JP6562249B2 - (メタ)アクリレート樹脂及びレジスト部材 - Google Patents
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Description
本発明の(メタ)アクリレート樹脂は、ノボラック型樹脂(a)のポリグリシジルエーテル(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、及びジカルボン酸無水物(C)を反応させて得られる(メタ)アクリレート樹脂であって、分子量分布(Mw/Mn)の値が3以下であることを特徴とする。
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HXL−L」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G5000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G4000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G3000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G2000HXL」
検出器: RI(示差屈折径)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」
測定条件: カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準 : 前記「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
試料 : 樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(50μl)。
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HXL−L」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G5000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G4000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G3000HXL」
+東ソー株式会社製「TSK−GEL G2000HXL」
検出器: RI(示差屈折径)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」
測定条件: カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準 : 前記「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
試料 : 樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(50μl)。
窒素導入管、冷却管、温度計、および撹拌機をセットしたフラスコに、フェノールノボラック樹脂[旭有機材工業株式会社「PAPS−PN2」重量平均分子量(Mw)720、分子量分布(Mw/Mn)1.17、2核体含有量6%]105質量部、エピクロルヒドリン463質量部、n−ブタノール139質量部、及びテトラエチルベンジルアンモニウムクロライド2質量部を仕込み溶解させた。65℃に昇温した後、共沸する圧力まで減圧し、49%水酸化ナトリウム水溶液90質量部を5時間かけて滴下した。滴下終了後、共沸による留出分をディーンスタークトラップで分離し、水層を除去して油層のみを反応系中に戻しながら更に30分間反応を行った。未反応のエピクロルヒドリンを減圧蒸留により留出させ、得られた粗生成物にメチルエチルケトン63質量部とn−ブタノール190質量部を加えて溶解したのち、10%水酸化ナトリウム水溶液10質量部を添加して80℃まで昇温し、2時間反応させた。反応生成物を水161質量部で水洗し、洗浄液のPHが中性を示すまで同様の水洗処理を3回行った。共沸による脱水操作を行い、精密濾過後、溶媒を減圧条件下で留去して、常温半固形のポリグリシジルエーテル(A−1)を得た。ポリグリシジルエーテル(A−1)のエポキシ当量は186g/当量であった。
窒素導入管、冷却管、温度計、および撹拌機をセットしたフラスコに、フェノールノボラック樹脂[旭有機材工業株式会社「PAPS−PN4」重量平均分子量(Mw)1264、分子量分布(Mw/Mn)1.66、2核体含有量1%]105質量部、エピクロルヒドリン463質量部、n−ブタノール139質量部、及びテトラエチルベンジルアンモニウムクロライド2質量部を仕込み溶解させた。65℃に昇温した後、共沸する圧力まで減圧し、49%水酸化ナトリウム水溶液90質量部を5時間かけて滴下した。滴下終了後、共沸による留出分をディーンスタークトラップで分離し、水層を除去して油層のみを反応系中に戻しながら更に30分間反応を行った。未反応のエピクロルヒドリンを減圧蒸留により留出させ、得られた粗生成物にメチルエチルケトン63質量部とn−ブタノール190質量部を加えて溶解したのち、10%水酸化ナトリウム水溶液10質量部を添加して80℃まで昇温し、2時間反応させた。反応生成物を水161質量部で水洗し、洗浄液のPHが中性を示すまで同様の水洗処理を3回行った。共沸による脱水操作を行い、精密濾過後、溶媒を減圧条件下で留去して、常温半固形のポリグリシジルエーテル(A−2)を得た。ポリグリシジルエーテル(A−2)のエポキシ当量は186g/当量であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例1で得たポリグリシジルエーテル(A−1)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート159質量部、テトラヒドロ無水フタル酸109質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(1)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(1)の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,382、重量平均分子量(Mw)は5,875、分子量分布(Mw/Mn)は2.47であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例1で得たポリグリシジルエーテル(A−1)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート159質量部、テトラヒドロ無水フタル酸155質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(2)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(2)の酸価は85mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,402、重量平均分子量(Mw)は6,053、分子量分布(Mw/Mn)は2.52であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例2で得たポリグリシジルエーテル(A−2)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート159質量部、テトラヒドロ無水フタル酸109質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(3)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(3)のGPCチャート図を図1に示す。(メタ)アクリレート樹脂(3)の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,545、重量平均分子量(Mw)は6,640、分子量分布(Mw/Mn)は2.61であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例2で得たポリグリシジルエーテル(A−2)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート159質量部、テトラヒドロ無水フタル酸155質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(4)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(4)の酸価は85mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,560、重量平均分子量(Mw)は6,784、分子量分布(Mw/Mn)は2.65であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例1で得たポリグリシジルエーテル(A−1)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート122質量部、無水コハク酸67質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(5)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(5)の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,353、重量平均分子量(Mw)は5,670、分子量分布(Mw/Mn)は2.41であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例1で得たポリグリシジルエーテル(A−1)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート132質量部、無水コハク酸92質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(6)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(6)の酸価は85mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,378、重量平均分子量(Mw)は5,874、分子量分布(Mw/Mn)は2.47であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例2で得たポリグリシジルエーテル(A−2)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート122質量部、無水コハク酸67質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(7)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(7)の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,505、重量平均分子量(Mw)は6,412、分子量分布(Mw/Mn)は2.56であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、製造例2で得たポリグリシジルエーテル(A−2)372質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン1.8質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸148質量部、トリフェニルフォスフィン2.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行った。その後、エチルカルビトールアセテート132質量部、無水コハク酸92質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(8)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(8)の酸価は85mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,546、重量平均分子量(Mw)は6,593、分子量分布(Mw/Mn)は2.59であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート101質量部を入れ、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N−680」エポキシ当量214g/当量)428質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン4質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸144質量部、トリフェニルフォスフィン1.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行なった。その後、エチルカルビトールアセテート311質量部、テトラヒドロ無水フタル酸160質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(1’)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(1’)の酸価は85mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は2,200、重量平均分子量(Mw)は9,437、分子量分布(Mw/Mn)は4.29であった。
温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、エチルカルビトールアセテート130質量部を入れ、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「EPICLON N−570」エポキシ当量187g/当量)374質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン2質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸144質量部、トリフェニルフォスフィン1.6質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行なった。その後、エチルカルビトールアセテート208質量部、テトラヒドロ無水フタル酸109質量部を加え110℃で2.5時間反応させ、(メタ)アクリレート樹脂(2’)溶液を得た。(メタ)アクリレート樹脂(2’)の酸価は65mgKOH/g、数平均分子量(Mn)は1,853、重量平均分子量(Mw)は7,868、分子量分布(Mw/Mn)は4.25であった。
実施例1〜8及び比較製造例1、2で得た(メタ)アクリレート樹脂溶液を用いて下記要領で硬化性組成物及び硬化物を調整し、各種評価試験を行った。結果を表1に示す。
[硬化性組成物の調整]
(メタ)アクリレート樹脂溶液100質量部、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON N−680』)24質量部、光重合開始剤として2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(BASF社製『イルガキュア907』)5.0質量部、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾール0.5質量部、有機溶剤としてエチルカルビトールアセテート13質量部を配合し、ロールミルにより混錬して硬化性組成物を得た。
先で得た硬化性組成物をガラス基板上に厚さ50μmとなるように塗布し、80℃で30分間乾燥させた。次いで、メタルハライドランプを用いて750mJ/cm2の紫外線を照射した後、150℃で1時間加熱し、硬化物を得た。
硬化物をガラス基板から剥離し、6mm×36mmの試験片を切り出し、粘弾性測定装置(DMA:レオメトリック社製固体粘弾性測定装置「RSAII」、引張り法:周波数1Hz、昇温速度3℃/分)を用いて、弾性率変化が最大となる(tanδ変化率が最も大きい)温度をガラス転移温度として評価した。
[硬化性組成物の調整]
(メタ)アクリレート樹脂溶液100質量部、硬化剤としてオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製『EPICLON N−680』)24質量部、光重合開始剤として2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(BASF社製『イルガキュア907』)5.0質量部、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾール0.5質量部、有機溶剤としてエチルカルビトールアセテート13質量部、顔料としてフタロシアニングリーン0.65質量部を配合し、ロールミルにより混錬して硬化性組成物を得た。
先で得た硬化性組成物をガラス基板上に厚さ50μmとなるように塗布し、80℃で30分乾燥させた。次いで、コダック社製のステップタブレットNo.2を介し、メタルハライドランプを用いて750mJ/cm2の紫外線を照射した。これを1質量%の炭酸ナトリウム水溶液で180秒現像し、残存した段数で評価した。残存段数が多いほど光感度が高い。
先で得た硬化性組成物をガラス基板上に厚さ50μmとなるように塗布し、80℃での乾燥時間がそれぞれ30分、40分、50分、60分、70分、80分、90分、100分であるサンプルを作成した。これらを1質量%の炭酸ナトリウム水溶液で180秒現像し、残渣が残らなかったサンプルの80℃乾燥時間を乾燥管理幅として評価した。乾燥管理幅が長いほどアルカリ現像性に優れる。
Claims (7)
- ノボラック型樹脂(a)のポリグリシジルエーテル(A)、不飽和モノカルボン酸(B)、及びジカルボン酸無水物(C)を反応させて得られる(メタ)アクリレート樹脂であって、
前記ノボラック型樹脂(a)が、フェノール性水酸基含有化合物とホルムアルデヒドとの重縮合物であり、前記ノボラック型樹脂(a)のGPCチャート図の面積比率から算出される2核体の含有量が0.1〜10%の範囲であり、
前記(メタ)アクリレート樹脂の分子量分布(Mw/Mn)の値が3以下であることを特徴とする(メタ)アクリレート樹脂。 - 前記ノボラック型樹脂(a)のGPCチャート図の面積比率から算出される2核体の含有量が6〜10%の範囲である請求項1記載の(メタ)アクリレート樹脂。
- 前記ノボラック型樹脂(a)がフェノールノボラック樹脂である請求項1記載の(メタ)アクリレート樹脂。
- 請求項1〜3の何れか一つに記載の(メタ)アクリレート樹脂と、光重合開始剤とを含有する硬化性組成物。
- 請求項1〜3の何れか一つに記載の(メタ)アクリレート樹脂と、光重合開始剤とを含有するソルダーレジスト材料。
- 請求項4記載の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物。
- 請求項5記載のソルダーレジスト材料を用いてなるレジスト部材。
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