。
<Test>
(1) Ultraviolet irradiation / low temperature heating test (1-1) Preparation of cured samples according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 4 (ultraviolet irradiation and low temperature heating)
Photosensitive resin compositions 1 and 2 (Examples 1 and 2) and photosensitive resin composition 7 (Comparative Example 4) were applied on a copper plate to a final film thickness of 1 μm. These were dried on a hot plate at 100 ° C. for 15 minutes, and then irradiated with 10 J ultraviolet rays in terms of h-line in an exposure apparatus (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) equipped with a metal halide lamp.
(1-2) Preparation of standard cured sample (high temperature heating)
The photosensitive resin composition 7 (Comparative Example 4) was applied on the wafer so as to have a final film thickness of 1 μm, and this was applied on a hot plate at 100 ° C. for 30 minutes, 200 ° C. for 30 minutes, 250 ° C. for 30 minutes, 300 ° C. Heated for 1 hour. Thus, imidization was performed to obtain a standard imide film.
(1-3) Preparation of dry sample The photosensitive resin composition 7 (Comparative Example 4) was applied on the wafer so as to have a final film thickness of 1 μm, and this was heated at 100 ° C. for 15 minutes to dry the sample. It was.

上記のように作成した実施例1、2、及び比較例4による硬化サンプル、及び標準硬化サンプルについて、サーモサイエンティフィック製Nicolet 4700 FT-IR、加熱装置と反射鏡を備えた観察台、およびシマデン製DSM Temperature Control Unitを用いて、100℃から5℃/minで200℃まで昇温させながら赤外分光スペクトルを測定した。   For the cured samples according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 4 prepared as described above, and the standard cured sample, Nicolet 4700 FT-IR manufactured by Thermo Scientific, an observation table equipped with a heating device and a reflecting mirror, and Shimaden Infrared spectroscopic spectra were measured while increasing the temperature from 100 ° C. to 200 ° C. using a DSM Temperature Control Unit manufactured by DSM.

加熱にしたがって前駆体由来のスペクトルが消失し、加熱によって生成したポリイミド由来のピークが現れた。イミド化の進行状況を確認する為に、生成したポリイミドC-N由来の1368cm-1のピークのエーテルC-O-C由来の1234cm-1ピークに対する高さの比(C-N/C-O-C)とを計算した(イミド化率の計算)。The spectrum derived from the precursor disappeared with heating, and a peak derived from polyimide generated by heating appeared. To check the progress of imidization, the resulting ratio of the height to the 1234Cm -1 peaks from ether COC peak polyimide CN derived 1368cm -1 and (CN / COC) was calculated (the imidization ratio Calculation).

各サンプルのイミド化率の計算式を式1に示す。   Formula 1 shows the formula for calculating the imidization ratio of each sample.

Figure 0006138943
(式1)
但し、式1中、各符号は以下の意味を有する:
a: (C-N)1374 cm-1の吸光度
b: (C-O-C)1237 cm-1の吸光度
(a/b)PI: 標準硬化サンプルのC-N由来のピークのC-O-C由来のピークに対する高さの比
(a/b)PAA,init : 乾燥サンプルのC-N由来のピークのC-O-C由来のピークに対する高さの比
(a/b)sample : 実施例1、2、及び比較例4による硬化サンプルのC-N由来のピークのC-O-C由来のピークの高さの比
Figure 0006138943
(Formula 1)
However, in formula 1, each symbol has the following meaning:
a: (CN) Absorbance at 1374 cm-1
b: (COC) Absorbance at 1237 cm-1
(a / b) PI : Ratio of height of CN-derived peak to peak of COC derived from standard cured sample
(a / b) PAA, init : Ratio of the height of the CN-derived peak to the COC-derived peak in the dried sample
(a / b) sample : ratio of peak height derived from COC to peak derived from CN of cured samples according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 4

式1に従って、各温度で感光性樹脂組成物のイミド化率を算出した。その結果は図1に示した通りである。感光性樹脂組成物1及び2(実施例1及び2)は、感光性樹脂組成物7(比較例4)に比べてイミド化が低温で起こっており、感光性樹脂組成物1と7(実施例1と比較例4)のイミド化率の差が170℃付近で最大となることがわかった。さらに、感光性樹脂組成物1のイミド化率が180℃付近で100%に到達している。これに対し、感光性樹脂組成物7のイミド化率は200℃までで75%であった。   According to Formula 1, the imidation ratio of the photosensitive resin composition was calculated at each temperature. The result is as shown in FIG. In the photosensitive resin compositions 1 and 2 (Examples 1 and 2), imidization occurred at a lower temperature than the photosensitive resin composition 7 (Comparative Example 4), and the photosensitive resin compositions 1 and 7 (implemented). It was found that the difference in imidization ratio between Example 1 and Comparative Example 4) was maximized at around 170 ° C. Furthermore, the imidation ratio of the photosensitive resin composition 1 reaches 100% around 180 ° C. On the other hand, the imidation ratio of the photosensitive resin composition 7 was 75% up to 200 ° C.

(2)高分子膜の物性
感光性樹脂組成物1、2、及び4、5(実施例1、2、及び比較例1、2)を、電解銅箔(古河電工製、GTS処理品)上に最終膜厚50μmになるように塗布し、80℃の熱風循環乾燥機で30分間乾燥させた。そこへ、メタルハライドランプを搭載した露光装置(株式会社オーク製作所製)でh線換算、10J紫外線照射を行い、その後、各サンプルを180℃で1時間加熱しイミド化を行った。
(2−1)自立膜形成
感光性樹脂組成物1と2(実施例1と2)より平坦かつ均一な自立した硬化膜が得られた。それに対して、感光性樹脂組成物4と5では、脆くて自立膜ができなかった。硬化膜の性質が違った理由は、活性光線の照射によって発生した2級塩基が、イミド化促進効果が弱く、かつ2級アミンの活性水素がポリアミック酸と何らかの反応を生じたためと考えられる。
(2−2)引張試験結果
感光性樹脂組成物1(実施例1)、並びに感光性樹脂組成物4及び5(比較例1及び2)の硬化膜を10×40×0.05(mm)の試験片として、SHIMADZU AG-X(引張試験機)を使用し、引張速度1mm/minにて引張試験を行った。この結果を図2に示した。感光性樹脂組成物1(実施例1)は、引張弾性率が2.2GPa、引張伸度が26%であり、良好な物性を示した。一方、感光性樹脂組成物4及び5(比較例1及び2)では、容易に亀裂が生じたため、試験ができなかった。
(2) Physical properties of polymer film Photosensitive resin compositions 1, 2, and 4, 5 (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2) were placed on electrolytic copper foil (Furukawa Electric, GTS-treated product). The film was applied to a final film thickness of 50 μm and dried with a hot air circulating dryer at 80 ° C. for 30 minutes. Thereto, 10J UV irradiation was performed in terms of h-line conversion with an exposure apparatus (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.) equipped with a metal halide lamp, and then each sample was heated at 180 ° C. for 1 hour for imidization.
(2-1) Self-supporting film formation A flat and uniform self-supporting cured film was obtained from the photosensitive resin compositions 1 and 2 (Examples 1 and 2). On the other hand, the photosensitive resin compositions 4 and 5 were brittle and could not be self-supporting. The reason why the properties of the cured film differed is that the secondary base generated by irradiation with actinic rays has a weak imidization promoting effect, and the active hydrogen of the secondary amine has caused some reaction with the polyamic acid.
(2-2) Tensile test results The cured films of the photosensitive resin composition 1 (Example 1) and the photosensitive resin compositions 4 and 5 (Comparative Examples 1 and 2) were 10 × 40 × 0.05 (mm). As a test piece, a SHIMADZU AG-X (tensile tester) was used, and a tensile test was performed at a tensile speed of 1 mm / min. The results are shown in FIG. The photosensitive resin composition 1 (Example 1) had a tensile elastic modulus of 2.2 GPa and a tensile elongation of 26%, and exhibited good physical properties. On the other hand, the photosensitive resin compositions 4 and 5 (Comparative Examples 1 and 2) were not easily tested because cracks were easily generated.

(3)パターン形成
感光性樹脂組成物1〜3及び6(実施例1〜3、比較例3)を、ウェハー上に最終膜厚1μmになるようにスピンコートし、80℃のホットプレート上で30分間乾燥させた。これに対し、メタルハライドランプを搭載した露光装置(株式会社オーク製作所製)でh線換算、10J紫外線照射を行い、その後、170℃のホットプレート上で5分加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.38%溶液に浸漬した。その結果、感光性樹脂組成物1から3(実施例1〜3)は、露光部が現像液に溶解せず良好なパターンを得ることができた。これに対して、感光性樹脂組成物6(比較例3)は、未露光部が溶けにくく、溶解速度のコントラストが不十分であることがわかった。さらに、感光性樹脂組成物1〜3から得られたパターンを180℃で1時間加熱しイミド化を行った。
(3) Pattern formation The photosensitive resin compositions 1-3 and 6 (Examples 1-3, Comparative Example 3) were spin-coated on a wafer so that the final film thickness might be 1 micrometer, and on a hot plate of 80 degreeC. Dry for 30 minutes. On the other hand, in the exposure apparatus (Oak Manufacturing Co., Ltd.) equipped with a metal halide lamp, it was irradiated with 10 J ultraviolet rays in terms of h-line, and then heated on a hot plate at 170 ° C. for 5 minutes. It was immersed in a .38% solution. As a result, the photosensitive resin compositions 1 to 3 (Examples 1 to 3) were able to obtain a good pattern because the exposed portion was not dissolved in the developer. On the other hand, it was found that the photosensitive resin composition 6 (Comparative Example 3) was difficult to dissolve in the unexposed part and the dissolution rate contrast was insufficient. Furthermore, the pattern obtained from the photosensitive resin compositions 1-3 was heated at 180 degreeC for 1 hour, and imidation was performed.

