JP6745344B2 - Pattern forming method, laminated body manufacturing method, and electronic device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、パターン形成方法、積層体の製造方法および電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming method, a laminated body manufacturing method, and an electronic device manufacturing method.
ポリイミドは、耐熱性及び絶縁性に優れるため、電子デバイスの絶縁層などに用いられている。また、ポリイミドは溶剤への溶解性が低いため、環化反応前の前駆体(ポリイミド前駆体)の状態で支持体などに適用した後、加熱してポリイミド前駆体を環化して硬化膜を形成することも行われている。 Polyimide has excellent heat resistance and insulating properties, and is therefore used in insulating layers of electronic devices. In addition, since polyimide has low solubility in solvents, it is applied to a support etc. in the state of the precursor (polyimide precursor) before the cyclization reaction, and then heated to cyclize the polyimide precursor to form a cured film. Things are also being done.
例えば、特許文献1、2には、ポリイミド前駆体と光重合開始剤とを含むネガ型感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成することが記載されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 describe forming a pattern using a negative photosensitive resin composition containing a polyimide precursor and a photopolymerization initiator.
ネガ型感光性樹脂組成物を用いてパターンを形成するにあたって、近年においては、段差を有する支持体上に形成したネガ型感光性樹脂組成物層に対してパターンを形成したり、ネガ型感光性樹脂組成物層を複数積層して2種以上のパターン形成を行うこともある。このような場合、厚みの異なる2種以上のパターンを形成することになる。厚みの異なる2種以上のパターンを形成する場合においては、パターンの厚さ毎にマスクおよび露光量を変えて行う方法が用いられている。しかしながら、この場合、露光工程を複数回行う必要があり、工程数が嵩んでいた。また、パターン間の厚み差が大きくなるに伴い、所望のパターン形状を形成しにくい傾向にあった。 In forming a pattern using a negative photosensitive resin composition, in recent years, a pattern is formed on a negative photosensitive resin composition layer formed on a support having a step, or a negative photosensitive resin composition is formed. Two or more types of patterns may be formed by laminating a plurality of resin composition layers. In such a case, two or more types of patterns having different thicknesses will be formed. When forming two or more types of patterns having different thicknesses, a method is used in which the mask and the exposure amount are changed for each pattern thickness. However, in this case, it is necessary to perform the exposure step a plurality of times, which increases the number of steps. Further, as the thickness difference between the patterns becomes large, it tends to be difficult to form a desired pattern shape.
なお、特許文献1、2には、厚さの異なるパターンを形成することに関する記載や示唆はない。 It should be noted that Patent Documents 1 and 2 do not describe or suggest formation of patterns having different thicknesses.
よって、本発明の目的は、厚さの異なる2種以上のパターンを、幅広い露光量にて解像性良く形成できるパターン形成方法、積層体の製造方法および電子デバイスの製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern forming method, a laminated body manufacturing method, and an electronic device manufacturing method capable of forming two or more types of patterns having different thicknesses with high resolution with a wide exposure amount. is there.
上記課題のもと、発明者が検討を行った結果、以下に示すパターン形成方法により上記課題を解決できることを見出し本発明を完成するに至った。本発明は以下を提供する。
<1> 樹脂および光重合開始剤を含むネガ型感光性樹脂組成物を用いて支持体上にネガ型感光性樹脂組成物層を形成し、ネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光および現像を行って、厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成するパターン形成方法であって、
同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、最も薄いパターンの厚さの1.5〜10倍であり、
ネガ型感光性樹脂組成物として、厚さ15μm、線幅15μm以下のパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上であるネガ型感光性樹脂組成物を用いる、パターン形成方法。
<2> 支持体上にネガ型感光性樹脂組成物層を2層以上積層し、2層以上積層したネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光および現像を行って、厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成する、<1>に記載のパターン形成方法。
<3> 同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、最も薄いパターンの厚さの1.75〜8倍である、<1>または<2>に記載のパターン形成方法。
<4> 同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、最も薄いパターンの厚さの2〜6倍である、<1>または<2>に記載のパターン形成方法。
<5> ネガ型感光性樹脂組成物として、厚さ15μm、線幅15μm以下のパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値の差が900mJ/cm2以上であるネガ型感光性樹脂組成物を用いる、<1>〜<4>のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
<6> 樹脂がポリイミド前駆体である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
<7> ポリイミド前駆体が、下記式(1)で表される、<6>に記載のパターン形成方法;
<8> 式(1)中、R23およびR24の少なくとも一方が、ラジカル重合性基を含む、<7>に記載のパターン形成方法。
<9> 式(1)における、R22は、芳香環を含む4価の基である、<7>または<8>に記載のパターン形成方法。
<10> 更に、金属層を形成する工程を含む、<1>〜<9>のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
<11> <1>〜<10>のいずれか1つに記載のパターン形成方法を含む、積層体の製造方法。
<12> <1>〜<10>のいずれか1つに記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。Based on the above problems, as a result of studies by the inventor, the inventors have found that the above problems can be solved by the following pattern forming method, and have completed the present invention. The present invention provides the following.
<1> A negative photosensitive resin composition layer is formed on a support using a negative photosensitive resin composition containing a resin and a photopolymerization initiator, and the negative photosensitive resin composition layer is exposed and A pattern forming method of performing development to simultaneously form two or more types of patterns having different thicknesses,
Among the patterns having different thicknesses formed at the same time, the thickness of the thickest pattern is 1.5 to 10 times the thickness of the thinnest pattern,
As a negative photosensitive resin composition, a negative photosensitive resin composition in which the difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less is 600 mJ/cm 2 or more. A pattern forming method using.
<2> Two or more negative photosensitive resin composition layers are laminated on a support, and two or more negative photosensitive resin composition layers are exposed and developed to have different thicknesses. The pattern forming method according to <1>, wherein at least one kind of pattern is formed at the same time.
<3> The pattern formation according to <1> or <2>, in which the thickness of the thickest pattern is 1.75 to 8 times the thickness of the thinnest pattern among the patterns having different thicknesses formed at the same time. Method.
<4> The pattern forming method according to <1> or <2>, in which the thickness of the thickest pattern is 2 to 6 times the thickness of the thinnest pattern among the patterns having different thicknesses formed at the same time.
<5> As a negative photosensitive resin composition, a negative photosensitive resin in which the difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less is 900 mJ/cm 2 or more. The pattern forming method according to any one of <1> to <4>, which uses a composition.
<6> The pattern forming method according to any one of <1> to <5>, in which the resin is a polyimide precursor.
<7> The pattern forming method according to <6>, wherein the polyimide precursor is represented by the following formula (1):
<8> The pattern forming method according to <7>, wherein in the formula (1), at least one of R 23 and R 24 contains a radically polymerizable group.
<9> The pattern forming method according to <7> or <8>, wherein R 22 in the formula (1) is a tetravalent group containing an aromatic ring.
<10> The pattern forming method according to any one of <1> to <9>, further including a step of forming a metal layer.
<11> A method for manufacturing a laminated body, including the pattern forming method according to any one of <1> to <10>.
<12> A method for manufacturing an electronic device, including the pattern forming method according to any one of <1> to <10>.
本発明により、厚さの異なる2種以上のパターンを、幅広い露光量にて解像性良く形成できるパターン形成方法、積層体の製造方法および電子デバイスの製造方法を提供することが可能になった。 According to the present invention, it is possible to provide a pattern forming method, a laminated body manufacturing method, and an electronic device manufacturing method capable of forming two or more types of patterns having different thicknesses with a wide exposure amount with good resolution. ..
以下に記載する本発明における構成要素の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さない基と共に置換基を有する基をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書において「露光」とは、特に断らない限り、光を用いた露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線を用いた描画も露光に含める。また、露光に用いられる光としては、一般的に、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等の活性光線または放射線が挙げられる。
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」および「メタクリレート」の双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アリル」は、「アリル」および「メタリル」の双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」および「メタクリル」の双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」および「メタクリロイル」の双方、または、いずれかを表す。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量百分率である。また、固形分濃度は、特に述べない限り25℃における濃度をいう。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、特に述べない限り、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定に従い、ポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC−8220(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてガードカラムHZ−L、TSKgel Super HZM−M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000およびTSKgel Super HZ2000(東ソー(株)製)を用いることによって求めることができる。溶離液は特に述べない限り、THF(テトラヒドロフラン)を用いるものとする。また、検出は特に述べない限り、UV線(紫外線)の波長254nm検出器を使用したものとする。The components of the present invention described below may be described based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the description of the group (atomic group) in the present specification, the description without substitution and without substitution includes a group having a substituent as well as a group having no substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
In the present specification, the term “exposure” includes not only exposure using light but also drawing using a particle beam such as an electron beam or an ion beam unless otherwise specified. As the light used for the exposure, generally, the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by an excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, active rays such as electron rays, or radiation is exemplified.
In the present specification, the numerical range represented by “to” means a range including the numerical values before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
In the present specification, “(meth)acrylate” means both “acrylate” and “methacrylate” or either, and “(meth)allyl” means both “allyl” and “methallyl”, or Represents either, "(meth) acrylic" represents both "acrylic" and "methacryl", or either, "(meth) acryloyl" is both "acryloyl" and "methacryloyl", or Represents either.
In the present specification, the term “step” is included in this term as long as the intended action of the step is achieved not only as an independent step but also when it cannot be clearly distinguished from other steps. ..
In the present specification, the solid content concentration is a mass percentage of other components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition. Further, the solid content concentration refers to the concentration at 25° C. unless otherwise specified.
In the present specification, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are defined as polystyrene equivalent values according to gel permeation chromatography (GPC) measurement, unless otherwise specified. In the present specification, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are, for example, HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation), and the columns are guard columns HZ-L, TSKgel Super HZM-M, and TSKgel. It can be determined by using Super HZ4000, TSKgel Super HZ3000 and TSKgel Super HZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation). The eluent is THF (tetrahydrofuran) unless otherwise specified. In addition, detection is performed using a UV ray (ultraviolet) wavelength 254 nm detector unless otherwise specified.
<パターン形成方法>
本発明のパターン形成方法は、樹脂および光重合開始剤を含むネガ型感光性樹脂組成物を用いてネガ型感光性樹脂組成物層を形成し、ネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光および現像を行って、厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成するパターン形成方法であって、同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、最も薄いパターンの厚さの1.5〜10倍であり、ネガ型感光性樹脂組成物として、厚さ15μm、線幅15μm以下のパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上であるネガ型感光性樹脂組成物を用いることを特徴とする。<Pattern forming method>
The pattern forming method of the present invention comprises forming a negative photosensitive resin composition layer using a negative photosensitive resin composition containing a resin and a photopolymerization initiator, and exposing the negative photosensitive resin composition layer to light. And a pattern formation method of performing development to simultaneously form two or more types of patterns having different thicknesses. Among the patterns having different thicknesses formed simultaneously, the thickness of the thickest pattern is the thickness of the thinnest pattern. The difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less as a negative photosensitive resin composition is 600 mJ/cm. It is characterized by using a negative photosensitive resin composition of 2 or more.
本発明によれば、ネガ型感光性樹脂組成物として、上述の露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上であるネガ型感光性樹脂組成物を用いることで、幅広い露光量にて、上述の厚さの異なる2種以上のパターンを同時にかつ解像性良く形成できる。このため、少ない工程数で、厚みの異なるパターンを解像性良く形成できる。また、幅広い露光量にて上記のパターンを形成できるので、感光性組成物の経時での性能変動(例えば低感度化)や、装置のバラツキなどが生じても、所望のパターンを得られるという効果も期待できる。なお、本発明において、厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成するとは、1回の露光および現像の操作により、厚さの異なる2種以上のパターンを形成することを意味する。According to the present invention, by using a negative photosensitive resin composition having a difference between the maximum value and the minimum value of the above-mentioned exposure amount of 600 mJ/cm 2 or more as a negative photosensitive resin composition, a wide range of exposure can be achieved. Depending on the amount, it is possible to simultaneously form two or more types of patterns having different thicknesses with good resolution. Therefore, it is possible to form patterns having different thicknesses with good resolution with a small number of steps. Further, since the above pattern can be formed with a wide range of exposure dose, a desired pattern can be obtained even if performance variation of the photosensitive composition over time (for example, sensitivity reduction) or variation in the device occurs. Can be expected. In the present invention, forming two or more types of patterns having different thicknesses at the same time means forming two or more types of patterns having different thicknesses by a single exposure and development operation.
本発明において、厚さ15μm、線幅15μm以下のパターンを解像可能な露光量の最大値および最小値は、以下により定義される値である。パターン解像において、露光時における露光量が低すぎるとネガ型感光性樹脂組成物層の硬化が十分に進まず、所望のパターンを解像できない。また、露光量が高すぎるとマスク周縁部の未露光部分の硬化が進んでパターン太りが発生し、所望のサイズのパターンを解像できない。ネガ型感光性樹脂組成物を支持体に適用し、乾燥して厚さ15μmのネガ型感光性樹脂組成物層を形成し、厚さ15μmのネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光量を変動させて露光し、未露光部を現像除去して厚さ15μm、線幅15μm以下(好ましくは線幅15μm)のパターンを形成した際において、露光時における露光量を変動させて露光し、厚さ15μm、線幅15μm以下(好ましくは線幅15μm)のパターンを解像可能な露光量のうち、最も低露光量の値を、露光量の最小値と定義し、最も高露光量の値を露光量の最大値とする。例えば、100mJ/cm2までの露光量では上記のパターンを解像できるものの、100mJ/cm2を下回ると、硬化が十分に進まず、上記のパターンを解像できない場合は、100mJ/cm2が露光量の最小値となる。また、例えば、1000mJ/cm2までの露光量では上記のパターンを解像できるものの、1000mJ/cm2を超えると、パターン太りが発生して上記のパターンを解像できない場合は、1000mJ/cm2が露光量の最大値となる。露光に使用される光(放射線)としては、可視光線、紫外線、遠紫外線、荷電粒子線、X線等の放射線を適宜に選択して使用することができるが、波長が190〜450nmの範囲にある光(放射線)が好ましい。例えば、ステッパー等の露光装置を用い、1μmから15μmまで、1μmごとの四方のベイヤーパターンを有するマスクを介してパターン露光することが好ましい。露光に際して用いることができる光(放射線)としては、g線、i線等の紫外線が好ましく、i線がより好ましい。
なお、本発明において、パターンの線幅とは、ネガ型感光性樹脂組成物層の現像除去部(ネガパターン)の線幅のことである。また、本発明において、下地の露出幅が、マスク寸法の0.8〜1.2倍である場合を、所望のサイズのパターンを解像できたとする。例えば、15μmの線幅のマスクを使用してパターンを形成した場合、下地の露出幅が、15±3μmである場合を、線幅15μmのパターンを解像できたとする。In the present invention, the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less are values defined by the following. In pattern resolution, if the exposure amount at the time of exposure is too low, curing of the negative photosensitive resin composition layer does not proceed sufficiently and a desired pattern cannot be resolved. On the other hand, if the exposure amount is too high, the unexposed portion of the peripheral portion of the mask is hardened to cause pattern thickening, and a pattern of a desired size cannot be resolved. The negative photosensitive resin composition is applied to a support and dried to form a negative photosensitive resin composition layer having a thickness of 15 μm, and the exposure amount for the negative photosensitive resin composition layer having a thickness of 15 μm. When exposed to light to form a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less (preferably a line width of 15 μm) by developing and removing the unexposed portion, the exposure amount at the time of exposure is changed and exposed, Of the exposure doses capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less (preferably a line width of 15 μm), the lowest exposure dose value is defined as the minimum exposure dose value, and the highest exposure dose value is defined. Is the maximum value of the exposure amount. For example, although it resolve the pattern at an exposure dose of up to 100 mJ / cm 2, below the 100 mJ / cm 2, curing does not proceed sufficiently, and if you can not resolve the above pattern, 100 mJ / cm 2 is It is the minimum value of the exposure amount. Further, for example, when the exposure amount is up to 1000 mJ/cm 2 , the above pattern can be resolved, but when it exceeds 1000 mJ/cm 2 , pattern thickening occurs and the above pattern cannot be resolved, 1000 mJ/cm 2 Is the maximum value of the exposure amount. As light (radiation) used for exposure, radiation such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, charged particle beam, and X-ray can be appropriately selected and used, but the wavelength is in the range of 190 to 450 nm. Certain light (radiation) is preferred. For example, it is preferable to perform pattern exposure using a light exposure device such as a stepper through a mask having a Bayer pattern of 1 μm to 1 μm in every 1 μm. The light (radiation) that can be used in the exposure is preferably ultraviolet rays such as g-line and i-line, and more preferably i-line.
In addition, in this invention, the line width of a pattern is the line width of the development removal part (negative pattern) of a negative photosensitive resin composition layer. Further, in the present invention, it is assumed that a pattern having a desired size can be resolved when the exposed width of the base is 0.8 to 1.2 times the mask size. For example, when a pattern is formed using a mask having a line width of 15 μm, it is assumed that a pattern having a line width of 15 μm can be resolved when the exposed width of the base is 15±3 μm.
本発明のパターン形成方法で用いるネガ型感光性樹脂組成物は、上述の露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上であり、700mJ/cm2以上であることが好ましく、800mJ/cm2以上であることがより好ましく、900mJ/cm2以上であることが更に好ましい。上限は、特に限定はないが、各工程に必要な時間を短縮できるという理由から、1800mJ/cm2以下であることが好ましく、1700mJ/cm2以下であることがより好ましく、1600mJ/cm2以下であることが更に好ましい。また、ネガ型感光性樹脂組成物については、上述の露光量の最大値および最小値から選ばれる少なくとも一方(好ましくは上述の露光量の最小値)は、50〜500mJ/cm2の範囲(より好ましくは100〜400mJ/cm2の範囲)にあることが好ましい。上述の露光量の最大値および最小値の両方が10〜2000mJ/cm2の範囲(より好ましくは50〜1800mJ/cm2の範囲)にあることが特に好ましい。In the negative photosensitive resin composition used in the pattern forming method of the present invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the above-mentioned exposure amount is 600 mJ/cm 2 or more, and preferably 700 mJ/cm 2 or more, more preferably 800 mJ / cm 2 or more, more preferably 900 mJ / cm 2 or more. The upper limit is not particularly limited, since they can reduce the time required for each step, is preferably 1800 mJ / cm 2 or less, more preferably 1700mJ / cm 2 or less, 1600 mJ / cm 2 or less Is more preferable. Regarding the negative photosensitive resin composition, at least one selected from the maximum value and the minimum value of the above exposure amount (preferably the minimum value of the above exposure amount) is in the range of 50 to 500 mJ/cm 2 (more It is preferably in the range of 100 to 400 mJ/cm 2 . It is particularly preferable that both the maximum value and the minimum value of the exposure dose described above are in the range of 10 to 2000 mJ/cm 2 (more preferably in the range of 50 to 1800 mJ/cm 2 ).
ネガ型感光性樹脂組成物における上述の露光量の最大値と最小値との差を600mJ/cm2に調整する方法としては、樹脂と光重合開始剤の比率を調整する方法が挙げられる。また、樹脂とラジカル重合性化合物とを併用した場合においては、樹脂とラジカル重合性化合物と光重合開始剤との比率を調整することも好ましい。例えば、樹脂とラジカル重合開始剤の比率(質量比)で5:1〜10:1の範囲で調整し、ラジカル重合開始剤と光重合開始剤との比率(質量比)で2:1〜8:1の範囲で調整することも好ましい。Examples of the method of adjusting the difference between the maximum value and the minimum value of the above-mentioned exposure amount in the negative photosensitive resin composition to 600 mJ/cm 2 include a method of adjusting the ratio of the resin and the photopolymerization initiator. When a resin and a radically polymerizable compound are used in combination, it is also preferable to adjust the ratio of the resin, the radically polymerizable compound and the photopolymerization initiator. For example, the ratio (mass ratio) of the resin and the radical polymerization initiator is adjusted in the range of 5:1 to 10:1, and the ratio (mass ratio) of the radical polymerization initiator and the photopolymerization initiator is 2:1 to 8. It is also preferable to adjust in the range of 1:1.
また、本発明において、同時に形成する厚さの異なるパターンにおける、最も厚いパターンの厚さ、および、最も薄いパターンの厚さとは、ネガ型現像によって形成されるパターンの厚さを意味する。例えば、図1における、A1、B1およびC1がパターンの厚みであり、図1におけるB1が最も厚いパターンの厚さに相当し、図1におけるA1が最も薄いパターンの厚さに相当する。図1における符号10はネガ型感光性樹脂組成物を用いて形成される樹脂層であり、符号20は支持体や金属層などの構造物である。図1に示すパターンは、凹凸等の段差を有する支持体20上にネガ型感光性樹脂組成物層11を形成し(図2(A))、次いで、パターンを有するマスク50を介して露光し(図2(B))、ついで、未露光部分を現像して除去して(図2(C))、所望のパターンを形成することができる。 Further, in the present invention, the thickness of the thickest pattern and the thickness of the thinnest pattern in the patterns formed at the same time having different thicknesses mean the thickness of the pattern formed by negative development. For example, A1, B1, and C1 in FIG. 1 are pattern thicknesses, B1 in FIG. 1 corresponds to the thickest pattern thickness, and A1 in FIG. 1 corresponds to the thinnest pattern thickness. Reference numeral 10 in FIG. 1 is a resin layer formed using a negative photosensitive resin composition, and reference numeral 20 is a structure such as a support or a metal layer. In the pattern shown in FIG. 1, a negative photosensitive resin composition layer 11 is formed on a support 20 having steps such as irregularities (FIG. 2(A)), and then exposed through a mask 50 having a pattern. (FIG. 2(B)), and then the unexposed portion is developed and removed (FIG. 2(C)) to form a desired pattern.
本発明において、同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、最も薄いパターンの厚さの1.5〜10倍であり、1.75〜8倍であることが好ましく、2〜6倍であることがより好ましい。なお、本発明においてパターンの厚みは、硬化後のパターンの厚みを意味する。 In the present invention, among the patterns having different thicknesses formed simultaneously, the thickness of the thickest pattern is 1.5 to 10 times, preferably 1.75 to 8 times the thickness of the thinnest pattern. , 2 to 6 times is more preferable. In the present invention, the pattern thickness means the pattern thickness after curing.
本発明のパターン形成方法によって形成されるパターンの厚みは、0.05〜100μmであることが好ましい。上限は、90μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることが更に好ましい。下限は、0.1μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることが更に好ましい。
本発明において、同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、0.1〜100μmであることが好ましい。上限は、90μm以下であることが好ましく、75μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることが更に好ましい。下限は、0.5μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることが更に好ましい。
本発明において、同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も薄いパターンの厚さは、0.05〜75μmであることが好ましい。上限は、50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましい。下限は、0.1μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、3μm以上であることが更に好ましい。The thickness of the pattern formed by the pattern forming method of the present invention is preferably 0.05 to 100 μm. The upper limit is preferably 90 μm or less, more preferably 75 μm or less, and further preferably 50 μm or less. The lower limit is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, and further preferably 5 μm or more.
In the present invention, the thickness of the thickest pattern among the patterns formed at the same time and having different thicknesses is preferably 0.1 to 100 μm. The upper limit is preferably 90 μm or less, more preferably 75 μm or less, and further preferably 50 μm or less. The lower limit is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 5 μm or more.
In the present invention, the thickness of the thinnest pattern among the patterns having different thicknesses formed at the same time is preferably 0.05 to 75 μm. The upper limit is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. The lower limit is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 3 μm or more.
本発明のパターン形成方法は、支持体上に上述のネガ型感光性樹脂組成物層を2層以上積層し、2層以上積層したネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光および現像を行って、厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成することが好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物層を2層以上積層した場合、下地となる支持体の凹凸などに起因してネガ型感光性樹脂組成物層の厚みにばらつきが生じることがある。このため、より厚み差の大きいパターンを形成することがあるが、本発明によれば、このような場合においても、厚さの異なる2種以上のパターンを同時にかつ解像性良く形成できる。 In the pattern forming method of the present invention, two or more layers of the above-mentioned negative photosensitive resin composition layer are laminated on a support, and the negative photosensitive resin composition layer laminated by two or more layers is exposed and developed. Therefore, it is preferable to simultaneously form two or more types of patterns having different thicknesses. When two or more negative type photosensitive resin composition layers are laminated, the thickness of the negative type photosensitive resin composition layer may vary due to unevenness of the support as the base. Therefore, a pattern having a larger difference in thickness may be formed, but according to the present invention, even in such a case, two or more types of patterns having different thicknesses can be formed simultaneously and with good resolution.
以下、本発明のパターン形成方法について具体的に説明する。 Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be specifically described.
本発明のパターンの製造方法は、樹脂および光重合開始剤を含むネガ型感光性樹脂組成物を用いて支持体上にネガ型感光性樹脂組成物層を形成する工程(ネガ型感光性樹脂組成物層形成工程)を含む。本発明では、ネガ型感光性樹脂組成物として、上述の露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上であるネガ型感光性樹脂組成物を用いる。ネガ型感光性樹脂組成物の詳細については後述する。The method for producing a pattern of the present invention comprises a step of forming a negative photosensitive resin composition layer on a support using a negative photosensitive resin composition containing a resin and a photopolymerization initiator (negative photosensitive resin composition Physical layer forming step). In the present invention, as the negative photosensitive resin composition, a negative photosensitive resin composition in which the difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount is 600 mJ/cm 2 or more is used. Details of the negative photosensitive resin composition will be described later.
支持体の種類は、用途に応じて適宜定めることができる。例えば、無機基板、樹脂基板、樹脂複合材料基板などが挙げられる。無機基板としては、例えばガラス基板、石英基板、シリコン基板、シリコンナイトライド(窒化シリコン)基板、および、それらのような基板上にモリブデン、チタン、アルミニウム、銅などを蒸着した複合基板が挙げられる。樹脂基板としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズアゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アイオノマー樹脂、シアネート樹脂、架橋フマル酸ジエステル、環状ポリオレフィン、芳香族エーテル、マレイミド、オレフィン、セルロース、エピスルフィド化合物等の合成樹脂からなる基板が挙げられる。これらの基板は、上記の形態のまま用いられる場合は少なく、通常、最終製品の形態によって、例えば薄膜トランジスタ(TFT)素子のような多層積層構造が形成されている。なお、金属層などを有するネガ型感光性樹脂組成物層の表面に、更にネガ型感光性樹脂組成物層を形成する場合においては、金属層やネガ型感光性樹脂組成物層が支持体となる。 The type of support can be appropriately determined according to the application. For example, an inorganic substrate, a resin substrate, a resin composite material substrate, or the like can be given. Examples of the inorganic substrate include a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a silicon nitride (silicon nitride) substrate, and a composite substrate obtained by depositing molybdenum, titanium, aluminum, copper, or the like on such a substrate. The resin substrate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polysulfone, polyether sulfone, polyarylate, allyl diglycol carbonate, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, Polybenzazole, polyphenylene sulfide, polycycloolefin, norbornene resin, fluororesin such as polychlorotrifluoroethylene, liquid crystal polymer, acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, ionomer resin, cyanate resin, crosslinked fumaric acid diester, cyclic polyolefin, Substrates made of synthetic resins such as aromatic ethers, maleimides, olefins, celluloses and episulfide compounds can be mentioned. These substrates are rarely used as they are, and usually, a multilayer laminated structure such as a thin film transistor (TFT) element is formed depending on the form of the final product. Incidentally, in the case of further forming a negative photosensitive resin composition layer on the surface of the negative photosensitive resin composition layer having a metal layer or the like, the metal layer or the negative photosensitive resin composition layer serves as a support. Become.
支持体へのネガ型感光性樹脂組成物の適用方法としては、塗布が好ましい。具体的な適用方法としては、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート方法、スリットスキャン法、およびインクジェット法などが例示される。ネガ型感光性樹脂組成物層の厚さの均一性の観点から、より好ましくはスピンコート法である。スピンコート法の場合、例えば、500〜5000rpmの回転数で、10秒〜1分程度適用することができる。
ネガ型感光性樹脂組成物層の厚さは、加熱後の膜厚が0.05〜100μmとなるように塗布することが好ましく、1〜50μmとなるように塗布することがより好ましい。また、形成されるネガ型感光性樹脂組成物層の厚さは、必ずしも均一である必要はない。例えば、図1に示すように、凹凸のある表面上にネガ型感光性樹脂組成物層を形成する場合、厚さの異なるネガ型感光性樹脂組成物層となることがある。As a method for applying the negative photosensitive resin composition to the support, coating is preferable. Specific application methods include a dip coating method, an air knife coating method, a curtain coating method, a wire bar coating method, a gravure coating method, an extrusion coating method, a spin coating method, a slit scan method, and an inkjet method. It From the viewpoint of the uniformity of the thickness of the negative photosensitive resin composition layer, the spin coating method is more preferable. In the case of the spin coating method, for example, it can be applied at a rotation speed of 500 to 5000 rpm for about 10 seconds to 1 minute.
The thickness of the negative photosensitive resin composition layer is preferably such that the film thickness after heating is 0.05 to 100 μm, and more preferably 1 to 50 μm. The thickness of the negative photosensitive resin composition layer formed does not necessarily have to be uniform. For example, as shown in FIG. 1, when a negative photosensitive resin composition layer is formed on an uneven surface, the negative photosensitive resin composition layers may have different thicknesses.
ネガ型感光性樹脂組成物層形成工程では、支持体上に形成したネガ型感光性樹脂組成物層に対し、乾燥を行ってもよい。乾燥温度は50〜150℃が好ましく、70〜130℃がより好ましく、90〜110℃がさらに好ましい。乾燥時間は、30秒〜20分が好ましく、1〜10分がより好ましく、3〜7分が更に好ましい。 In the negative photosensitive resin composition layer forming step, the negative photosensitive resin composition layer formed on the support may be dried. The drying temperature is preferably 50 to 150°C, more preferably 70 to 130°C, further preferably 90 to 110°C. The drying time is preferably 30 seconds to 20 minutes, more preferably 1 to 10 minutes, still more preferably 3 to 7 minutes.
本発明のパターン形成方法は、ネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光および現像を行ってパターンを形成する工程を含む。具体的には、ネガ型感光性樹脂組成物層に対してパターン状に露光する露光工程、および、露光された樹脂組成物層の未露光部分を現像して除去することによってパターンを形成する現像工程を含む。そして、本発明では、ネガ型感光性樹脂組成物層に対して露光および現像を行って厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成する。厚さの異なる2種以上のパターンを同時に形成するには、凹凸等の段差のある支持体上にネガ型感光性樹脂組成物層を形成し、厚さの異なるネガ型感光性樹脂組成物層に対して、同時に露光および現像を行ってパターンを形成する方法が挙げられる。凹凸等の段差のある支持体としては、表面に金属層などの構造物が形成された支持体などが挙げられる。 The pattern forming method of the present invention includes a step of forming a pattern by exposing and developing the negative photosensitive resin composition layer. Specifically, an exposure step of exposing the negative photosensitive resin composition layer in a pattern, and a developing step of developing and removing an unexposed portion of the exposed resin composition layer to form a pattern. Including steps. Then, in the present invention, the negative photosensitive resin composition layer is exposed and developed to simultaneously form two or more types of patterns having different thicknesses. In order to form two or more types of patterns having different thicknesses at the same time, a negative photosensitive resin composition layer is formed on a support having steps such as unevenness, and the negative photosensitive resin composition layer having different thicknesses is formed. On the other hand, there is a method of simultaneously exposing and developing to form a pattern. Examples of the support having steps such as unevenness include a support having a structure such as a metal layer formed on the surface thereof.
露光工程において、ネガ型感光性樹脂組成物層への露光は、例えば、波長365nmでの露光エネルギー換算で50〜10000mJ/cm2にて行うことが好ましく、100〜8000mJ/cm2にて行うことがより好ましい。露光波長は、190〜1000nmの範囲で適宜定めることができ、240〜550nmが好ましい。In the exposure step, the exposure to the negative photosensitive resin composition layer is preferably performed at 50 to 10000 mJ/cm 2 in terms of exposure energy at a wavelength of 365 nm, and preferably at 100 to 8000 mJ/cm 2 . Is more preferable. The exposure wavelength can be appropriately set in the range of 190 to 1000 nm, and preferably 240 to 550 nm.
現像工程において、ネガ型感光性樹脂組成物層の現像は現像液を用いて行うことが好ましい。現像液としては、特に制限なく使用できる。溶剤が好ましい。現像液に用いる溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、スルホキシド類などの有機溶剤が挙げられる。これらの詳細については、後述する樹脂組成物の欄で説明する溶剤が挙げられる。なかでも3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールメチルエーテルアセテートが好ましく、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトンがより好ましい。 In the developing step, the negative photosensitive resin composition layer is preferably developed using a developer. The developer can be used without particular limitation. Solvents are preferred. Examples of the solvent used in the developing solution include organic solvents such as esters, ethers, ketones, aromatic hydrocarbons, and sulfoxides. For these details, the solvents described in the section of the resin composition described later can be mentioned. Among them, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone, Dimethyl sulfoxide, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether and propylene glycol methyl ether acetate are preferable, and cyclopentanone and γ-butyrolactone are more preferable.
現像時間としては、10秒〜5分が好ましい。現像時の温度は、特に定めるものではないが、20〜40℃で行うことができる。現像液を用いた処理の後、さらに、リンスを行ってもよい。リンスは、現像液とは異なる溶剤で行うことが好ましい。例えば、樹脂組成物に含まれる溶剤を用いてリンスすることができる。リンス時間は、5秒〜1分が好ましい。 The developing time is preferably 10 seconds to 5 minutes. The temperature at the time of development is not particularly limited, but may be 20 to 40°C. After the treatment with the developing solution, rinsing may be further performed. Rinsing is preferably performed in a solvent different from the developing solution. For example, rinsing can be performed using the solvent contained in the resin composition. The rinse time is preferably 5 seconds to 1 minute.
本発明のパターン形成方法は、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程を含むことが好ましい。加熱工程では、ポリイミド前駆体の環化反応が進行する。また、ネガ型感光性樹脂組成物がラジカル重合性化合物等のラジカル重合性成分を含む場合においては、未反応のラジカル重合性成分の硬化なども進行する。これにより、耐熱性などに優れたパターンを形成することができる。 The pattern forming method of the present invention preferably includes a heating step of heating the pattern obtained by the developing step. In the heating step, the cyclization reaction of the polyimide precursor proceeds. When the negative photosensitive resin composition contains a radical polymerizable component such as a radical polymerizable compound, the unreacted radical polymerizable component also cures. As a result, a pattern having excellent heat resistance can be formed.
加熱工程における最高加熱温度(加熱時の最高温度)としては、100〜500℃が好ましく、140〜400℃がより好ましく、160〜350℃がさらに好ましい。
加熱は、20〜150℃の温度から最高加熱温度まで1〜12℃/分の昇温速度で行うことが好ましく、2〜10℃/分がより好ましく、3〜10℃/分がさらに好ましい。昇温速度を1℃/分以上とすることにより、高い生産性を確保しつつ、アミンの過剰な揮発を防止することができ、昇温速度を12℃/分以下とすることにより、得られる膜の残存応力を緩和することができる。
加熱開始時の温度は、20〜150℃が好ましく、20℃〜130℃がより好ましく、25℃〜120℃がさらに好ましい。加熱開始時の温度は、最高加熱温度まで加熱を開始する際の温度のことをいう。例えば、ネガ型感光性樹脂組成物を支持体上に適用した後、乾燥させる場合、この乾燥後の温度が加熱開始温度である。加熱工程では、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物に含まれる溶剤の沸点よりも30〜200℃低い温度から徐々に昇温させることが好ましい。
加熱工程においては、最高加熱温度に到達した後、10〜360分間加熱することが好ましく、20〜300分間加熱することがさらに好ましく、30〜240分間加熱することが特に好ましい。The maximum heating temperature (maximum temperature during heating) in the heating step is preferably 100 to 500°C, more preferably 140 to 400°C, and further preferably 160 to 350°C.
The heating is preferably performed at a temperature rising rate of 1 to 12°C/minute from a temperature of 20 to 150°C to the maximum heating temperature, more preferably 2 to 10°C/minute, and further preferably 3 to 10°C/minute. By setting the heating rate to 1° C./minute or more, it is possible to prevent excessive volatilization of the amine while ensuring high productivity, and to obtain it by setting the heating rate to 12° C./minute or less. The residual stress of the film can be relaxed.
The temperature at the start of heating is preferably 20 to 150°C, more preferably 20°C to 130°C, and further preferably 25°C to 120°C. The temperature at the start of heating refers to the temperature at which heating is started up to the maximum heating temperature. For example, when the negative photosensitive resin composition is applied onto a support and then dried, the temperature after the drying is the heating start temperature. In the heating step, for example, it is preferable to gradually raise the temperature from 30 to 200° C. lower than the boiling point of the solvent contained in the negative photosensitive resin composition.
In the heating step, after reaching the maximum heating temperature, heating is preferably performed for 10 to 360 minutes, more preferably 20 to 300 minutes, and particularly preferably 30 to 240 minutes.
加熱工程における加熱は段階的に行ってもよい。例として、25℃から180℃までは3℃/分で昇温し、180℃にて60分置き、180℃から200℃までは2℃/分で昇温し、200℃にて120分置く、といった工程が挙げられる。 The heating in the heating step may be performed stepwise. As an example, the temperature is raised from 25°C to 180°C at 3°C/minute, and kept at 180°C for 60 minutes, from 180°C to 200°C at 2°C/minute, and at 200°C for 120 minutes , And the like.
加熱工程は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことがポリイミド前駆体等の分解を防ぐ点で好ましい。酸素濃度は、50体積ppm以下が好ましく、20体積ppm以下がより好ましい。 The heating step is preferably performed in an atmosphere of low oxygen concentration by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon from the viewpoint of preventing decomposition of the polyimide precursor and the like. The oxygen concentration is preferably 50 volume ppm or less, more preferably 20 volume ppm or less.
加熱工程を終えたのち、冷却することが好ましい。冷却速度としては、1〜5℃/分であることが好ましい。 After finishing the heating process, it is preferable to cool. The cooling rate is preferably 1 to 5° C./minute.