この結果、本発明の感光性樹脂組成物は、良好なパターンを形成することできることが明らかとなった。   As a result, it was revealed that the photosensitive resin composition of the present invention can form a good pattern.

本発明は上記の実施の形態の構成及び実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。   The present invention is not limited to the configurations and examples of the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention.

Claims (13)

(A)少なくとも一部にポリアミック酸、又は、ポリアミック酸エステルの繰り返し単位を有する高分子前駆体と、
(B)一般式(2)
Figure 0006138943
(式(2)中、
R 5 は、非置換であるか、または、1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR 12 R 13 、CN、OR 14 、SR 15 、COR 16 、COOR 17 、ハロゲンまたは式(3)
Figure 0006138943
によって置換された芳香族または複素芳香族基であり;あるいは
R 5 は、式(4)
Figure 0006138943
によって表わされる基であり;
R 6 およびR 7 は、互いに独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニルであるか、非置換または1つ以上のアルキル、CN、OR 14 、SR 15 、ハロゲンまたはハロアルキルによって置換されたフェニルであり;
R 9 は、アルキルまたはNR 14A R 15A であり; R 14A およびR 15A は、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;
R 8 、R 10 、R 11 、R 12 およびR 13 は、互いに独立して、水素またはアルキルであり;あるいは
R 8 およびR 10 は、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;あるいは
R 9 およびR 11 は、R 8 およびR 10 から独立して、ともに、非置換であるか、または1つ以上のアルキルによって置換されたアルキレンブリッジを形成し;
R 14 、R 15 およびR 17 は、互いに独立して、水素またはアルキルであり;
R 16 は水素又はアルキルであり;あるいは、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR 12 R 13 、CN、OR 14 、SR 15 、COR 14 、COOR 17 、またはハロゲンによって置換された芳香族または複素芳香族基であり;
R 18 は、非置換であるか、または1つ以上のアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、NR 12 R 13 、CN、OR 14 、SR 15 、COR 16 、COOR 17 、またはハロゲンによって置換された芳香族または複素芳香族基であり;
R 19 は、水素またはアルキルであり;
R 20 は、水素、アルキル、あるいは非置換であるか、または1つ以上のアルキル、ビニル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、フェニル、NR 12 R 13 、CN、OR 14 、SR 15 、COR 16 、COOR 17 またはハロゲンによって置換されたフェニルである。)
で表され、活性光線の照射によって強塩基性第3級アミンを発生する非イオン性光反応型潜在性塩基性物質と、
を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。
(A) a polymer precursor having a repeating unit of polyamic acid or polyamic acid ester at least in part,
(B) General formula (2)
Figure 0006138943
(In the formula (2),
R 5 is unsubstituted or one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 , halogen or formula (3)
Figure 0006138943
An aromatic or heteroaromatic group substituted by: or
R 5 is the formula (4)
Figure 0006138943
A group represented by
R 6 and R 7 are, independently of one another, hydrogen, alkyl, alkenyl, alkynyl, or phenyl which is unsubstituted or substituted by one or more alkyl, CN, OR 14 , SR 15 , halogen or haloalkyl ;
R 9 is alkyl or NR 14A R 15A ; R 14A and R 15A are both unsubstituted or form an alkylene bridge substituted with one or more alkyls;
R 8 , R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are, independently of one another, hydrogen or alkyl; or
R 8 and R 10 together form an alkylene bridge that is unsubstituted or substituted by one or more alkyls; or
R 9 and R 11 , independently of R 8 and R 10 , together form an alkylene bridge that is unsubstituted or substituted by one or more alkyls;
R 14 , R 15 and R 17 are independently of each other hydrogen or alkyl;
R 16 is hydrogen or alkyl; or is unsubstituted or one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 14 , COOR 17 , or An aromatic or heteroaromatic group substituted by halogen;
R 18 is unsubstituted or aromatic substituted by one or more alkyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 , or halogen Or a heteroaromatic group;
R 19 is hydrogen or alkyl;
R 20 is hydrogen, alkyl, or unsubstituted, or one or more alkyl, vinyl, alkenyl, alkynyl, haloalkyl, phenyl, NR 12 R 13 , CN, OR 14 , SR 15 , COR 16 , COOR 17 Or phenyl substituted by halogen. )
A nonionic photoreactive latent basic substance that generates a strongly basic tertiary amine by irradiation with actinic rays,
A photosensitive resin composition comprising:
(A)少なくとも一部にポリアミック酸、又は、ポリアミック酸エステルの繰り返し単位を有する高分子前駆体と、(A) a polymer precursor having a repeating unit of polyamic acid or polyamic acid ester at least in part,