本発明のパターン形成方法は、金属層を形成する工程(金属層形成工程)を含んでいてもよい。金属層としては、特に限定なく、既存の金属種を使用することができる。例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、バナジウム、チタン、クロム、コバルト、金およびタングステンが挙げられ、銅およびアルミニウムが好ましく、銅がより好ましい。金属層の形成方法は、特に限定なく、既存の方法を適用することができる。例えば、特開2007−157879号公報、特表2001−521288号公報、特開2004−214501号公報、特開2004−101850号公報に記載された方法を使用することができる。例えば、フォトリソグラフィ、リフトオフ、電解メッキ、無電解メッキ、エッチング、印刷、及びこれらを組み合わせた方法などが考えられる。より具体的には、スパッタリング、フォトリソグラフィおよびエッチングを組み合わせたパターニング方法、フォトリソグラフィと電解メッキとを組み合わせたパターニング方法が挙げられる。
金属層の厚さとしては、最も厚い部分で0.1〜50μmが好ましく、1〜10μmがより好ましい。The pattern forming method of the present invention may include a step of forming a metal layer (metal layer forming step). The metal layer is not particularly limited, and existing metal species can be used. For example, copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold and tungsten are mentioned, copper and aluminum are preferable, and copper is more preferable. The method for forming the metal layer is not particularly limited, and an existing method can be applied. For example, the methods described in JP-A-2007-157879, JP-A-2001-521288, JP-A-2004-214501, and JP-A-2004-101850 can be used. For example, photolithography, lift-off, electrolytic plating, electroless plating, etching, printing, and a method combining these can be considered. More specifically, a patterning method that combines sputtering, photolithography and etching, and a patterning method that combines photolithography and electrolytic plating can be mentioned.
The thickness of the metal layer is preferably 0.1 to 50 μm in the thickest portion, more preferably 1 to 10 μm.
本発明のパターン形成方法において、金属層形成工程を含む場合、更に、金属層及びネガ型感光性樹脂組成物層の少なくとも一部を表面活性化処理する工程(表面活性化処理工程)を含んでいてもよい。表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、上記現像工程後(加熱工程をさらに行う場合は加熱工程後)のネガ型感光性樹脂組成物層の少なくとも一部のみに行っても良いし、金属層およびネガ型感光性樹脂組成物層の両方について、それぞれ、少なくとも一部に行ってもよい。
表面活性化処理は、通常、金属層を形成した後に行うが、上記現像工程後(加熱工程をさらに行う場合は加熱工程後)のネガ型感光性樹脂組成物層に表面活性化処理を行ってから、金属層を形成してもよい。
表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部について行うことが好ましく、金属層のうち、表面にネガ型感光性樹脂組成物層を形成する領域の一部または全部に表面活性化処理を行うことが好ましい。このように、金属層の表面に表面活性化処理を行うことにより、その表面に設けられるネガ型感光性樹脂組成物層との密着性を向上させることができる。
また、表面活性化処理は、ネガ型感光性樹脂組成物層の一部または全部についても行うことが好ましい。このように、ネガ型感光性樹脂組成物層の表面に表面活性化処理を行うことにより、表面活性化処理した表面に設けられる金属層やネガ型感光性樹脂組成物層との密着性を向上させることができる。
表面活性化処理としては、各種原料ガス(酸素、水素、アルゴン、窒素、窒素/水素混合ガス、アルゴン/酸素混合ガスなど)のプラズマ処理、コロナ放電処理、CF4/O2、NF3/O2、SF6、NF3、NF3/O2によるエッチング処理、紫外線(UV)オゾン法による表面処理、塩酸水溶液に浸漬して酸化皮膜を除去した後にアミノ基とチオール基を少なくとも一種有する化合物を含む有機表面処理剤への浸漬処理、ブラシを用いた機械的な粗面化処理から選択され、プラズマ処理が好ましく、特に原料ガスに酸素を用いた酸素プラズマ処理が好ましい。コロナ放電処理の場合、エネルギーは、500〜200000J/m2が好ましく、1000〜100000J/m2がより好ましく、10000〜50000J/m2が最も好ましい。In the pattern forming method of the present invention, when the step of forming a metal layer is included, the method further includes a step of surface-activating at least a part of the metal layer and the negative photosensitive resin composition layer (surface activation treatment step). You may stay. The surface activation treatment may be performed on at least a part of the metal layer, or may be performed on at least a part of the negative photosensitive resin composition layer after the developing step (after the heating step when the heating step is further performed). Or at least part of each of the metal layer and the negative photosensitive resin composition layer.
The surface activation treatment is usually performed after forming the metal layer. However, after the development step (after the heating step when the heating step is further performed), the surface activation treatment is performed on the negative photosensitive resin composition layer. Therefore, a metal layer may be formed.
The surface activation treatment is preferably performed on at least a part of the metal layer, and the surface activation treatment is performed on a part or all of the region of the metal layer where the negative photosensitive resin composition layer is formed on the surface. Is preferred. By thus performing the surface activation treatment on the surface of the metal layer, it is possible to improve the adhesiveness with the negative photosensitive resin composition layer provided on the surface.
The surface activation treatment is also preferably performed on a part or the whole of the negative photosensitive resin composition layer. Thus, by performing the surface activation treatment on the surface of the negative photosensitive resin composition layer, the adhesion with the metal layer or the negative photosensitive resin composition layer provided on the surface activated treatment is improved. Can be made
Examples of the surface activation treatment include plasma treatment of various source gases (oxygen, hydrogen, argon, nitrogen, nitrogen/hydrogen mixed gas, argon/oxygen mixed gas, etc.), corona discharge treatment, CF 4 /O 2 , NF 3 /O. 2 , SF 6 , NF 3 , NF 3 /O 2 etching treatment, ultraviolet (UV) ozone surface treatment, dipping in a hydrochloric acid aqueous solution to remove the oxide film, and then a compound having at least one amino group and thiol group It is selected from dipping treatment in an organic surface treatment agent containing it and mechanical surface roughening treatment using a brush, and plasma treatment is preferable, and oxygen plasma treatment using oxygen as a raw material gas is particularly preferable. For corona discharge treatment, the energy is preferably 500~200000J / m 2, more preferably 1000~100000J / m 2, 10000~50000J / m 2 is most preferred.
本発明のパターン形成方法は、金属層を形成した後、再度、上述したネガ型感光性樹脂組成物層形成工程、上述した露光工程、上述した現像工程および上述した加熱工程を、この順番で行うことが好ましい。また、加熱工程後に、更に上述した金属層形成工程を行うことも好ましい。このようにすることで、樹脂層と金属層とが交互に積層した積層体を形成することができる。 In the pattern forming method of the present invention, after the metal layer is formed, the negative photosensitive resin composition layer forming step described above, the exposure step described above, the developing step described above, and the heating step described above are performed again in this order. It is preferable. It is also preferable to further perform the above-mentioned metal layer forming step after the heating step. By doing so, it is possible to form a laminated body in which the resin layers and the metal layers are alternately laminated.
<ネガ型感光性樹脂組成物(樹脂組成物)>
次に、本発明のパターン形成方法に用いるネガ型感光性樹脂組成物について説明する。以下、ネガ型感光性樹脂組成物を樹脂組成物ともいう。
本発明のパターン形成方法に用いるネガ型感光性樹脂組成物は、樹脂と光重合開始剤とを含む。本発明におけるネガ型感光性樹脂組成物は、樹脂がラジカル重合性基を含むか、あるいは、樹脂以外のラジカル重合性化合物を含むことが好ましい。以下、ネガ型感光性樹脂組成物の各成分について詳細に説明する。<Negative-type photosensitive resin composition (resin composition)>
Next, the negative photosensitive resin composition used in the pattern forming method of the present invention will be described. Hereinafter, the negative photosensitive resin composition is also referred to as a resin composition.
The negative photosensitive resin composition used in the pattern forming method of the present invention contains a resin and a photopolymerization initiator. In the negative photosensitive resin composition of the present invention, it is preferable that the resin contains a radically polymerizable group or that the resin contains a radically polymerizable compound other than the resin. Hereinafter, each component of the negative photosensitive resin composition will be described in detail.
<<樹脂>>
本発明における樹脂組成物は、樹脂を含む。樹脂としては、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。本発明において樹脂はポリイミド前駆体であることが好ましい。ポリイミド前駆体としては、式(1)で表される繰り返し単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。
式(1)
The resin composition in the present invention contains a resin. Examples of the resin include a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor, polyimide, polybenzoxazole, an epoxy resin, and a phenol resin. In the present invention, the resin is preferably a polyimide precursor. The polyimide precursor is preferably a polyimide precursor containing a repeating unit represented by the formula (1).
Formula (1)
A21およびA22は、それぞれ独立に酸素原子または−NH−を表し、酸素原子が好ましい。A 21 and A 22 each independently represent an oxygen atom or —NH—, and an oxygen atom is preferable.
R21は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、直鎖または分岐の脂肪族基、環状の脂肪族基およびアリール基を含む基が例示され、炭素数2〜20の直鎖または分岐の脂肪族基、炭素数6〜20の環状の脂肪族基、炭素数6〜20のアリール基、または、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数6〜20のアリール基からなる基がより好ましい。アリール基の例としては、下記が挙げられる。R 21 represents a divalent organic group. Examples of the divalent organic group include a linear or branched aliphatic group, a group containing a cyclic aliphatic group and an aryl group, and a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms or 6 carbon atoms. To a cyclic aliphatic group having from 20 to 20 carbon atoms, an aryl group having from 6 to 20 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof is preferable, and a group consisting of an aryl group having from 6 to 20 carbon atoms is more preferable. The following are mentioned as an example of an aryl group.
具体的には、R21は、以下のジアミンのアミノ基の除去後に残存するジアミン残基などが挙げられる。
1,2−ジアミノエタン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタンおよび1,6−ジアミノヘキサン;1,2−または1,3−ジアミノシクロペンタン、1,2−、1,3−または1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−、1,3−または1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス−(3−アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルシクロヘキシルメタンおよびイソホロンジアミン;m−およびp−フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、4,4’−および3,3’−ジアミノビフェニル、4,4’−および3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−および3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−および3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−および3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−および3,3’−ジアミノベンゾフェノン、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、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4’−ジアミノパラテルフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(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、ビス[4−(2−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノオクタフルオロビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−10−ヒドロアントラセン、3,3’,4,4’−テトラアミノビフェニル、3,3’,4,4’−テトラアミノジフェニルエーテル、1,4−ジアミノアントラキノン、1,5−ジアミノアントラキノン、3,3−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、9,9’−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジメチル−3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,4−および2,5−ジアミノクメン、2,5−ジメチル−p−フェニレンジアミン、アセトグアナミン、2,3,5,6−テトラメチル−p−フェニレンジアミン、2,4,6−トリメチル−m−フェニレンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、2,7−ジアミノフルオレン、2,5−ジアミノピリジン、1,2−ビス(4−アミノフェニル)エタン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノ安息香酸のエステル、1,5−ジアミノナフタレン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)オクタフルオロブタン、1,5−ビス(4−アミノフェニル)デカフルオロペンタン、1,7−ビス(4−アミノフェニル)テトラデカフルオロヘプタン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(2−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、p−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’−ビス(3−アミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノ−3−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,3’,5,5’−テトラメチル−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、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2’,5,5’,6,6’−ヘキサフルオロトリジンおよび4,4’’’−ジアミノクアテルフェニルから選ばれる少なくとも1種のジアミン。Specific examples of R 21 include a diamine residue remaining after the removal of the following amino groups of diamine.
1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane and 1,6-diaminohexane; 1,2- or 1,3-diaminocyclopentane, 1, 2-, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-, 1,3- or 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis-(4-aminocyclohexyl)methane, bis-(3 -Aminocyclohexyl)methane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylcyclohexylmethane and isophoronediamine; m- and p-phenylenediamine, diaminotoluene, 4,4'- and 3,3'-diaminobiphenyl, 4,4'- and 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'- and 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'- and 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'- and 3 ,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'- and 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dimethyl-4,4'-diamino Biphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis (3-Hydroxy-4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2, 2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, 4,4′-diaminopara Terphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-( 2-Aminophenoxy)phenyl]sulfone, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 9,10-bis(4-aminophenyl)anthracene, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylsulfone , 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenyl)benzene, 3, 3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, 2,2-bis[4-(4-amino Phenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 9,9-bis(4-aminophenyl)-10-hydroanthracene, 3,3′,4. 4'-tetraaminobiphenyl, 3,3',4,4'-tetraaminodiphenyl ether, 1,4-diaminoanthraquinone, 1,5-diaminoanthraquinone, 3,3-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 9 , 9'-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4'-dimethyl-3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4- and 2,5-diaminocumene, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, acetoguanamine, 2,3,5,6-tetramethyl-p-phenylenediamine, 2,4,6-trimethyl- m-phenylenediamine, bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 2,7-diaminofluorene, 2,5-diaminopyridine, 1,2-bis(4-aminophenyl)ethane, diaminobenzanilide, diaminobenzoic acid Acid ester, 1,5-diaminonaphthalene, diaminobenzotrifluoride, 1,3-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenyl)octafluorobutane, 1,5- Bis(4-aminophenyl)decafluoropentane, 1,7-bis(4-aminophenyl)tetradecafluoroheptane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2 -Bis[4-(2-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-3,5-dimethylphenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4 -(4-Aminophenoxy)-3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]hexafluoropropane, p-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)benzene, 4,4'-bis(4- Amino-2-trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-amino-3-trifluoromethylphenoxy)biphenyl 4,4'-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)diphenyl sulfone, 4,4'-bis(3-amino-5-trifluoromethylphenoxy)diphenyl sulfone, 2,2-bis[ 4-(4-amino-3-trifluoromethylphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethoxy-4, 4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl, 2,2',5,5',6,6'-hexafluorotolidine and 4,4'' At least one diamine selected from'-diaminoquaterphenyl.
また、下記に示すジアミン(DA−1)〜(DA−18)のアミノ基の除去後に残存するジアミン残基もR21の例として挙げられる。Further, diamine residues remaining after the removal of the amino groups of diamines (DA-1) to (DA-18) shown below are also mentioned as examples of R 21 .
また、2つ以上のアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミンのアミノ基の除去後に残存するジアミン残基もR21の例として挙げられる。好ましくは、エチレングリコール鎖、プロピレングリコール鎖のいずれかまたは両方を一分子中にあわせて2つ以上含むジアミン残基であり、より好ましくは芳香環を含まないジアミン残基である。例としては、ジェファーミン(登録商標)KH−511、ED−600、ED−900、ED−2003、EDR−148、EDR−176、D−200、D−400、D−2000、D−4000(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)、1−(2−(2−(2−アミノプロポキシ)エトキシ)プロポキシ)プロパン−2−アミン、1−(1−(1−(2−アミノプロポキシ)プロパン−2−イル)オキシ)プロパン−2−アミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。ジェファーミン(登録商標)KH−511、ED−600、ED−900、ED−2003、EDR−148、EDR−176の構造を以下に示す。In addition, a diamine residue remaining after removal of the amino group of a diamine having two or more alkylene glycol units in the main chain is also mentioned as an example of R 21 . A diamine residue containing two or more of ethylene glycol chain, propylene glycol chain or both in one molecule is preferable, and a diamine residue containing no aromatic ring is more preferable. As an example, Jeffamine (registered trademark) KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, EDR-148, EDR-176, D-200, D-400, D-2000, D-4000( The above product names, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd., 1-(2-(2-(2-aminopropoxy)ethoxy)propoxy)propan-2-amine, 1-(1-(1-(2-aminopropoxy)propane) 2-yl)oxy)propan-2-amine and the like, but not limited thereto. The structures of Jeffamine (registered trademark) KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, EDR-148 and EDR-176 are shown below.
上記において、x、y、zは平均値である。 In the above, x, y, and z are average values.
式(1)中、R22は4価の有機基を表し、芳香環を含む4価の基であることが好ましく、下記式(1−1)または式(1−2)で表される基がより好ましい。In the formula (1), R 22 represents a tetravalent organic group, preferably a tetravalent group containing an aromatic ring, and a group represented by the following formula (1-1) or formula (1-2) Is more preferable.
式(1−1)
式(1−2)
R22は、テトラカルボン酸二無水物から酸無水物基を除去した後に残存するテトラカルボン酸残基などが挙げられる。具体的には、以下のテトラカルボン酸二無水物から酸無水物基を除去した後に残存しているテトラカルボン酸残基などが挙げられる。
ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,7−ナフタレン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、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3−ジフェニルヘキサフルオロプロパン−3,3,4,4−テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,10−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、および1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、並びに、これらの炭素数1〜6のアルキル誘導体および炭素数1〜6のアルコキシ誘導体から選ばれる少なくとも1種のテトラカルボン酸二無水物。Examples of R 22 include a tetracarboxylic acid residue remaining after the acid anhydride group is removed from the tetracarboxylic dianhydride. Specific examples include the tetracarboxylic acid residue remaining after the acid anhydride group is removed from the following tetracarboxylic dianhydride.
Pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenylsulfide tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ',4,4'-Diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylmethane tetracarboxylic acid dianhydride 2,2',3,3'-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenone tetra Carboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2 ,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl) ) Hexafluoropropane dianhydride, 1,3-diphenylhexafluoropropane-3,3,4,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2, 2',3,3'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1, 4,5,8-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,8,9,10-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1 ,1-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, and alkyl derivatives having 1 to 6 carbon atoms and carbon numbers At least one tetracarboxylic dianhydride selected from the alkoxy derivatives of 1 to 6.
また、下記に示すテトラカルボン酸二無水物(DAA−1)〜(DAA−5)から酸無水物基を除去した後に残存しているテトラカルボン酸残基も、R22の例として挙げられる。
アルカリ現像液への溶解度の観点からは、R22はOH基を有することが好ましい。より具体的には、R22として、上記(DAA−1)〜(DAA−5)から無水物基の除去後に残存しているテトラカルボン酸残基が挙げられる。From the viewpoint of solubility in an alkaline developer, R 22 preferably has an OH group. More specifically, examples of R 22 include tetracarboxylic acid residues remaining after the removal of the anhydride group from the above (DAA-1) to (DAA-5).
式(1)において、R23およびR24は、それぞれ独立に、水素原子または1価の有機基を表す。R23およびR24が表す1価の有機基としては、直鎖または分岐のアルキル基、環状アルキル基、芳香族基を含む基、ラジカル重合性基などが挙げられる。本発明において、R23およびR24の少なくとも一方は、ラジカル重合性基を含む基であることが好ましい。この態様によれば、本発明の効果がより顕著に得られる傾向にある。また、このポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物は、ネガ型感光性樹脂組成物として好ましく用いることができる。ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基などが挙げられる。ラジカル重合性基の具体例としては、ビニル基、(メタ)アリル基、下記式(III)で表される基などが挙げられる。In formula (1), R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group represented by R 23 and R 24 include a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, a group containing an aromatic group, and a radical polymerizable group. In the present invention, at least one of R 23 and R 24 is preferably a group containing a radically polymerizable group. According to this aspect, the effect of the present invention tends to be more significantly obtained. Further, the photosensitive resin composition containing this polyimide precursor can be preferably used as a negative photosensitive resin composition. Examples of the radically polymerizable group include groups having an ethylenically unsaturated bond. Specific examples of the radically polymerizable group include a vinyl group, a (meth)allyl group, a group represented by the following formula (III), and the like.
式(III)において、R200は、水素原子またはメチル基を表し、メチル基がより好ましい。
式(III)において、R201は、炭素数2〜12のアルキレン基、−CH2CH(OH)CH2−または炭素数4〜30のポリオキシアルキレン基を表す。好適なR201の例としては、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、1,2−ブタンジイル基、1,3−ブタンジイル基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基、−CH2CH(OH)CH2−が挙げられ、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、−CH2CH(OH)CH2−がより好ましい。R200がメチル基で、R201がエチレン基である組み合わせが特に好ましい。In formula (III), R 200 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is more preferable.
In formula (III), R 201 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, —CH 2 CH(OH)CH 2 — or a polyoxyalkylene group having 4 to 30 carbon atoms. Examples of suitable R 201 include ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, 1,2-butanediyl group, 1,3-butanediyl group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, dodecamethylene. group, -CH 2 CH (OH) CH 2 - and the like, ethylene group, propylene group, trimethylene group, -CH 2 CH (OH) CH 2 - is more preferable. A combination in which R 200 is a methyl group and R 201 is an ethylene group is particularly preferable.
直鎖または分岐のアルキル基の炭素数は1〜30が好ましい。具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルペンチル基、および2−エチルヘキシル基が挙げられる。
環状のアルキル基は、単環の環状アルキル基であってもよく、多環の環状アルキル基であってもよい。単環の環状アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびシクロオクチル基が挙げられる。多環の環状アルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基およびピネニル基が挙げられる。中でも、高感度化との両立の観点から、シクロヘキシル基が好ましい。
芳香族基としては、置換または無置換のベンゼン環基、ナフタレン環基、ペンタレン環基、インデン環基、アズレン環基、ヘプタレン環基、インダセン環基、ペリレン環基、ペンタセン環基、アセナフテン環基、フェナントレン環基、アントラセン環基、ナフタセン環基、クリセン環基、トリフェニレン環基、フルオレン環基、ビフェニル環基、ピロール環基、フラン環基、チオフェン環基、イミダゾール環基、オキサゾール環基、チアゾール環基、ピリジン環基、ピラジン環基、ピリミジン環基、ピリダジン環基、インドリジン環基、インドール環基、ベンゾフラン環基、ベンゾチオフェン環基、イソベンゾフラン環基、キノリジン環基、キノリン環基、フタラジン環基、ナフチリジン環基、キノキサリン環基、キノキサゾリン環基、イソキノリン環基、カルバゾール環基、フェナントリジン環基、アクリジン環基、フェナントロリン環基、チアントレン環基、クロメン環基、キサンテン環基、フェノキサチイン環基、フェノチアジン環基またはフェナジン環基が挙げられる。ベンゼン環基が好ましい。The linear or branched alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms. Specific examples include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, octadecyl group, isopropyl group, isobutyl group, Examples thereof include sec-butyl group, t-butyl group, 1-ethylpentyl group, and 2-ethylhexyl group.
The cyclic alkyl group may be either a monocyclic cyclic alkyl group or a polycyclic cyclic alkyl group. Examples of the monocyclic cyclic alkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a cyclooctyl group. Examples of the polycyclic cyclic alkyl group include adamantyl group, norbornyl group, bornyl group, camphenyl group, decahydronaphthyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, camphoroyl group, dicyclohexyl group and pinenyl group. Can be mentioned. Of these, a cyclohexyl group is preferable from the viewpoint of compatibility with high sensitivity.
As the aromatic group, a substituted or unsubstituted benzene ring group, naphthalene ring group, pentalene ring group, indene ring group, azulene ring group, heptalene ring group, indacene ring group, perylene ring group, pentacene ring group, acenaphthene ring group , Phenanthrene ring group, anthracene ring group, naphthacene ring group, chrysene ring group, triphenylene ring group, fluorene ring group, biphenyl ring group, pyrrole ring group, furan ring group, thiophene ring group, imidazole ring group, oxazole ring group, thiazole Ring group, pyridine ring group, pyrazine ring group, pyrimidine ring group, pyridazine ring group, indolizine ring group, indole ring group, benzofuran ring group, benzothiophene ring group, isobenzofuran ring group, quinolidine ring group, quinoline ring group, Phthalazine ring group, naphthyridine ring group, quinoxaline ring group, quinoxazoline ring group, isoquinoline ring group, carbazole ring group, phenanthridine ring group, acridine ring group, phenanthroline ring group, thianthrene ring group, chromene ring group, xanthene ring group, Examples thereof include a phenoxathiin ring group, a phenothiazine ring group and a phenazine ring group. A benzene ring group is preferred.
式(1)において、A22が酸素原子であってR23が水素原子である場合、および/またはA21が酸素原子であってR24が水素原子である場合、ポリイミド前駆体はエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物と対塩を形成していてもよい。このようなエチレン性不飽和結合を有する3級アミン化合物の例としては、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレートが挙げられる。In Formula (1), when A 22 is an oxygen atom and R 23 is a hydrogen atom, and/or A 21 is an oxygen atom and R 24 is a hydrogen atom, the polyimide precursor is an ethylenic It may form a counter salt with a tertiary amine compound having a saturated bond. Examples of such a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond include N,N-dimethylaminopropyl methacrylate.
また、アルカリ現像の場合、解像性を向上させる点から、ポリイミド前駆体は、構造単位中にフッ素原子を有することが好ましい。フッ素原子により、アルカリ現像の際に膜の表面に撥水性が付与され、表面からの浸み込みなどを抑えることができる。ポリイミド前駆体中のフッ素原子含有量は10質量%以上が好ましく、また、アルカリ水溶液に対する溶解性の点から20質量%以下が好ましい。 Further, in the case of alkali development, the polyimide precursor preferably has a fluorine atom in the structural unit from the viewpoint of improving the resolution. The fluorine atom imparts water repellency to the surface of the film during alkali development, and can prevent penetration from the surface. The content of fluorine atoms in the polyimide precursor is preferably 10% by mass or more, and is preferably 20% by mass or less from the viewpoint of solubility in an alkaline aqueous solution.
また、基板との密着性を向上させる目的で、ポリイミド前駆体はシロキサン構造を有する脂肪族基を共重合してもよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p−アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどが挙げられる。 The polyimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure for the purpose of improving the adhesion to the substrate. Specific examples of the diamine component include bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane.
また、樹脂組成物の保存安定性を向上させるため、ポリイミド前駆体の主鎖末端をモノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などの末端封止剤で封止することが好ましい。これらのうち、モノアミンを用いることがより好ましい。モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2−エチニルアニリン、3−エチニルアニリン、4−エチニルアニリン、5−アミノ−8−ヒドロキシキノリン、1−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−ヒドロキシ−4−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−7−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−6−アミノナフタレン、2−ヒドロキシ−5−アミノナフタレン、1−カルボキシ−7−アミノナフタレン、1−カルボキシ−6−アミノナフタレン、1−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−カルボキシ−7−アミノナフタレン、2−カルボキシ−6−アミノナフタレン、2−カルボキシ−5−アミノナフタレン、2−アミノ安息香酸、3−アミノ安息香酸、4−アミノ安息香酸、4−アミノサリチル酸、5−アミノサリチル酸、6−アミノサリチル酸、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノ−4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノフェノール、2−アミノチオフェノール、3−アミノチオフェノール、4−アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。 Further, in order to improve the storage stability of the resin composition, the main chain end of the polyimide precursor is sealed with a terminal blocking agent such as monoamine, acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound, monoactive ester compound. Preferably. Of these, it is more preferable to use monoamine. Preferred compounds of monoamine include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene. , 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy- 7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 4-aminosalicylic acid, 5-aminosalicylic acid, 6-aminosalicylic acid, 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid, 4-amino Benzenesulfonic acid, 3-amino-4,6-dihydroxypyrimidine, 2-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminophenol, 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, 4-aminothiophenol and the like can be mentioned. To be Two or more of these may be used, and a plurality of different end groups may be introduced by reacting a plurality of end capping agents.
ポリイミド前駆体は、式(1)で表される繰り返し単位と、他のポリイミド前駆体である他の繰り返し単位とからなっていてもよい。
他の繰り返し単位を含む場合、ポリイミド前駆体における、他の繰り返し単位の割合は、1〜60モル%であることが好ましく、5〜50モル%であることがより好ましい。The polyimide precursor may be composed of a repeating unit represented by the formula (1) and another repeating unit which is another polyimide precursor.
When the polyimide precursor contains other repeating units, the proportion of the other repeating units in the polyimide precursor is preferably 1 to 60 mol %, more preferably 5 to 50 mol %.
本発明におけるポリイミド前駆体は、式(1)で表される繰り返し単位を含むポリイミド前駆体以外の、他のポリイミド前駆体を実質的に含まない構成とすることもできる。実質的に含まないとは、例えば、樹脂組成物に含まれる上記の他のポリイミド前駆体の含有量が、ポリイミド前駆体の含有量の3質量%以下であることをいう。 The polyimide precursor in the present invention may have a configuration substantially free of other polyimide precursors other than the polyimide precursor containing the repeating unit represented by the formula (1). The phrase “substantially free from” means, for example, that the content of the other polyimide precursor contained in the resin composition is 3% by mass or less of the content of the polyimide precursor.
ポリイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20000〜28000であり、より好ましくは22000〜27000であり、さらに好ましくは23000〜25000である。ポリイミド前駆体の分散度(Mw/Mn)は、特に定めるものではないが、1.0以上であることが好ましく、2.5以上であることがより好ましく、2.8以上であることがさらに好ましい。ポリイミド前駆体の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、4.5以下が好ましく、3.4以下とすることもできる。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor is preferably 20,000 to 28,000, more preferably 22,000 to 27,000, and further preferably 23,000 to 25,000. The polydispersity (Mw/Mn) of the polyimide precursor is not particularly limited, but is preferably 1.0 or more, more preferably 2.5 or more, and further preferably 2.8 or more. preferable. The upper limit of the polydispersity of the polyimide precursor is not particularly limited, but is, for example, preferably 4.5 or less, and may be 3.4 or less.
樹脂組成物における樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20〜100質量%が好ましく、50〜99質量%がより好ましく、60〜99質量%がさらに好ましく、70〜99質量%が特に好ましい。
樹脂組成物におけるポリイミド前駆体の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20〜100質量%が好ましく、50〜99質量%がより好ましく、60〜99質量%がさらに好ましく、70〜99質量%が特に好ましい。
また、本発明では、ポリイミド前駆体以外の樹脂を実質的に含まない構成とすることもできる。実質的に含まないとは、例えば、樹脂組成物に含まれるポリイミド前駆体以外の樹脂の含有量が、ポリイミド前駆体の含有量の3質量%以下であることをいう。The content of the resin in the resin composition is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 50 to 99% by mass, further preferably 60 to 99% by mass, and 70 to 99% by mass with respect to the total solid content of the resin composition. Is particularly preferable.
The content of the polyimide precursor in the resin composition is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 50 to 99% by mass, further preferably 60 to 99% by mass, and 70 to 99, based on the total solid content of the resin composition. Mass% is particularly preferred.
Further, in the present invention, it is also possible to adopt a configuration in which a resin other than the polyimide precursor is substantially not included. The phrase “substantially free from” means, for example, that the content of the resin other than the polyimide precursor contained in the resin composition is 3 mass% or less of the content of the polyimide precursor.
<<ラジカル重合性化合物>>
本発明における樹脂組成物は、更に、ラジカル重合性化合物を含有していてもよい。ラジカル重合性化合物を含有させることにより、ネガ型感光性樹脂組成物として好ましく用いることができる。更には、より耐熱性に優れた硬化膜を形成することができる。ラジカル重合性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上含む化合物であることがより好ましい。ラジカル重合性化合物は、例えば、モノマー、プレポリマー、オリゴマーおよびそれらの混合物並びにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよい。エチレン性不飽和結合を有する基としては、スチリル基、ビニル基、(メタ)アクリロイル基および(メタ)アリル基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。なお、本発明におけるラジカル重合性化合物は、上述した樹脂とは異なる成分である。<<Radical Polymerizable Compound>>
The resin composition in the present invention may further contain a radically polymerizable compound. By containing a radically polymerizable compound, it can be preferably used as a negative photosensitive resin composition. Furthermore, a cured film having more excellent heat resistance can be formed. As the radically polymerizable compound, a compound having an ethylenically unsaturated bond is preferable, and a compound containing two or more groups having an ethylenically unsaturated bond is more preferable. The radically polymerizable compound may be in any chemical form such as, for example, a monomer, a prepolymer, an oligomer and a mixture thereof and a multimer thereof. As the group having an ethylenically unsaturated bond, a styryl group, a vinyl group, a (meth)acryloyl group and a (meth)allyl group are preferable, and a (meth)acryloyl group is more preferable. The radically polymerizable compound in the present invention is a component different from the resin described above.
本発明において、モノマータイプのラジカル重合性化合物(以下、ラジカル重合性モノマーともいう)は、高分子化合物とは異なる化合物である。ラジカル重合性モノマーは、典型的には、低分子化合物であり、分子量2000以下の低分子化合物であることが好ましく、分子量1500以下の低分子化合物であることがより好ましく、分子量900以下の低分子化合物であることがさらに好ましい。なお、ラジカル重合性モノマーの分子量は、通常、100以上である。
また、オリゴマータイプのラジカル重合性化合物は、典型的には比較的低い分子量の重合体であり、10個から100個のラジカル重合性モノマーが結合した重合体であることが好ましい。分子量としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法でのポリスチレン換算の重量平均分子量が、2000〜20000であることが好ましく、2000〜15000がより好ましく、2000〜10000であることがさらに好ましい。In the present invention, a monomer-type radically polymerizable compound (hereinafter, also referred to as a radically polymerizable monomer) is a compound different from a polymer compound. The radical polymerizable monomer is typically a low molecular weight compound, preferably a low molecular weight compound having a molecular weight of 2000 or less, more preferably a low molecular weight compound having a molecular weight of 1500 or less, and a low molecular weight of 900 or less. More preferably, it is a compound. The molecular weight of the radically polymerizable monomer is usually 100 or more.
The oligomer type radically polymerizable compound is typically a polymer having a relatively low molecular weight, and is preferably a polymer in which 10 to 100 radically polymerizable monomers are bonded. As for the molecular weight, the polystyrene-equivalent weight average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC) method is preferably 2000 to 20000, more preferably 2000 to 15000, and even more preferably 2000 to 10000.
本発明におけるラジカル重合性化合物の官能基数は、1分子中におけるラジカル重合性基の数を意味する。樹脂組成物は、解像性の観点から、ラジカル重合性基を2個以上含む2官能以上のラジカル重合性化合物を少なくとも1種含むことが好ましく、2〜4官能のラジカル重合性化合物を少なくとも1種含むことがより好ましい。 The number of functional groups of the radically polymerizable compound in the invention means the number of radically polymerizable groups in one molecule. From the viewpoint of resolution, the resin composition preferably contains at least one bifunctional or more radically polymerizable compound containing two or more radically polymerizable groups, and at least one bifunctional to tetrafunctional radically polymerizable compound. It is more preferable to include a seed.
ラジカル重合性化合物としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と多価アルコール化合物とのエステル、および不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミド類である。また、ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能若しくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能若しくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。具体例としては、特開2016−027357号公報の段落0113〜0122の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 Examples of the radically polymerizable compound include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.) and their esters and amides, preferably unsaturated carboxylic acids. Esters of acids and polyhydric alcohol compounds, and amides of unsaturated carboxylic acids and polyhydric amine compounds. Further, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a nucleophilic substituent such as a hydroxyl group, an amino group or a mercapto group with a monofunctional or polyfunctional isocyanate or an epoxy, or a monofunctional or polyfunctional compound. A dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used. Further, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with monofunctional or polyfunctional alcohols, amines, thiols, and halogen groups. A substitution reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a leaving substituent such as or tosyloxy group with a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine, or thiol is also suitable. Further, as another example, it is possible to use a compound group in which unsaturated phosphonic acid, a vinylbenzene derivative such as styrene, vinyl ether, allyl ether or the like is substituted for the unsaturated carboxylic acid. As specific examples, the description in paragraphs 0113 to 0122 of JP-A-2016-027357 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
ラジカル重合性化合物としては、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後、(メタ)アクリレート化した化合物、特公昭48−41708号公報、特公昭50−6034号公報、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートおよびこれらの混合物を挙げることができる。また、特開2008−292970号公報の段落0254〜0257に記載の化合物も好適である。 As the radically polymerizable compound, a compound having a boiling point of 100° C. or higher under normal pressure is also preferable. Examples thereof include polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol. Poly(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, hexanediol(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(acryloyloxypropyl) ether, tri(acryloyloxyethyl) isocyanurate, glycerin, trimethylolethane, etc. Compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a functional alcohol and then (meth)acrylated are described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034, and JP-A-51-37193. Such as urethane (meth)acrylates, polyester acrylates described in JP-A-48-64183, JP-B-49-43191 and JP-B-52-30490, epoxy resins and (meth)acrylics. Mention may be made of polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates, which are reaction products with acids, and mixtures thereof. Further, the compounds described in paragraphs 0254 to 0257 of JP 2008-292970 A are also suitable.
ラジカル重合性化合物としては、特開2010−160418号公報、特開2010−129825号公報、特許第4364216号公報等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上有する化合物、カルド樹脂も使用することが可能である。さらに、その他の例としては、特公昭46−43946号公報、特公平1−40337号公報、特公平1−40336号公報に記載の特定の不飽和化合物や、特開平2−25493号公報に記載のビニルホスホン酸系化合物等もあげることができる。また、特開昭61−22048号公報に記載のペルフルオロアルキル基を含む化合物を用いることもできる。さらに日本接着協会誌 vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に光重合性モノマーおよびオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。 Examples of the radically polymerizable compound include a group having a fluorene ring and a group having an ethylenically unsaturated bond, which are described in JP 2010-160418 A, JP 2010-129825 A, JP 4364216 A, and the like. It is also possible to use compounds having more than one or cardo resin. Further, as other examples, specific unsaturated compounds described in JP-B-46-43946, JP-B-1-40337 and JP-B-1-40336, and JP-A-2-25493 are described. The vinyl phosphonic acid-based compound and the like can also be mentioned. Further, the compounds containing a perfluoroalkyl group described in JP-A-61-22048 can also be used. Furthermore, the Japan Adhesive Association magazine, vol. 20, No. 7, those introduced as photopolymerizable monomers and oligomers on pages 300 to 308 (1984) can also be used.
上記のほか、下記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される化合物も好適に用いることができる。なお、式中、Tがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がRに結合する。 In addition to the above, compounds represented by the following general formulas (MO-1) to (MO-5) can also be preferably used. In the formula, when T is an oxyalkylene group, the terminal on the carbon atom side is bonded to R.
上記の各式において、nは0〜14の整数であり、mは0〜8の整数である。分子内に複数存在するR、T、は、各々同一であっても、異なっていてもよい。
上記式(MO−1)〜(MO−5)で表される化合物の各々において、複数のRの内の少なくとも1つは、−OC(=O)CH=CH2、または、−OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
上記式(MO−1)〜(MO−5)で表される化合物の具体例としては、特開2007−269779号公報の段落0248〜0251に記載されている化合物が挙げられる。In each of the above formulas, n is an integer of 0 to 14 and m is an integer of 0 to 8. The plurality of R and T existing in the molecule may be the same or different.
In each of the above formulas (MO-1) ~ compounds represented by (MO-5), at least one of the plurality of R may, -OC (= O) CH = CH 2, or, -OC (= O) represents a group represented by C(CH 3 )═CH 2 .
Specific examples of the compounds represented by the above formulas (MO-1) to (MO-5) include the compounds described in paragraphs 0248 to 0251 of JP2007-269779A.