(B)活性光線の照射によって、共役酸のpKaが、9以上である強塩基性第3級アミンを発生する非イオン性光反応型潜在性塩基性物質と、(B) a nonionic photoreactive latent basic substance that generates a strongly basic tertiary amine having a pKa of a conjugate acid of 9 or more by irradiation with actinic rays;
を含有することを特徴とする感光性樹脂組成物。A photosensitive resin composition comprising:
前記高分子前駆体(A)が、一般式(1)で表わされる化合物である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 0006138943
(式(1)中、
R1は4価の有機基であり
R2は2価の有機基であり、
Xは2価の有機基であり
R3及びR4は、相互に同一でも異なってもよく、水素原子、又は、1価の有機基またはケイ素を有する官能基であり、
mは1以上の整数であり、
nは0または1以上の整数である。)
The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the polymer precursor (A) is a compound represented by the general formula (1).
Figure 0006138943
(In the formula (1),
R 1 is a tetravalent organic group
R 2 is a divalent organic group,
X is a divalent organic group
R 3 and R 4 may be the same or different from each other, and are a hydrogen atom, a monovalent organic group or a functional group having silicon,
m is an integer greater than or equal to 1,
n is 0 or an integer of 1 or more. )
前記式(2)で表される潜在性塩基性物質(B)が、一般式(5)で表される化合物である請求項1または3に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 0006138943
(式(5)中、
xは1〜5の整数であり;
y及びzは、互いに独立して、0〜6の整数であり;
R21及びR22は、互いに独立して、炭素数1〜4のアルキル基であり;
Aは炭素又は窒素原子である。)
The photosensitive resin composition according to claim 1 or 3 , wherein the latent basic substance (B) represented by the formula (2) is a compound represented by the general formula (5).
Figure 0006138943
(In Formula (5),
x is an integer from 1 to 5;
y and z are independently an integer from 0 to 6;
R 21 and R 22 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
A is a carbon or nitrogen atom. )
前記式(2)で表される潜在性塩基性物質(B)が、式(6−1)又は式(6−2)で表される化合物である請求項1または3に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 0006138943
The photosensitive resin according to claim 1 or 3 , wherein the latent basic substance (B) represented by the formula (2) is a compound represented by the formula (6-1) or the formula (6-2). Composition.
Figure 0006138943
前記潜在性塩基性物質(B)は、240nm〜450nmの範囲のいずれかの波長に吸収を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the latent basic substance (B) has absorption at any wavelength in the range of 240 nm to 450 nm. 前記高分子前駆体(A)が、アルカリ溶液に可溶であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。 The photosensitive polymer composition according to claim 1, wherein the polymer precursor (A) is soluble in an alkaline solution. 前記高分子前駆体(A)が、ポリアミック酸である請求項1〜7のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。 The polymer precursor (A) The photosensitive resin composition according to claim 1 which is a polyamic acid. 200℃以下でパターンを形成することが可能である請求項1〜8のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。 It is possible to form a pattern at 200 degrees C or less, The photosensitive resin composition of any one of Claims 1-8 . 請求項1〜9のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物から得られるレリーフパターン膜。 The relief pattern film | membrane obtained from the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-9 . 請求項1〜9のいずれか1項に記載した感光性樹脂組成物を乾燥してなる塗膜を基材上に形成し、
前記塗膜に活性光線をパターン状に照射し、
前記活性光線を照射した塗膜を200℃以下で加熱し、
前記加熱された塗膜を現像することを特徴とするレリーフパターン膜の製造方法。
A coating film formed by drying the photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 9 is formed on a substrate,
Irradiating the coating film with actinic rays in a pattern,
The coating film irradiated with the active light is heated at 200 ° C. or lower,
A method for producing a relief pattern film, wherein the heated coating film is developed.
請求項10に記載のレリーフパターン膜を表面保護膜層及び/又は層間絶縁膜として有する電子部品又は光学製品。 An electronic component or an optical product having the relief pattern film according to claim 10 as a surface protective film layer and / or an interlayer insulating film. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物を含む接着剤。 The adhesive agent containing the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-9 .
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