また、特開平10−62986号公報において式(1)および式(2)としてその具体例と共に記載の、多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、ラジカル重合性化合物として用いることができる。さらに、特開2015−187211号公報の段落0104〜0131に記載の化合物もラジカル重合性化合物として用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 Further, compounds described in JP-A-10-62986 as formulas (1) and (2) together with specific examples thereof, which are (meth)acrylated after ethylene oxide or propylene oxide is added to a polyfunctional alcohol, It can be used as a radically polymerizable compound. Further, the compounds described in paragraphs 0104 to 0131 of JP-A-2015-187211 can also be used as the radically polymerizable compound, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
ラジカル重合性化合物としては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D−330;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D−320;日本化薬(株)製、A−TMMT:新中村化学工業社製)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D−310;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製、A−DPH;新中村化学工業製)、およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介して結合している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。また、上記式(MO−1)、式(MO−2)のペンタエリスリトール誘導体および/またはジペンタエリスリトール誘導体も好ましい例として挙げられる。また、サートマー社製のSR209を用いることもできる。 Examples of the radically polymerizable compound include dipentaerythritol triacrylate (commercially available KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available KAYARAD D-320; Nippon Kayaku (Japanese chemical). Co., Ltd., A-TMMT: manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., dipentaerythritol penta(meth)acrylate (as a commercial product, KAYARAD D-310; Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meta). Acrylate (as a commercial product, KAYARAD DPHA; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., A-DPH; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and these (meth)acryloyl groups are bound via ethylene glycol and propylene glycol residues. The structure which has is preferable. These oligomer types can also be used. Pentaerythritol derivatives and/or dipentaerythritol derivatives of the above formula (MO-1) and formula (MO-2) are also preferred examples. Further, SR209 manufactured by Sartomer can also be used.
ラジカル重合性化合物は、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基等の酸基を有していてもよい。市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーである、M−510、M−520などが挙げられる。酸基を有するラジカル重合性化合物の好ましい酸価としては、0.1〜40mgKOH/gであり、特に好ましくは5〜30mgKOH/gである。上記化合物の酸価が上記範囲であれば、製造や取扱性に優れ、さらには、現像性に優れる。また、ラジカル重合性が良好である。 The radically polymerizable compound may have an acid group such as a carboxyl group, a sulfo group and a phosphoric acid group. Examples of commercially available products include M-510 and M-520, which are polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd. The acid value of the radically polymerizable compound having an acid group is preferably 0.1 to 40 mgKOH/g, particularly preferably 5 to 30 mgKOH/g. When the acid value of the above compound is in the above range, the production and handling properties are excellent, and further, the developability is excellent. In addition, radical polymerizability is good.
ラジカル重合性化合物としては、カプロラクトン構造を有する化合物を用いることもできる。カプロラクトン構造を有する化合物としては、分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸およびε−カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記式(C)で表される化合物が好ましい。 A compound having a caprolactone structure can also be used as the radically polymerizable compound. The compound having a caprolactone structure is not particularly limited as long as it has a caprolactone structure in the molecule, for example, trimethylolethane, ditrimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, Mention is made of an ε-caprolactone-modified polyfunctional (meth)acrylate obtained by esterifying (meth)acrylic acid and ε-caprolactone with a polyhydric alcohol such as tripentaerythritol, glycerin, diglycerol and trimethylolmelamine. You can Among them, the compound represented by the following formula (C) is preferable.
式(C)
式中、6個のRは全てが下記式(D)で表される基であるか、または6個のRのうち1〜5個が下記式(D)で表される基であり、残余が下記式(E)で表される基である。 In the formula, 6 Rs are all groups represented by the following formula (D), or 1 to 5 of 6 Rs are groups represented by the following formula (D), and the rest Is a group represented by the following formula (E).
式(D)
式中、R1は水素原子またはメチル基を示し、mは1または2を示し、「*」は結合手であることを示す。In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, m represents 1 or 2, and “*” represents a bond.
式(E)
式中、R1は水素原子またはメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and “*” represents a bond.
このようなカプロラクトン構造を有する化合物は、例えば、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記式(C)〜(E)においてm=1、式(D)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−30(同式、m=1、式(D)で表される基の数=3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−60(同式、m=1、式(D)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−120(同式においてm=2、式(D)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等を挙げることができる。Such a compound having a caprolactone structure is commercially available, for example, from Nippon Kayaku Co., Ltd. as KAYARAD DPCA series, and DPCA-20 (m=1 in the above formulas (C) to (E), the formula (D)). The number of groups represented by = 2, compounds in which R 1 is all hydrogen atoms), DPCA-30 (the same formula, m = 1, the number of groups represented by formula (D) = 3, and R 1 are all A compound which is a hydrogen atom), DPCA-60 (the same formula, m=1, the number of groups represented by the formula (D)=6, compounds in which all R 1 are hydrogen atoms), DPCA-120 (in the same formula) m=2, the number of groups represented by the formula (D)=6, compounds in which all R 1 s are hydrogen atoms) and the like.
ラジカル重合性化合物としては、下記一般式(i)または(ii)で表される化合物の群から選択される少なくとも1種であることも好ましい。 The radically polymerizable compound is also preferably at least one selected from the group of compounds represented by the following general formula (i) or (ii).
式(i)および式(ii)中、Eは、各々独立に、−((CH2)yCH2O)−、または−((CH2)yCH(CH3)O)−を表し、yは、各々独立に0〜10の整数を表し、Xは、各々独立に、(メタ)アクリロイル基、水素原子、またはカルボキシル基を表す。
式(i)中、(メタ)アクリロイル基の合計は3個または4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
式(ii)中、(メタ)アクリロイル基の合計は5個または6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。Wherein (i) and Formula (ii), E are each independently, - ((CH 2) y CH 2 O) -, or - ((CH 2) y CH (CH 3) O) - represents, y each independently represents an integer of 0 to 10, and X each independently represents a (meth)acryloyl group, a hydrogen atom, or a carboxyl group.
In formula (i), the total of (meth)acryloyl groups is 3 or 4, m each independently represents an integer of 0 to 10, and the sum of each m is an integer of 0 to 40. However, when the sum of each m is 0, any one of X is a carboxyl group.
In formula (ii), the total number of (meth)acryloyl groups is 5 or 6, n each independently represents an integer of 0 to 10, and the sum of each n is an integer of 0 to 60. However, when the sum of each n is 0, any one of X is a carboxyl group.
式(i)中、mは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が特に好ましい。
式(ii)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が特に好ましい。
式(i)または式(ii)中の−((CH2)yCH2O)−または−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。特に、式(ii)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。In formula (i), m is preferably an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4. Moreover, the sum of each m is preferably an integer of 2 to 40, more preferably an integer of 2 to 16, and particularly preferably an integer of 4 to 8.
In formula (ii), n is preferably an integer of 0 to 6, more preferably an integer of 0 to 4. Moreover, the total of each n is preferably an integer of 3 to 60, more preferably an integer of 3 to 24, and particularly preferably an integer of 6 to 12.
Formula (i) or formula (ii) in the - ((CH 2) y CH 2 O) - or - ((CH 2) y CH (CH 3) O) - , the terminal oxygen atom side bonded to X The preferred form is In particular, in the formula (ii), a form in which all six X are acryloyl groups is preferable.
式(i)および式(ii)で表される化合物の市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330などが挙げられる。 Examples of commercially available products of the compounds represented by the formulas (i) and (ii) include SR-494, which is a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer Co., Ltd., and Pentylene, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. Examples thereof include DPCA-60, which is a 6-functional acrylate having 6 oxy chains, and TPA-330, which is a 3-functional acrylate having 3 isobutyleneoxy chains.
ラジカル重合性化合物としては、特公昭48−41708号公報、特開昭51−37193号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載されているウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号公報、特公昭56−17654号公報、特公昭62−39417号公報、特公昭62−39418号公報に記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。また、特開昭63−277653号公報、特開昭63−260909号公報、特開平1−105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性モノマー類を用いることもできる。
市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、NKエステルM−40G、NKエステル4G、NKエステルM−9300、NKエステルA−9300、UA−7200(新中村化学工業(株)製)、DPHA−40H(日本化薬(株)製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600(共栄社化学(株)製)、ブレンマーPME400(日油(株)製)などが挙げられる。Examples of the radically polymerizable compound include urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765, and Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in JP-B-58-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417 and JP-B-62-39418 are also suitable. Further, use of addition-polymerizable monomers having an amino structure or a sulfide structure in the molecule, which are described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909 and JP-A-1-105238. You can also
As commercially available products, urethane oligomer UAS-10, UAB-140 (manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.), NK ester M-40G, NK ester 4G, NK ester M-9300, NK ester A-9300, UA-7200 (Shin Nakamura) Chemical Industry Co., Ltd.), DPHA-40H (Nippon Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). Manufactured by NOF CORPORATION, and Blemmer PME400 (manufactured by NOF CORPORATION).
ラジカル重合性化合物としては、耐熱性の観点から、下記式で表される部分構造を有することが好ましい。ただし、式中の*は連結手である。 From the viewpoint of heat resistance, the radically polymerizable compound preferably has a partial structure represented by the following formula. However, * in the formula is a connecting hand.
上記部分構造を有する化合物の具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Specific examples of the compound having the partial structure include, for example, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide-modified di(meth)acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide-modified tri(meth)acrylate, and pentaerythritol tri(meth)acrylate. ) Acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dimethylolpropane tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, tetramethylolmethane tetra(meth)acrylate and the like. ..
樹脂組成物において、ラジカル重合性化合物の含有量は、良好なラジカル重合性と耐熱性の観点から、樹脂組成物の全固形分に対して、1〜50質量%が好ましい。下限は5質量%以上がより好ましい。上限は、30質量%以下がより好ましい。
また、ポリイミド前駆体とラジカル重合性化合物との質量割合(ポリイミド前駆体/ラジカル重合性化合物)は、98/2〜10/90が好ましく、95/5〜30/70がより好ましく、90/10〜50/50がさらに好ましい。ポリイミド前駆体とラジカル重合性化合物との質量割合が上記範囲であれば、硬化性および耐熱性により優れた硬化膜を形成できる。ラジカル重合性化合物は、1種のみ用いても、2種以上用いてもよい。2種以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。In the resin composition, the content of the radically polymerizable compound is preferably 1 to 50% by mass based on the total solid content of the resin composition from the viewpoint of good radical polymerizability and heat resistance. The lower limit is more preferably 5% by mass or more. The upper limit is more preferably 30% by mass or less.
The mass ratio of the polyimide precursor and the radically polymerizable compound (polyimide precursor/radical polymerizable compound) is preferably 98/2 to 10/90, more preferably 95/5 to 30/70, and 90/10. 50/50 is more preferable. When the mass ratio of the polyimide precursor and the radically polymerizable compound is in the above range, a cured film having excellent curability and heat resistance can be formed. The radical polymerizable compound may be used alone or in combination of two or more. When two or more kinds are used, the total amount is preferably within the above range.
<<光重合開始剤>>
本発明における樹脂組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、光カチオン重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などが挙げられ、光ラジカル重合開始剤が好ましい。本発明における樹脂組成物が光ラジカル重合開始剤を含むことにより、樹脂組成物を半導体ウエハなどの支持体に適用して樹脂組成物層を形成した後、光を照射することで、ラジカルに起因する硬化が起こり、光照射部における溶解性を低下させることができる。このため、例えば、電極部のみをマスクするパターンを持つフォトマスクを介して樹脂組成物層を露光することで、電極などのパターンにしたがって、溶解性の異なる領域を簡便に作製できるという利点がある。<< photopolymerization initiator >>
The resin composition in the present invention preferably contains a photopolymerization initiator. Examples of the photopolymerization initiator include photocationic polymerization initiators and photoradical polymerization initiators, and photoradical polymerization initiators are preferable. When the resin composition in the present invention contains a photoradical polymerization initiator, the resin composition is applied to a support such as a semiconductor wafer to form a resin composition layer, and then the resin composition layer is irradiated with light to cause radicals. Curing occurs, and the solubility in the light irradiation part can be reduced. Therefore, for example, by exposing the resin composition layer through a photomask having a pattern that masks only the electrode portion, there is an advantage that regions having different solubilities can be easily produced according to the pattern of the electrodes and the like. ..
光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視領域の光線に対して感光性を有する光重合開始剤が好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。光重合開始剤は、約300〜800nm(好ましくは330〜500nm)の範囲内に少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができる。例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary−5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶剤を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。 The photopolymerization initiator is not particularly limited and can be appropriately selected from known photopolymerization initiators. For example, a photopolymerization initiator having photosensitivity to light rays in the ultraviolet region to the visible region is preferable. Further, it may be an activator which produces an active radical by causing some action with the photoexcited sensitizer. The photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar extinction coefficient of at least about 50 in the range of about 300 to 800 nm (preferably 330 to 500 nm). The molar extinction coefficient of a compound can be measured using a known method. For example, it is preferable to measure with an ultraviolet-visible spectrophotometer (Cary-5 spectrophotometer manufactured by Varian) using an ethyl acetate solvent at a concentration of 0.01 g/L.
光重合開始剤としては、公知の化合物を任意に使用できる。例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有する化合物、オキサジアゾール骨格を有する化合物、トリハロメチル基を有する化合物など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノン、アゾ系化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ素化合物、鉄アレーン錯体などが挙げられる。これらの詳細については、特開2016−027357号公報の段落0165〜0182の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。また、ケトン化合物としては、例えば、特開2015−087611号公報の段落0087に記載の化合物が例示され、この内容は本明細書に組み込まれる。市販品では、カヤキュアーDETX(日本化薬(株)製)も好適に用いられる。 Any known compound can be used as the photopolymerization initiator. For example, halogenated hydrocarbon derivatives (for example, compounds having a triazine skeleton, compounds having an oxadiazole skeleton, compounds having a trihalomethyl group, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, etc. Oxime compounds, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenones, azo compounds, azide compounds, metallocene compounds, organic boron compounds, iron arene complexes, etc. Can be mentioned. For details of these, the description in paragraphs 0165 to 0182 of JP-A-2016-027357 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification. Further, examples of the ketone compound include the compounds described in paragraph 0087 of JP-A-2005-087611, and the contents thereof are incorporated in the present specification. In the commercially available product, Kayacure DETX (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is also preferably used.
光重合開始剤としては、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物およびメタロセン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載の光重合開始剤、特許第4225898号に記載の光重合開始剤も用いることができる。
α−ヒドロキシケトン化合物としては、IRGACURE−184(IRGACUREは登録商標)、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
α−アミノケトン化合物としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、および、IRGACURE−379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。α−アミノケトン化合物としては、365nmまたは405nm等の波長光源に吸収極大波長がマッチングされた特開2009−191179号公報に記載の化合物も用いることができる。
アシルホスフィン化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイドなどが挙げられる。また、市販品であるIRGACURE−819やIRGACURE−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
メタロセン化合物としては、IRGACURE−784(BASF社製)などが例示される。As the photopolymerization initiator, an α-hydroxyketone compound, an α-aminoketone compound, an acylphosphine compound and a metallocene compound can also be suitably used. More specifically, for example, the photopolymerization initiator described in JP-A-10-291969 and the photopolymerization initiator described in Japanese Patent No. 4225898 can also be used.
As the α-hydroxyketone compound, IRGACURE-184 (IRGACURE is a registered trademark), DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, and IRGACURE-127 (trade names: all manufactured by BASF Corporation) can be used.
As the α-aminoketone compound, commercially available products IRGACURE-907, IRGACURE-369, and IRGACURE-379 (trade names: all manufactured by BASF) can be used. As the α-aminoketone compound, the compound described in JP-A-2009-191179 in which the absorption maximum wavelength is matched with a wavelength light source of 365 nm or 405 nm can also be used.
Examples of the acylphosphine compound include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide. Further, commercially available products such as IRGACURE-819 and IRGACURE-TPO (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
IRGACURE-784 (made by BASF) etc. are illustrated as a metallocene compound.
光重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物を用いることにより、露光ラチチュードをより効果的に向上させることが可能になる。オキシム化合物は、露光ラチチュード(露光マージン)が広く、かつ、熱塩基発生剤としても働くため、特に好ましい。
オキシム化合物の具体例としては、特開2001−233842号公報に記載の化合物、特開2000−80068号公報に記載の化合物、特開2006−342166号公報に記載の化合物を用いることができる。好ましいオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾオキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、および2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。An oxime compound is more preferable as the photopolymerization initiator. By using an oxime compound, the exposure latitude can be improved more effectively. The oxime compound is particularly preferable because it has a wide exposure latitude (exposure margin) and also acts as a thermal base generator.
As specific examples of the oxime compound, the compounds described in JP 2001-233842 A, the compounds described in JP 2000-80068 A, and the compounds described in JP 2006-342166 A can be used. Preferred oxime compounds include, for example, 3-benzooxyiminobutan-2-one, 3-acetoxyiminobutan-2-one, 3-propionyloxyiminobutan-2-one, 2-acetoxyiminopentan-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3-(4-toluenesulfonyloxy)iminobutan-2-one, and 2-ethoxycarbonyloxy Examples thereof include imino-1-phenylpropan-1-one.
市販品ではIRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上、BASF社製)、アデカオプトマーN−1919((株)ADEKA製、特開2012−14052号公報に記載の光重合開始剤2)も好適に用いられる。また、TR−PBG−304(常州強力電子新材料有限公司製)、アデカアークルズNCI−831およびアデカアークルズNCI−930(ADEKA社製)も用いることができる。また、DFI−091(ダイトーケミックス株式会社製)を用いることができる。さらに、また、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることも可能である。そのようなオキシム化合物の具体例としては、特開2010−262028号公報に記載されている化合物、特表2014−500852号公報の段落0345に記載されている化合物24、36〜40、特開2013−164471号公報の段落0101に記載されている化合物(C−3)などが挙げられる。
最も好ましいオキシム化合物としては、特開2007−269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009−191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物などが挙げられる。As commercially available products, IRGACURE OXE 01, IRGACURE OXE 02, IRGACURE OXE 03, IRGACURE OXE 04 (above, manufactured by BASF), ADEKA OPTOMER N-1919 (manufactured by ADEKA, Inc., JP 2012-14052 A). The polymerization initiator 2) is also preferably used. In addition, TR-PBG-304 (manufactured by Changzhou Power Electronics Co., Ltd.), ADEKA ARKUL'S NCI-831 and ADEKA ARKRUZ NCI-930 (manufactured by ADEKA) can also be used. Also, DFI-091 (manufactured by Daito Chemix Co., Ltd.) can be used. Furthermore, it is also possible to use an oxime compound having a fluorine atom. Specific examples of such oxime compounds include compounds described in JP 2010-262028 A, compounds 24, 36 to 40 described in paragraph 0345 of JP-A-2014-500852, and JP 2013-2013 A. The compound (C-3) etc. which are described in paragraph 0101 of 164471 gazette are mentioned.
Examples of the most preferable oxime compound include oxime compounds having a specific substituent shown in JP-A 2007-269779 and oxime compounds having a thioaryl group shown in JP-A 2009-191061.
光重合開始剤としては、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体およびその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、および、3−アリール置換クマリン化合物から選ばれる少なくとも1種が好ましく、トリハロメチルトリアジン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾフェノン化合物およびアセトフェノン化合物から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、トリハロメチルトリアジン化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマーおよびベンゾフェノン化合物から選ばれる少なくとも1種が更に好ましく、メタロセン化合物またはオキシム化合物がより一層好ましく、オキシム化合物が特に好ましい。 As the photopolymerization initiator, from the viewpoint of exposure sensitivity, a trihalomethyltriazine compound, a benzyldimethylketal compound, an α-hydroxyketone compound, an α-aminoketone compound, an acylphosphine compound, a phosphine oxide compound, a metallocene compound, an oxime compound, a triaryl. At least selected from imidazole dimers, onium salt compounds, benzothiazole compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and their derivatives, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and their salts, halomethyloxadiazole compounds, and 3-aryl-substituted coumarin compounds. One kind is preferable, and from trihalomethyltriazine compounds, α-hydroxyketone compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, onium salt compounds, benzophenone compounds and acetophenone compounds. At least one selected from the above is more preferable, and at least one selected from trihalomethyltriazine compounds, α-hydroxyketone compounds, α-aminoketone compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers and benzophenone compounds is further preferable, and metallocene compounds or oxime compounds are preferred. Is more preferable, and an oxime compound is particularly preferable.
また、光重合開始剤は、ベンゾフェノン、N,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)等のN,N’−テトラアルキル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパノン−1等の芳香族ケトン、アルキルアントラキノン等の芳香環と縮環したキノン類、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体などを用いることもできる。また、下記式(I)で表される化合物を用いることもできる。
式中、R55〜R57は、上記式(I)のR52〜R54と同じである。Further, the photopolymerization initiator is N,N′-tetraalkyl-4,4′-diaminobenzophenone, 2-benzyl-, such as benzophenone, N,N′-tetramethyl-4,4′-diaminobenzophenone (Michler's ketone) or the like. Aromatic ketones such as 2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propanone-1, alkylanthraquinones, etc. It is also possible to use quinones condensed with an aromatic ring, benzoin ether compounds such as benzoin alkyl ether, benzoin compounds such as benzoin and alkylbenzoin, and benzyl derivatives such as benzyl dimethyl ketal. Moreover, the compound represented by the following formula (I) can also be used.
In the formula, R 55 to R 57 are the same as R 52 to R 54 of the above formula (I).
また、光重合開始剤は、国際公開WO2015/125469号の段落0048〜0055に記載の化合物を用いることもできる。 In addition, as the photopolymerization initiator, the compounds described in paragraphs 0048 to 0055 of International Publication WO2015/125469 can also be used.
光重合開始剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し0.1〜30質量%が好ましく、より好ましくは0.1〜20質量%であり、さらに好ましくは0.1〜10質量%である。光重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。光重合開始剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 The content of the photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, and further preferably 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resin composition. %. The photopolymerization initiator may contain only one type, or may contain two or more types. When two or more photopolymerization initiators are contained, the total amount is preferably within the above range.
<<重合禁止剤>>
本発明における樹脂組成物は、重合禁止剤を含むことが好ましい。重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、p−tert−ブチルカテコール、p−ベンゾキノン、ジフェニル−p−ベンゾキノン、4,4′−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、フェノチアジン、N−ニトロソジフェニルアミン、N−フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2−シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、5−ニトロソ−8−ヒドロキシキノリン、1−ニトロソ−2−ナフトール、2−ニトロソ−1−ナフトール、2−ニトロソ−5−(N−エチル−N−スルフォプロピルアミノ)フェノール、N−ニトロソ−N−(1−ナフチル)ヒドロキシアミンアンモニウム塩、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−tert−ブチル)フェニルメタンなどが好適に用いられる。また、特開2015−127817号公報の段落0060に記載の重合禁止剤、および、国際公開WO2015/125469号の段落0031〜0046に記載の化合物を用いることもできる。<< polymerization inhibitor >>
The resin composition in the present invention preferably contains a polymerization inhibitor. Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, p-tert-butylcatechol, p-benzoquinone, diphenyl-p-benzoquinone, 4,4′-thiobis. (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitroso-N-phenylhydroxyamine aluminum salt, phenothiazine, N-nitrosodiphenylamine, N -Phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso -2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 2-nitroso-5-(N-ethyl-N-sulfopropylamino)phenol, N-nitroso-N-(1-naphthyl)hydroxyamine ammonium salt, bis (4-Hydroxy-3,5-tert-butyl)phenylmethane and the like are preferably used. Further, the polymerization inhibitor described in paragraph 0060 of JP-A-2015-127817 and the compounds described in paragraphs 0031 to 0046 of International Publication WO2015/125469 can also be used.
樹脂組成物が重合禁止剤を有する場合、重合禁止剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0.01〜5質量%が好ましい。重合禁止剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。重合禁止剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition has a polymerization inhibitor, the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 5 mass% with respect to the total solid content of the resin composition. Only one type of polymerization inhibitor may be used, or two or more types may be used. When two or more polymerization inhibitors are used, the total amount is preferably within the above range.
<<光塩基発生剤>>
本発明における樹脂組成物は、光塩基発生剤を含んでいてもよい。光塩基発生剤とは、露光により塩基を発生するものであり、常温常圧の通常の条件下では活性を示さないが、外部刺激として電磁波の照射と加熱が行なわれると、塩基(塩基性物質)を発生するものであれば特に限定されるものではない。<< Photobase generator >>
The resin composition in the present invention may contain a photobase generator. The photo-base generator is a substance that generates a base upon exposure to light, and does not show activity under normal conditions at room temperature and pressure, but when irradiated with electromagnetic waves and heated as an external stimulus, a base (basic substance ) Is not particularly limited as long as it causes
光塩基発生剤の含有量は、所望のパターンを形成できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な含有量とすることができる。光塩基発生剤の含有量は、樹脂組成物100質量部に対して、0.01質量部以上30質量部未満の範囲内であることが好ましく、0.05質量部〜25質量部の範囲内であることがより好ましく、0.1質量部〜20質量部の範囲内であることがさらに好ましい。 The content of the photobase generator is not particularly limited as long as it can form a desired pattern, and can be a general content. The content of the photobase generator is preferably in the range of 0.01 parts by mass or more and less than 30 parts by mass, and in the range of 0.05 parts by mass to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin composition. Is more preferable, and the range of 0.1 to 20 parts by mass is further preferable.
本発明においては、光塩基発生剤として公知の化合物を用いることができる。例えば、M.Shirai, and M.Tsunooka, Prog.Polym.Sci.,21,1(1996);角岡正弘,高分子加工,46,2(1997);C.Kutal,Coord.Chem.Rev.,211,353(2001);Y.Kaneko,A.Sarker, and D.Neckers,Chem.Mater.,11,170(1999);H.Tachi,M.Shirai, and M.Tsunooka,J.Photopolym.Sci.Technol.,13,153(2000);M.Winkle, and K.Graziano,J.Photopolym.Sci.Technol.,3,419(1990);M.Tsunooka,H.Tachi, and S.Yoshitaka,J.Photopolym.Sci.Technol.,9,13(1996);K.Suyama,H.Araki,M.Shirai,J.Photopolym.Sci.Technol.,19,81(2006)に記載されているように、遷移金属化合物錯体や、アンモニウム塩などの構造を有するものや、アミジン部分がカルボン酸と塩を形成することで潜在化されたもののように、塩基成分が塩を形成することにより中和されたイオン性の化合物や、カルバメート誘導体、オキシムエステル誘導体、アシル化合物などのウレタン結合やオキシム結合などにより塩基成分が潜在化された非イオン性の化合物を挙げることができる。また、WPBG−266(和光純薬工業(株)製)を用いることも好ましい。 In the present invention, a known compound can be used as the photobase generator. For example, M. Shirai, and M.M. Tsunooka, Prog. Polym. Sci. , 21, 1 (1996); Masahiro Kadooka, Polymer Processing, 46, 2 (1997); Kutal, Coord. Chem. Rev. , 211, 353 (2001); Kaneko, A.; Sarker, and D.M. Neckers, Chem. Mater. H., 11, 170 (1999); Tachi, M.; Shirai, and M.M. Tsunooka, J.; Photopolym. Sci. Technol. , 13, 153 (2000); Winkle, and K.K. Graziano, J.; Photopolym. Sci. Technol. , 3, 419 (1990); Tsunooka, H.; Tachi, and S.M. Yoshitaka, J.; Photopolym. Sci. Technol. K., 9, 13 (1996); Suyama, H.; Araki, M.; Shirai, J.; Photopolym. Sci. Technol. , 19, 81 (2006), a compound having a structure such as a transition metal compound complex and an ammonium salt, and a compound hidden by forming a salt with a carboxylic acid at an amidine moiety. , An ionic compound neutralized by forming a salt with the base component, or a nonionic compound such as a carbamate derivative, an oxime ester derivative, or an acyl compound in which the base component is hidden by a urethane bond or an oxime bond. Can be mentioned. It is also preferable to use WPBG-266 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
光塩基発生剤から発生する塩基性物質は特に限定されないが、アミノ基を有する化合物、特にモノアミンや、ジアミンなどのポリアミン、また、アミジンなどが挙げられる。
発生する塩基性物質は、より塩基性度の高いアミノ基を有する化合物が好ましい。ポリイミド前駆体のイミド化における脱水縮合反応等に対する触媒作用が強く、より少量の添加で、より低い温度での脱水縮合反応等における触媒効果の発現が可能となるからである。つまりは、発生した塩基性物質の触媒効果が大きい為、樹脂組成物としての見た目の感度が向上する。上記触媒効果の観点からアミジン、脂肪族アミンであることが好ましい。The basic substance generated from the photobase generator is not particularly limited, and examples thereof include compounds having an amino group, particularly monoamines, polyamines such as diamines, and amidines.
The generated basic substance is preferably a compound having an amino group with higher basicity. This is because it has a strong catalytic action on the dehydration condensation reaction or the like in the imidization of the polyimide precursor, and the addition of a smaller amount enables the manifestation of the catalytic effect in the dehydration condensation reaction or the like at a lower temperature. That is, since the generated basic substance has a large catalytic effect, the apparent sensitivity of the resin composition is improved. From the viewpoint of the above-mentioned catalytic effect, amidine and aliphatic amine are preferable.
光塩基発生剤は、構造中に塩を含まない光塩基発生剤であることが好ましい。光塩基発生剤において発生する塩基部分の窒素原子上に電荷がないことが好ましい。光塩基発生剤は、発生する塩基が共有結合を用いて潜在化されていることが好ましく、塩基の発生機構が、発生する塩基部分の窒素原子と隣接する原子との間の共有結合が切断されて塩基が発生する化合物であることがより好ましい。構造中に塩を含まない光塩基発生剤であると、光塩基発生剤を中性にすることができるため、溶剤溶解性が良好であり、ポットライフが向上する。このような理由から、本発明で用いられる光塩基発生剤から発生するアミンは、1級アミンまたは2級アミンが好ましい。 The photobase generator is preferably a photobase generator containing no salt in its structure. It is preferred that there is no charge on the nitrogen atom of the base moiety generated in the photobase generator. In the photobase generator, the generated base is preferably hidden by using a covalent bond, and the mechanism of generation of the base is such that the covalent bond between the nitrogen atom and the adjacent atom of the generated base moiety is cleaved. It is more preferable that the compound generate a base. When the photobase generator does not contain a salt in the structure, the photobase generator can be neutralized, so that the solvent solubility is good and the pot life is improved. For these reasons, the amine generated from the photobase generator used in the present invention is preferably a primary amine or a secondary amine.
また、上記のような理由から、光塩基発生剤は、前述のように発生する塩基が共有結合を用いて潜在化されていることが好ましい。また、発生する塩基がアミド結合、カルバメート結合、オキシム結合を用いて潜在化されていることがより好ましい。 Further, for the reasons described above, it is preferable that the photobase generator has a latent base generated as described above using a covalent bond. Further, it is more preferable that the generated base is hidden using an amide bond, a carbamate bond or an oxime bond.
光塩基発生剤としては、特開2009−80452号公報および国際公開WO2009/123122号に記載された桂皮酸アミド構造を有する光塩基発生剤、特開2006−189591号公報および特開2008−247747号公報に記載されたカルバメート構造を有する光塩基発生剤、特開2007−249013号公報および特開2008−003581号公報に記載されたオキシム構造、カルバモイルオキシム構造を有する光塩基発生剤を用いることもできる。 Examples of the photobase generator include photobase generators having a cinnamic acid amide structure described in JP 2009-80452 A and WO 2009/123122 A, JP 2006-189591 A and JP 2008-247747 A. It is also possible to use the photobase generator having a carbamate structure described in the publication, and the photobase generator having an oxime structure and a carbamoyloxime structure described in JP2007-249013A and JP2008-003581A. ..
その他、光塩基発生剤としては、特開2012−93746号公報の段落番号0185〜0188、0199〜0200および0202に記載の化合物、特開2013−194205号公報の段落番号0022〜0069に記載の化合物、特開2013−204019号公報の段落番号0026〜0074に記載の化合物、並びにWO2010/064631号公報の段落番号0052に記載の化合物が挙げられる。 In addition, as the photobase generator, compounds described in paragraphs Nos. 0185 to 0188, 0199 to 0200 and 0202 of JP2012-93746A, compounds described in paragraphs 0022 to 0069 of JP2013-194205A are disclosed. , JP-A-2013-204019, paragraphs 0026 to 0074, and WO 2010/064631, paragraphs 0052.
<<熱塩基発生剤>>
本発明における樹脂組成物は、熱塩基発生剤を含んでいてもよい。熱塩基発生剤としては、40℃以上に加熱すると塩基を発生する酸性化合物(A1)、および、pKa1が0〜4のアニオンとアンモニウムカチオンとを有するアンモニウム塩(A2)から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。ここで、pKa1とは、多価の酸の第一のプロトンの解離定数(Ka)の対数表示(−Log10Ka)を示す。
上記酸性化合物(A1)および上記アンモニウム塩(A2)は、加熱すると塩基を発生するので、これらの化合物から発生した塩基により、ポリイミド前駆体などの環化反応を促進でき、ポリイミド前駆体などの環化を低温で行うことができる。また、これらの化合物は、塩基により環化して硬化するポリイミド前駆体などと共存させても、加熱しなければポリイミド前駆体などの環化が殆ど進行しないので、保存安定性に優れた樹脂組成物を調製することができる。
なお、本明細書において、酸性化合物とは、化合物を容器に1g採取し、イオン交換水とテトラヒドロフランとの混合液(質量比は水/テトラヒドロフラン=1/4)を50mL加えて、室温で1時間攪拌し、得られた溶液をpHメーターを用いて、20℃にて測定したpH値が7未満である化合物を意味する。<< thermal base generator >>
The resin composition in the present invention may contain a thermal base generator. The thermal base generator includes at least one selected from an acidic compound (A1) that generates a base when heated to 40° C. or higher, and an ammonium salt (A2) having an anion having a pKa1 of 0 to 4 and an ammonium cation. It is preferable. Here, the pKa1, shows logarithmic representation of the dissociation constant of the first proton polyvalent acid (Ka) of (-Log 10 Ka).
Since the acidic compound (A1) and the ammonium salt (A2) generate a base when heated, the base generated from these compounds can accelerate the cyclization reaction of the polyimide precursor or the like, and the ring of the polyimide precursor or the like can be promoted. Can be carried out at low temperature. Further, these compounds, even when coexisting with a polyimide precursor or the like that is cyclized and cured by a base, since the cyclization of the polyimide precursor or the like hardly progresses without heating, a resin composition having excellent storage stability. Can be prepared.
In the present specification, the acidic compound means that 1 g of the compound is collected in a container, 50 mL of a mixed liquid of ion-exchanged water and tetrahydrofuran (mass ratio is water/tetrahydrofuran=1/4) is added, and the mixture is allowed to stand at room temperature for 1 hour. By stirring, the resulting solution means a compound having a pH value of less than 7 measured at 20° C. using a pH meter.
酸性化合物(A1)およびアンモニウム塩(A2)の塩基発生温度は、40℃以上が好ましく、120〜200℃がより好ましい。塩基発生温度の上限は、190℃以下がより好ましく、180℃以下がさらに好ましく、165℃以下が一層好ましい。塩基発生温度の下限は、130℃以上がさらに好ましく、135℃以上が一層好ましい。
酸性化合物(A1)およびアンモニウム塩(A2)の塩基発生温度が120℃以上であれば、保存中に塩基が発生しにくいので、安定性に優れた樹脂組成物を調製することができる。酸性化合物(A1)およびアンモニウム塩(A2)の塩基発生温度が200℃以下であれば、ポリイミド前駆体などの環化温度を低くすることができる。塩基発生温度は、例えば、示差走査熱量測定を用い、化合物を耐圧カプセル中5℃/分で250℃まで加熱し、最も温度が低い発熱ピークのピーク温度を読み取り、ピーク温度を塩基発生温度として測定することができる。The base generation temperature of the acidic compound (A1) and the ammonium salt (A2) is preferably 40°C or higher, more preferably 120 to 200°C. The upper limit of the base generation temperature is more preferably 190°C or lower, further preferably 180°C or lower, and further preferably 165°C or lower. The lower limit of the base generation temperature is more preferably 130°C or higher, and even more preferably 135°C or higher.
When the base generation temperature of the acidic compound (A1) and the ammonium salt (A2) is 120° C. or higher, a base is less likely to be generated during storage, so that a resin composition having excellent stability can be prepared. If the base generation temperature of the acidic compound (A1) and the ammonium salt (A2) is 200° C. or lower, the cyclization temperature of the polyimide precursor or the like can be lowered. For the base generation temperature, for example, using differential scanning calorimetry, the compound is heated in a pressure-resistant capsule at 5° C./min to 250° C., the peak temperature of the lowest exothermic peak is read, and the peak temperature is measured as the base generation temperature. can do.
熱塩基発生剤により発生する塩基は、2級アミンまたは3級アミンが好ましく、3級アミンがより好ましい。3級アミンは、塩基性が高いので、ポリイミド前駆体などの環化温度をより低くすることができる。また、熱塩基発生剤により発生する塩基の沸点は、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、140℃以上であることが最も好ましい。また、発生する塩基の分子量は、80〜2000が好ましい。下限は100以上がより好ましい。上限は500以下がより好ましい。なお、分子量の値は、構造式から求めた理論値である。 The base generated by the thermal base generator is preferably a secondary amine or a tertiary amine, more preferably a tertiary amine. Since the tertiary amine has high basicity, the cyclization temperature of the polyimide precursor or the like can be further lowered. The boiling point of the base generated by the thermal base generator is preferably 80° C. or higher, more preferably 100° C. or higher, and most preferably 140° C. or higher. The molecular weight of the generated base is preferably 80 to 2000. The lower limit is more preferably 100 or more. The upper limit is more preferably 500 or less. The molecular weight value is a theoretical value obtained from the structural formula.
上記酸性化合物(A1)は、アンモニウム塩および後述する式(A1)で表される化合物から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。 The acidic compound (A1) preferably contains at least one selected from ammonium salts and compounds represented by the formula (A1) described later.
上記アンモニウム塩(A2)は、酸性化合物であることが好ましい。なお、上記アンモニウム塩(A2)は、40℃以上(好ましくは120〜200℃)に加熱すると塩基を発生する酸性化合物を含む化合物であってもよいし、40℃以上(好ましくは120〜200℃)に加熱すると塩基を発生する酸性化合物以外の化合物であってもよい。 The ammonium salt (A2) is preferably an acidic compound. The ammonium salt (A2) may be a compound containing an acidic compound that generates a base when heated to 40°C or higher (preferably 120 to 200°C), or 40°C or higher (preferably 120 to 200°C). ) It may be a compound other than an acidic compound that generates a base when heated to.
本発明において、アンモニウム塩とは、下記式(101)、または式(102)で表されるアンモニウムカチオンと、アニオンとの塩を意味する。アニオンは、アンモニウムカチオンのいずれかの一部と共有結合を介して結合していてもよく、アンモニウムカチオンの分子外に有ってもよいが、アンモニウムカチオンの分子外に有ることが好ましい。なお、アニオンが、アンモニウムカチオンの分子外に有るとは、アンモニウムカチオンとアニオンが共有結合を介して結合していない場合をいう。以下、カチオン部の分子外のアニオンを対アニオンともいう。
本発明において、アンモニウム塩は、pKa1が0〜4のアニオンとアンモニウムカチオンとを有することが好ましい。アニオンのpKa1の上限は、3.5以下がより好ましく、3.2以下がさらに好ましい。下限は、0.5以上がより好ましく、1.0以上がさらに好ましい。アニオンのpKa1が上記範囲であれば、ポリイミド前駆体などを低温で環化でき、さらには、樹脂組成物の安定性を向上できる。pKa1が4以下であれば、熱塩基発生剤の安定性が良好で、加熱なしに塩基が発生することを抑制でき、樹脂組成物の安定性が良好である。pKa1が0以上であれば、発生した塩基が中和されにくく、ポリイミド前駆体などの環化効率が良好である。
アニオンの種類は、カルボン酸アニオン、フェノールアニオン、リン酸アニオンおよび硫酸アニオンから選ばれる1種が好ましく、塩の安定性と熱分解性を両立させられるという理由からカルボン酸アニオンがより好ましい。すなわち、アンモニウム塩は、アンモニウムカチオンとカルボン酸アニオンとの塩がより好ましい。
カルボン酸アニオンは、2個以上のカルボキシル基を持つ2価以上のカルボン酸のアニオンが好ましく、2価のカルボン酸のアニオンがより好ましい。この態様によれば、樹脂組成物の安定性、硬化性および現像性をより向上できる熱塩基発生剤とすることができる。特に、2価のカルボン酸のアニオンを用いることで、樹脂組成物の安定性、硬化性および現像性をさらに向上できる。
本発明において、カルボン酸アニオンは、pKa1が4以下のカルボン酸のアニオンであることが好ましい。pKa1は、3.5以下がより好ましく、3.2以下がさらに好ましい。この態様によれば、樹脂組成物の安定性をより向上できる。
ここでpKa1とは、酸の第一解離定数の逆数の対数を表し、Determination of Organic Structures by Physical Methods(著者:Brown, H. C., McDaniel, D. H., Hafliger, O., Nachod, F. C.; 編纂:Braude, E. A., Nachod, F. C.; Academic Press, New York, 1955)や、Data for Biochemical Research(著者:Dawson, R.M.C.et al; Oxford, Clarendon Press, 1959)に記載の値を参照することができる。これらの文献に記載の無い化合物については、ACD/pKa(ACD/Labs製)のソフトを用いて構造式より算出した値を用いることとする。In the present invention, the ammonium salt preferably has an anion having a pKa1 of 0 to 4 and an ammonium cation. The upper limit of pKa1 of the anion is more preferably 3.5 or less, still more preferably 3.2 or less. The lower limit is more preferably 0.5 or more, still more preferably 1.0 or more. When the pKa1 of the anion is in the above range, the polyimide precursor or the like can be cyclized at a low temperature, and the stability of the resin composition can be improved. When pKa1 is 4 or less, the stability of the thermal base generator is good, the generation of base without heating can be suppressed, and the stability of the resin composition is good. When pKa1 is 0 or more, the generated base is hardly neutralized, and the cyclization efficiency of the polyimide precursor or the like is good.
The type of anion is preferably one selected from a carboxylate anion, a phenol anion, a phosphate anion, and a sulfate anion, and the carboxylate anion is more preferable because the stability of the salt and the thermal decomposability can both be achieved. That is, the ammonium salt is more preferably a salt of an ammonium cation and a carboxylate anion.
The carboxylic acid anion is preferably an anion of a divalent or higher carboxylic acid having two or more carboxyl groups, and more preferably a divalent carboxylic acid anion. According to this aspect, the thermal base generator can further improve the stability, curability, and developability of the resin composition. In particular, the stability, curability and developability of the resin composition can be further improved by using the anion of divalent carboxylic acid.
In the present invention, the carboxylic acid anion is preferably an anion of a carboxylic acid having a pKa1 of 4 or less. The pKa1 is more preferably 3.5 or less, still more preferably 3.2 or less. According to this aspect, the stability of the resin composition can be further improved.
Here, pKa1 represents the logarithm of the reciprocal of the first dissociation constant of acid, and is referred to as Determination of Organic Structures by Physical Methods (Author: Brown, HC, McDaniel, DH, Hafliger, O., Nachod, FC; Compilation: Braude, EA, Nachod, FC; Academic Press, New York, 1955) and Data for Biochemical Research (author: Dawson, RMC et al; Oxford, Clarendon Press, 1959) can be referred to. For compounds not described in these documents, the value calculated from the structural formula using ACD/pKa (manufactured by ACD/Labs) is used.
本発明において、カルボン酸アニオンは、下記式(X1)で表されることが好ましい。
本発明において電子求引性基とは、ハメットの置換基定数σmが正の値を示すものを意味する。ここでσmは、都野雄甫による総説、有機合成化学協会誌第23巻第8号(1965)P.631−642に詳しく説明されている。なお、本発明の電子求引性基は、上記文献に記載された置換基に限定されるものではない。
σmが正の値を示す置換基の例としては、例えば、CF3基(σm=0.43)、CF3CO基(σm=0.63)、HC≡C基(σm=0.21)、CH2=CH基(σm=0.06)、Ac基(σm=0.38)、MeOCO基(σm=0.37)、MeCOCH=CH基(σm=0.21)、PhCO基(σm=0.34)、H2NCOCH2基(σm=0.06)などが挙げられる。なお、Meはメチル基を表し、Acはアセチル基を表し、Phはフェニル基を表す。In the present invention, the electron-withdrawing group means that the Hammett's substituent constant σm shows a positive value. Here, σm is a review by Yuho Tono, Journal of Organic Synthetic Chemistry, Vol. 23, No. 8 (1965) P. 631-642. The electron withdrawing group of the present invention is not limited to the substituents described in the above documents.
Examples of the substituent in which σm exhibits a positive value include, for example, CF 3 group (σm=0.43), CF 3 CO group (σm=0.63), and HC≡C group (σm=0.21). , CH 2 =CH group (σm=0.06), Ac group (σm=0.38), MeOCO group (σm=0.37), MeCOCH=CH group (σm=0.21), PhCO group (σm = 0.34), H 2 NCOCH 2 group (σm=0.06), and the like. In addition, Me represents a methyl group, Ac represents an acetyl group, and Ph represents a phenyl group.
本発明において、EWGは、下記式(EWG−1)〜(EWG−6)で表される基であることが好ましい。
本発明において、カルボン酸アニオンは、下記式(X)で表されるものも好ましい。
カルボン酸アニオンの具体例としては、マレイン酸アニオン、フタル酸アニオン、N−フェニルイミノ二酢酸アニオンおよびシュウ酸アニオンが挙げられる。これらを好ましく用いることができる。 Specific examples of the carboxylate anion include maleate anion, phthalate anion, N-phenyliminodiacetic acid anion and oxalate anion. These can be preferably used.
アンモニウムカチオンは、下記一般式(Y1−1)〜(Y1−6)のいずれかで表されることが好ましい。
上記一般式において、R101は、n価の有機基を表し、
R102〜R111は、それぞれ独立に、水素原子、または、炭化水素基を表し、
R150およびR151は、それぞれ独立に、炭化水素基を表し、
R104とR105、R104とR150、R107とR108、および、R109とR110は、互いに結合して環を形成していてもよく、
Ar101およびAr102は、それぞれ独立に、アリール基を表し、
nは、1以上の整数を表し、
mは、0〜5の整数を表す。In the above general formula, R 101 represents an n-valent organic group,
R 102 to R 111 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group,
R 150 and R 151 each independently represent a hydrocarbon group,
R 104 and R 105 , R 104 and R 150 , R 107 and R 108 , and R 109 and R 110 may be bonded to each other to form a ring,
Ar 101 and Ar 102 each independently represent an aryl group,
n represents an integer of 1 or more,
m represents an integer of 0 to 5.
R104とR105、R104とR150、R107とR108、および、R109とR110は、互いに結合して環を形成していてもよい。環としては、脂肪族環(非芳香性の炭化水素環)、芳香環、複素環などが挙げられる。環は単環であってもよく、多環であってもよい。上記の基が結合して環を形成する場合の連結基としては、−CO−、−O−、−NH−、2価の脂肪族基、2価のアリール基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基が挙げられる。形成される環の具体例としては、例えば、ピロリジン環、ピロール環、ピペリジン環、ピリジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラジン環、モルホリン環、チアジン環、インドール環、イソインドール環、ベンゾイミダゾール環、プリン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、シンノリン環、カルバゾール環などが挙げられる。R 104 and R 105 , R 104 and R 150 , R 107 and R 108 , and R 109 and R 110 may be bonded to each other to form a ring. Examples of the ring include an aliphatic ring (non-aromatic hydrocarbon ring), an aromatic ring and a heterocycle. The ring may be monocyclic or polycyclic. The linking group when the above groups are bonded to each other to form a ring is selected from the group consisting of —CO—, —O—, —NH—, a divalent aliphatic group, a divalent aryl group and a combination thereof. The divalent linking group selected may be mentioned. Specific examples of the ring formed include, for example, pyrrolidine ring, pyrrole ring, piperidine ring, pyridine ring, imidazole ring, pyrazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazine ring, morpholine ring, thiazine ring, indole ring, isoindole. Ring, benzimidazole ring, purine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, cinnoline ring, carbazole ring and the like.
本発明において、アンモニウムカチオンは、式(Y1−1)または式(Y1−2)で表される構造が好ましく、式(Y1−1)または式(Y1−2)で表され、R101がアリール基である構造がより好ましく、式(Y1−1)で表され、R101がアリール基である構造が特に好ましい。すなわち、本発明において、アンモニウムカチオンは、下記式(Y)で表されることがより好ましい。
R11およびR12は、それぞれ独立に、水素原子または炭化水素基を表す。炭化水素基としては、特に限定はないが、アルキル基、アルケニル基またはアリール基が好ましい。
R11およびR12は、水素原子が好ましい。R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. The hydrocarbon group is not particularly limited, but an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group is preferable.
R 11 and R 12 are preferably hydrogen atoms.
R13〜R15は、水素原子または炭化水素基を表す。
炭化水素基としては、上述したR11、R12で説明した炭化水素基が挙げられる。R13〜R15は、特にアルキル基が好ましく、好ましい態様もR11、R12で説明したものと同じである。R 13 to R 15 represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group.
Examples of the hydrocarbon group include the hydrocarbon groups described for R 11 and R 12 above. R 13 to R 15 are particularly preferably an alkyl group, and the preferred embodiments are also the same as those described for R 11 and R 12 .
R14とR15は、互いに結合して環を形成していてもよい。環としては、環状脂肪族(非芳香性の炭化水素環)、芳香環、複素環などが挙げられる。環は単環であってもよく、多環であってもよい。R14とR15が結合して環を形成する場合の連結基としては、−CO−、−O−、−NH−、2価の脂肪族基、2価の芳香族基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基が挙げられる。形成される環の具体例としては、例えば、ピロリジン環、ピロール環、ピペリジン環、ピリジン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラジン環、モルホリン環、チアジン環、インドール環、イソインドール環、ベンゾイミダゾール環、プリン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、シンノリン環、カルバゾール環などが挙げられる。R 14 and R 15 may combine with each other to form a ring. Examples of the ring include a cycloaliphatic (non-aromatic hydrocarbon ring), an aromatic ring and a heterocycle. The ring may be monocyclic or polycyclic. The linking group when R 14 and R 15 are combined to form a ring includes —CO—, —O—, —NH—, a divalent aliphatic group, a divalent aromatic group and a combination thereof. A divalent linking group selected from the group consisting of Specific examples of the ring formed include, for example, pyrrolidine ring, pyrrole ring, piperidine ring, pyridine ring, imidazole ring, pyrazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazine ring, morpholine ring, thiazine ring, indole ring, isoindole. Ring, benzimidazole ring, purine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, cinnoline ring, carbazole ring and the like.
R13〜R15は、R14とR15が互いに結合して環を形成しているか、あるいは、R13が、炭素数5〜30(より好ましくは炭素数6〜18)の直鎖アルキル基であり、R14およびR15が、それぞれ独立に炭素数1〜3(より好ましくは炭素数1または2)のアルキル基であることが好ましい。この態様によれば、沸点の高いアミン種を発生しやすくすることができる。
また、発生するアミン種の塩基性や沸点の観点から、R13とR14とR15の炭素原子の総数が7〜30であることが好ましく、10〜20であることがより好ましい。
また、沸点の高いアミン種を発生しやすいという理由から、式(Y)における「−NR13R14R15」の化学式量は、80〜2000が好ましく、100〜500がより好ましい。R 13 to R 15 is either R 14 and R 15 are bonded to each other to form a ring, or, R 13 is a linear alkyl group having 5 to 30 carbon atoms (more preferably 6 to 18 carbon atoms) It is preferable that R 14 and R 15 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms (more preferably 1 or 2 carbon atoms). According to this aspect, it is possible to easily generate the amine species having a high boiling point.
From the viewpoint of the basicity and boiling point of the generated amine species, the total number of carbon atoms of R 13 , R 14 and R 15 is preferably 7-30, more preferably 10-20.
In addition, the amount of the chemical formula of “—NR 13 R 14 R 15 ” in the formula (Y) is preferably 80 to 2000, and more preferably 100 to 500, because the amine species having a high boiling point is easily generated.
また、銅などの金属層との密着性をより向上させるための実施形態として、式(Y)において、R13およびR14がメチル基またはエチル基であり、R15が炭素数5以上の直鎖、分岐または環状のアルキル基であるか、アリール基である形態が挙げられる。R13およびR14がメチル基であり、R15が炭素数5〜20の直鎖アルキル基、炭素数6〜17の分岐アルキル基、炭素数6〜10の環状アルキル基またはフェニル基であることが好ましく、R13およびR14がメチル基であり、R15が炭素数5〜10の直鎖アルキル基、炭素数6〜10の分岐アルキル基、炭素数6〜8の環状アルキル基またはフェニル基であることがより好ましい。このようにアミン種の疎水性を低くすることで、銅などの金属層上にアミンが付着した場合であっても、金属層とポリイミドなどとの親和性を高めることができる。Further, as an embodiment for further improving the adhesion to a metal layer such as copper, in the formula (Y), R 13 and R 14 are a methyl group or an ethyl group, and R 15 is a direct group having 5 or more carbon atoms. Examples thereof include a form of a chain, branched or cyclic alkyl group or an aryl group. R 13 and R 14 are methyl groups, and R 15 is a linear alkyl group having 5 to 20 carbon atoms, a branched alkyl group having 6 to 17 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 6 to 10 carbon atoms, or a phenyl group. Are preferred, R 13 and R 14 are methyl groups, and R 15 is a linear alkyl group having 5 to 10 carbon atoms, a branched alkyl group having 6 to 10 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 6 to 8 carbon atoms, or a phenyl group. Is more preferable. By reducing the hydrophobicity of the amine species in this way, the affinity between the metal layer and the polyimide or the like can be increased even when the amine is attached to the metal layer such as copper.
本発明において、酸性化合物は、下記式(A1)で表される化合物であることも好ましい。この化合物は、室温では酸性であるが、加熱により、カルボキシル基が脱炭酸または、脱水環化して失われることで、それまで中和され不活性化していたアミン部位が活性となることにより、塩基性となる。以下、式(A1)について説明する。 In the present invention, the acidic compound is also preferably a compound represented by the following formula (A1). This compound is acidic at room temperature, but when heated, the carboxyl group is decarboxylated or is lost by cyclodehydration, and the amine site that had been neutralized and inactivated until then becomes active. It becomes sex. The formula (A1) will be described below.
式(A1)
式(A1)中、A1はp価の有機基を表す。有機基としては、脂肪族基、芳香族基などが挙げられ、芳香族基が好ましい。A1を芳香族基とすることにより、より低温で、沸点の高い塩基を発生しやすくできる。発生する塩基の沸点を高くすることにより、ポリイミド前駆体などの硬化時の加熱による揮発または分解を抑制し、ポリイミド前駆体などの環化をより効果的に進行させることができる。
1価の脂肪族基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基等が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜10がさらに好ましい。アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい。アルキル基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、tert−ブチル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、アダマンチル基等が挙げられる。
アルケニル基の炭素数は、2〜30が好ましく、2〜20がより好ましく、2〜10がさらに好ましい。アルケニル基は直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい。アルケニル基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。アルケニル基としては、ビニル基、(メタ)アリル基等が挙げられる。
2価以上の脂肪族基としては、上記の1価の脂肪族基から水素原子を1個以上除いた基が挙げられる。
芳香族基は、単環であってもよく、多環であってもよい。芳香族基は、ヘテロ原子を含む芳香族複素環基であってもよい。芳香族基は、置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。無置換が好ましい。芳香族基の具体例としては、ベンゼン環基、ナフタレン環基、ペンタレン環基、インデン環基、アズレン環基、ヘプタレン環基、インダセン環基、ペリレン環基、ペンタセン環基、アセナフテン環基、フェナントレン環基、アントラセン環基、ナフタセン環基、クリセン環基、トリフェニレン環基、フルオレン環基、ビフェニル環基、ピロール環基、フラン環基、チオフェン環基、イミダゾール環基、オキサゾール環基、チアゾール環基、ピリジン環基、ピラジン環基、ピリミジン環基、ピリダジン環基、インドリジン環基、インドール環基、ベンゾフラン環基、ベンゾチオフェン環基、イソベンゾフラン環基、キノリジン環基、キノリン環基、フタラジン環基、ナフチリジン環基、キノキサリン環基、キノキサゾリン環基、イソキノリン環基、カルバゾール環基、フェナントリジン環基、アクリジン環基、フェナントロリン環基、チアントレン環基、クロメン環基、キサンテン環基、フェノキサチイン環基、フェノチアジン環基、および、フェナジン環基が挙げられ、ベンゼン環基が最も好ましい。
芳香族基は、複数の芳香環が、単結合または後述する連結基を介して連結していてもよい。連結基としては、例えば、アルキレン基が好ましい。アルキレン基は、直鎖、分岐のいずれも好ましい。複数の芳香環が単結合または連結基を介して連結した基の具体例としては、ビフェニル基、ジフェニルメタン基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルイソプロパン基、トリフェニルメタン基、テトラフェニルメタン基などが挙げられる。In formula (A1), A 1 represents a p-valent organic group. Examples of the organic group include an aliphatic group and an aromatic group, and the aromatic group is preferable. By using A 1 as an aromatic group, a base having a high boiling point can be easily generated at a lower temperature. By increasing the boiling point of the generated base, volatilization or decomposition of the polyimide precursor or the like due to heating during curing can be suppressed, and cyclization of the polyimide precursor or the like can be more effectively promoted.
Examples of the monovalent aliphatic group include an alkyl group and an alkenyl group.
1-30 are preferable, as for carbon number of an alkyl group, 1-20 are more preferable, and 1-10 are more preferable. The alkyl group may be linear, branched or cyclic. The alkyl group may have a substituent or may be unsubstituted. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a tert-butyl group, a dodecyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and an adamantyl group.
2-30 are preferable, as for carbon number of an alkenyl group, 2-20 are more preferable, and 2-10 are more preferable. The alkenyl group may be linear, branched or cyclic. The alkenyl group may have a substituent or may be unsubstituted. Examples of the alkenyl group include a vinyl group and a (meth)allyl group.
Examples of the divalent or higher valent aliphatic group include groups obtained by removing one or more hydrogen atoms from the above monovalent aliphatic group.
The aromatic group may be monocyclic or polycyclic. The aromatic group may be an aromatic heterocyclic group containing a hetero atom. The aromatic group may have a substituent or may be unsubstituted. Substitution is preferred. Specific examples of the aromatic group include a benzene ring group, a naphthalene ring group, a pentalene ring group, an indene ring group, an azulene ring group, a heptalene ring group, an indacene ring group, a perylene ring group, a pentacene ring group, an acenaphthene ring group and a phenanthrene ring group. Ring group, anthracene ring group, naphthacene ring group, chrysene ring group, triphenylene ring group, fluorene ring group, biphenyl ring group, pyrrole ring group, furan ring group, thiophene ring group, imidazole ring group, oxazole ring group, thiazole ring group , Pyridine ring group, pyrazine ring group, pyrimidine ring group, pyridazine ring group, indolizine ring group, indole ring group, benzofuran ring group, benzothiophene ring group, isobenzofuran ring group, quinolidine ring group, quinoline ring group, phthalazine ring group Group, naphthyridine ring group, quinoxaline ring group, quinoxazoline ring group, isoquinoline ring group, carbazole ring group, phenanthridine ring group, acridine ring group, phenanthroline ring group, thianthrene ring group, chromene ring group, xanthene ring group, phenoxati Examples thereof include an in ring group, a phenothiazine ring group, and a phenazine ring group, and a benzene ring group is most preferable.
In the aromatic group, a plurality of aromatic rings may be linked via a single bond or a linking group described below. As the linking group, for example, an alkylene group is preferable. The alkylene group is preferably linear or branched. Specific examples of the group in which a plurality of aromatic rings are linked through a single bond or a linking group include a biphenyl group, a diphenylmethane group, a diphenylpropane group, a diphenylisopropane group, a triphenylmethane group, and a tetraphenylmethane group. ..
A1が表す有機基が有していてもよい置換基の例としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基およびtert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基およびp−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メトキシカルボニル基及びブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基およびベンゾイルオキシ基等のアシルオキシ基;アセチル基、ベンゾイル基、イソブチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基およびメトキサリル基等のアシル基;メチルスルファニル基およびtert−ブチルスルファニル基等のアルキルスルファニル基;フェニルスルファニル基およびp−トリルスルファニル基等のアリールスルファニル基;メチル基、エチル基、tert−ブチル基およびドデシル基等のアルキル基;フッ化アルキル基等のハロゲン化アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびアダマンチル基等のシクロアルキル基;フェニル基、p−トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチル基、アンスリル基およびフェナントリル基等のアリール基;水酸基;カルボキシル基;ホルミル基;スルホ基;シアノ基;アルキルアミノカルボニル基;アリールアミノカルボニル基;スルホンアミド基;シリル基;アミノ基;モノアルキルアミノ基;ジアルキルアミノ基;アリールアミノ基;ジアリールアミノ基;チオキシ基;またはこれらの組み合わせが挙げられる。Examples of the substituent which the organic group represented by A 1 may have include, for example, a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom; a methoxy group, an ethoxy group, a tert-butoxy group and the like. Alkoxy group; aryloxy group such as phenoxy group and p-tolyloxy group; alkoxycarbonyl group such as methoxycarbonyl group and butoxycarbonyl group; aryloxycarbonyl group such as phenoxycarbonyl group; acetoxy group, propionyloxy group and benzoyloxy group Acyloxy group; Acyl group such as acetyl group, benzoyl group, isobutyryl group, acryloyl group, methacryloyl group and methoxaryl group; alkylsulfanyl group such as methylsulfanyl group and tert-butylsulfanyl group; phenylsulfanyl group and p-tolylsulfanyl group Arylsulfanyl group such as; alkyl group such as methyl group, ethyl group, tert-butyl group and dodecyl group; halogenated alkyl group such as fluoroalkyl group; cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group and cyclo group such as adamantyl group Alkyl group; aryl group such as phenyl group, p-tolyl group, xylyl group, cumenyl group, naphthyl group, anthryl group and phenanthryl group; hydroxyl group; carboxyl group; formyl group; sulfo group; cyano group; alkylaminocarbonyl group; aryl Aminocarbonyl group; sulfonamide group; silyl group; amino group; monoalkylamino group; dialkylamino group; arylamino group; diarylamino group; thioxy group; or a combination thereof.
L1は(m+1)価の連結基を表す。連結基としては特に限定されず、―COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S―、−SO―、―SO2−、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜10の直鎖または分岐アルキレン基)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3〜10のシクロアルキレン基)、アルケニレン基(好ましくは炭素数210の直鎖または分岐アルケニレン基)、またはこれらの複数が連結した連結基などを挙げることができる。連結基の総炭素数は、3以下が好ましい。連結基は、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基が好ましく、直鎖または分岐アルキレン基がより好ましく、直鎖アルキレン基がさらに好ましく、エチレン基またはメチレン基が特に好ましく、メチレン基が最も好ましい。L 1 represents a (m+1)-valent linking group. The linking group is not particularly limited, and includes —COO—, —OCO—, —CO—, —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, an alkylene group (preferably a group having 1 to 10 carbon atoms). A chain or branched alkylene group), a cycloalkylene group (preferably a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms), an alkenylene group (preferably a straight chain or branched alkenylene group having 210 carbon atoms), or a linking group in which a plurality thereof are linked. And so on. The total number of carbon atoms in the linking group is preferably 3 or less. The linking group is preferably an alkylene group, a cycloalkylene group or an alkenylene group, more preferably a linear or branched alkylene group, further preferably a linear alkylene group, particularly preferably an ethylene group or a methylene group, most preferably a methylene group.
R1は1価の有機基を表す。1価の有機基としては、脂肪族基、芳香族基などが挙げられる。脂肪族基、芳香族基については、上述したA1で説明したものが挙げられる。R1が表す1価の有機基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述したものが挙げられる。
R1は、カルボキシル基を有する基であることが好ましい。すなわち、R1は、下記式で表される基が好ましい。
−L2−(COOH)n
式中、L2は(n+1)価の連結基を表し、nは1以上の整数を表す。
L2が表す連結基は、上述したL1で説明した基が挙げられ、好ましい範囲も同様であり、エチレン基またはメチレン基が特に好ましく、メチレン基が最も好ましい。
nは1以上の整数を表し、1または2が好ましく、1がより好ましい。nの上限は、L2が表す連結基が取り得る置換基の最大数である。nが1であれば、200℃以下の加熱により、沸点の高い3級アミンを発生しやすい。更には、樹脂組成物の安定性を向上できる。R 1 represents a monovalent organic group. Examples of the monovalent organic group include an aliphatic group and an aromatic group. Examples of the aliphatic group and the aromatic group include those described in A 1 above. The monovalent organic group represented by R 1 may have a substituent. Examples of the substituent include those mentioned above.
R 1 is preferably a group having a carboxyl group. That is, R 1 is preferably a group represented by the following formula.
-L 2 - (COOH) n
In the formula, L 2 represents a (n+1)-valent linking group, and n represents an integer of 1 or more.
Examples of the linking group represented by L 2 include the groups described for L 1 described above, the preferred ranges are also the same, an ethylene group or a methylene group is particularly preferred, and a methylene group is most preferred.
n represents an integer of 1 or more, preferably 1 or 2, and more preferably 1. The upper limit of n is the maximum number of substituents that the linking group represented by L 2 can have. When n is 1, heating at 200° C. or lower tends to generate a tertiary amine having a high boiling point. Furthermore, the stability of the resin composition can be improved.
mは1以上の整数を表し、1または2が好ましく、1がより好ましい。mの上限は、L1が表す連結基が取り得る置換基の最大数である。mが1であれば、200℃以下の加熱により、沸点の高い3級アミンを発生しやすい。さらには、樹脂組成物の安定性を向上できる。
pは、1以上の整数を表し、1または2が好ましく、1がより好ましい。pの上限は、A1が表す有機基が取り得る置換基の最大数である。pが1であれば、200℃以下の加熱により、沸点の高い3級アミンを発生しやすい。m represents an integer of 1 or more, preferably 1 or 2, and more preferably 1. The upper limit of m is the maximum number of substituents that the linking group represented by L 1 can have. If m is 1, heating at 200° C. or lower tends to generate a tertiary amine having a high boiling point. Furthermore, the stability of the resin composition can be improved.
p represents an integer of 1 or more, preferably 1 or 2, and more preferably 1. The upper limit of p is the maximum number of substituents that the organic group represented by A 1 can take. When p is 1, heating at 200° C. or lower tends to generate a tertiary amine having a high boiling point.
本発明において、式(A1)で表される化合物は、下記式(1a)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(1a)のA1、L1、L2、m、nおよびpは、一般式(A1)で説明した範囲と同義であり、好ましい範囲も同様である。In the present invention, the compound represented by the formula (A1) is preferably a compound represented by the following formula (1a).
A 1 , L 1 , L 2 , m, n and p in the general formula (1a) have the same meanings as the ranges described in the general formula (A1), and the preferred ranges are also the same.
本発明において、式(A1)で表される化合物は、N−アリールイミノ二酢酸であることが好ましい。N−アリールイミノ二酢酸は、一般式(A1)におけるA1が芳香族基であり、L1およびL2がメチレン基であり、mが1であり、nが1であり、pが1である化合物である。N−アリールイミノ二酢酸は、120〜200℃にて、沸点の高い3級アミンを発生しやすい。In the present invention, the compound represented by formula (A1) is preferably N-aryliminodiacetic acid. In N-aryliminodiacetic acid, A 1 in the general formula (A1) is an aromatic group, L 1 and L 2 are methylene groups, m is 1, n is 1, and p is 1 It is a compound. N-aryliminodiacetic acid tends to generate a tertiary amine having a high boiling point at 120 to 200°C.
以下に、熱塩基発生剤の具体例を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。これらは、それぞれ単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。以下の式中におけるMeは、メチル基を表す。以下に示す化合物のうち、(A−1)〜(A−11)、(A−18)、(A−19)が、上記式(A1)で表される化合物である。以下に示す化合物のうち、(A−1)〜(A−11)、(A−18)〜(A−26)がより好ましく、(A−1)〜(A−9)、(A−18)〜(A−21)、(A−23)、(A−24)がさらに好ましい。 Hereinafter, specific examples of the thermal base generator will be described, but the present invention is not limited thereto. These may be used alone or in admixture of two or more. Me in the following formulas represents a methyl group. Among the compounds shown below, (A-1) to (A-11), (A-18) and (A-19) are compounds represented by the above formula (A1). Among the compounds shown below, (A-1) to (A-11) and (A-18) to (A-26) are more preferable, and (A-1) to (A-9) and (A-18). )-(A-21), (A-23), and (A-24) are more preferable.
本発明で用いる熱塩基発生剤としては、特願2015−034388号明細書の段落番号0015〜0055に記載の化合物も好ましく用いられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 As the thermal base generator used in the present invention, compounds described in Japanese Patent Application No. 2015-034388, paragraphs 0015 to 0055 are also preferably used, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
熱塩基発生剤を用いる場合、樹脂組成物における熱塩基発生剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.1〜50質量%が好ましい。下限は、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましい。上限は、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。
熱塩基発生剤は、1種または2種以上を用いることができる。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。When the thermal base generator is used, the content of the thermal base generator in the resin composition is preferably 0.1 to 50 mass% with respect to the total solid content of the resin composition. The lower limit is more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more. The upper limit is more preferably 30% by mass or less, further preferably 20% by mass or less.
The thermal base generator can use 1 type(s) or 2 or more types. When two or more kinds are used, the total amount is preferably within the above range.
<<熱ラジカル重合開始剤>>
本発明における樹脂組成物は、熱ラジカル重合開始剤を含んでいてもよい。熱ラジカル重合開始剤としては、公知の熱ラジカル重合開始剤を用いることができる。熱ラジカル重合開始剤は、熱のエネルギーによってラジカルを発生し、重合性化合物などの重合反応を開始または促進させる化合物である。熱ラジカル重合開始剤を添加することによって、ポリイミド前駆体などの環化反応を進行させる際に、重合性化合物などの重合反応を進行させることができる。また、ポリイミド前駆体がラジカル重合性基を含む場合は、ポリイミド前駆体の環化と共に、ポリイミド前駆体の重合反応を進行させることもできるので、より高耐熱化が達成できることとなる。
熱ラジカル重合開始剤としては、芳香族ケトン類、オニウム塩化合物、過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、アゾ系化合物等が挙げられる。中でも、過酸化物またはアゾ系化合物がより好ましく、過酸化物が特に好ましい。
本発明で用いる熱ラジカル重合開始剤は、10時間半減期温度が90〜130℃であることが好ましく、100〜120℃であることがより好ましい。
具体的には、特開2008−63554号公報の段落番号0074〜0118に記載されている化合物が挙げられる。
市販品では、パーブチルZおよびパークミルD(日油(株)製)を好適に用いることができる。<< thermal radical polymerization initiator >>
The resin composition in the present invention may contain a thermal radical polymerization initiator. As the thermal radical polymerization initiator, a known thermal radical polymerization initiator can be used. The thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals by the energy of heat and initiates or accelerates a polymerization reaction such as a polymerizable compound. By adding the thermal radical polymerization initiator, the polymerization reaction of the polymerizable compound or the like can be promoted when the cyclization reaction of the polyimide precursor or the like is promoted. Further, when the polyimide precursor contains a radically polymerizable group, the polymerization reaction of the polyimide precursor can be progressed together with the cyclization of the polyimide precursor, so that higher heat resistance can be achieved.
As the thermal radical polymerization initiator, aromatic ketones, onium salt compounds, peroxides, thio compounds, hexaarylbiimidazole compounds, ketoxime ester compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, active ester compounds, carbon halogens. Examples thereof include compounds having a bond and azo compounds. Among them, peroxides or azo compounds are more preferable, and peroxides are particularly preferable.
The thermal radical polymerization initiator used in the present invention preferably has a 10-hour half-life temperature of 90 to 130°C, more preferably 100 to 120°C.
Specific examples thereof include the compounds described in paragraph Nos. 0074 to 0118 of JP 2008-63554 A.
Among commercially available products, Perbutyl Z and Perkmill D (manufactured by NOF CORPORATION) can be preferably used.
樹脂組成物が熱ラジカル重合開始剤を含有する場合、熱ラジカル重合開始剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し0.1〜50質量%が好ましく、0.1〜30質量%がより好ましく、0.1〜20質量%が特に好ましい。また、重合性化合物100質量部に対し、熱ラジカル重合開始剤を0.1〜50質量部含むことが好ましく、0.5〜30質量部含むことがより好ましい。この態様によれば、より耐熱性に優れた硬化膜を形成しやすい。熱ラジカル重合開始剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。熱ラジカル重合開始剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition contains a thermal radical polymerization initiator, the content of the thermal radical polymerization initiator is preferably 0.1 to 50% by mass, and 0.1 to 30% by mass based on the total solid content of the resin composition. Is more preferable, and 0.1 to 20 mass% is particularly preferable. Further, the thermal radical polymerization initiator is preferably contained in an amount of 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 0.5 to 30 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polymerizable compound. According to this aspect, it is easy to form a cured film having more excellent heat resistance. Only one type of thermal radical polymerization initiator may be used, or two or more types may be used. When two or more thermal radical polymerization initiators are used, the total is preferably within the above range.
<<防錆剤>>
本発明における樹脂組成物には、防錆剤を含有することが好ましい。樹脂組成物が防錆剤を含むことにより、金属層(金属配線)由来の金属イオンが樹脂組成物層内へ移動することを効果的に抑制できる。防錆剤としては、特開2013−15701号公報の段落0094に記載の防錆剤、特開2009−283711号公報の段落0073〜0076に記載の化合物、特開2011−59656号公報の段落0052に記載の化合物、特開2012−194520号公報の段落0114、0116および0118に記載の化合物などを使用することができる。具体的には、複素環(ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、2H−ピラン環および6H−ピラン環、トリアジン環)を有する化合物、チオ尿素類およびメルカプト基を有する化合物、ヒンダードフェノール系化合物、サリチル酸誘導体系化合物、ヒドラジド誘導体系化合物が挙げられる。なかでも、トリアゾール、ベンゾトリアゾール等のトリアゾール系化合物、テトラゾール、ベンゾテトラゾール等のテトラゾール系化合物が好ましく、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−ベンゾトリアゾール、5−メチル−1H−ベンゾトリアゾール、1H−テトラゾール、5−メチル−1H−テトラゾール、5−フェニル−1H−テトラゾールがより好ましく、1H−テトラゾールが最も好ましい。市販品としては、KEMITEC BT−C(ケミプロ化成(株)製、1,2,3−ベンゾトリアゾール)、1HT(東洋紡(株)製、1H−テトラゾール)、P5T(東洋紡(株)製、5−フェニル−1H−テトラゾール)などが挙げられる。また、KEMINOX 179(ケミプロ化成(株)製)を用いることも好ましい。<< Anticorrosion >>
The resin composition of the present invention preferably contains a rust preventive agent. When the resin composition contains the rust preventive agent, it is possible to effectively prevent the metal ions derived from the metal layer (metal wiring) from moving into the resin composition layer. As the rust preventive agent, the rust preventive agent described in paragraph 0094 of JP2013-15701A, the compound described in paragraphs 0073 to 0076 of JP2009-283711A, and the paragraph 0052 of JP2011-59656A can be used. And the compounds described in paragraphs 0114, 0116, and 0118 of JP 2012-194520 A and the like can be used. Specifically, heterocycles (pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine Ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, 2H-pyran ring and 6H-pyran ring, triazine ring), compounds having thioureas and mercapto groups, hindered phenol compounds, salicylic acid derivative compounds, hydrazide Examples include derivative compounds. Of these, triazole compounds such as triazole and benzotriazole, and tetrazole compounds such as tetrazole and benzotetrazole are preferable, and 1,2,4-triazole, 1,2,3-benzotriazole and 5-methyl-1H-benzotriazole are preferable. 1H-tetrazole, 5-methyl-1H-tetrazole and 5-phenyl-1H-tetrazole are more preferable, and 1H-tetrazole is the most preferable. As commercially available products, KEMITEC BT-C (1,2,3-benzotriazole, manufactured by Chemipro Kasei Co., Ltd.), 1HT (1H-tetrazole, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), P5T (manufactured by Toyobo Co., Ltd., 5- (Phenyl-1H-tetrazole) and the like. It is also preferable to use KEMINOX 179 (produced by Chemipro Kasei Co., Ltd.).
樹脂組成物が防錆剤を含有する場合、防錆剤の含有量は樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましい。防錆剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。2種以上用いる場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition contains a rust preventive, the content of the rust preventive is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. Only one kind of rust preventive agent may be used, or two or more kinds thereof may be used. When two or more kinds are used, it is preferable that the total is within the above range.
<<シランカップリング剤>
本発明における樹脂組成物は、電極や配線などに用いられる金属材料との接着性を向上させるためシランカップリング剤を含んでいることが好ましい。シランカップリング剤の例としては、特開2014−191002号公報の段落0062〜0073に記載の化合物、国際公開WO2011/080992A1号の段落0063〜0071に記載の化合物、特開2014−191252号公報の段落0060〜0061に記載の化合物、特開2014−41264号公報の段落0045〜0052に記載の化合物、国際公開WO2014/097594号の段落0055に記載の化合物が挙げられる。また、特開2011−128358号公報の段落0050〜0058に記載のように異なる2種以上のシランカップリング剤を用いることも好ましい。また、シランカップリング剤は、2−((3−(トリエトキシシリル)プロピル)カルバモイル)安息香酸、トリエトキシシリルプロピルマレインアミド酸、下記化合物を用いることも好ましい。以下の式中、Etはエチル基を表す。市販品としては、KBM−602(信越化学工業(株)製、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン)などを用いることもできる。
The resin composition in the present invention preferably contains a silane coupling agent in order to improve the adhesiveness with a metal material used for electrodes and wiring. Examples of the silane coupling agent include the compounds described in paragraphs 0062 to 0073 of JP2014-191002A, the compounds described in paragraphs 0063 to 0071 of WO2011/080992A1, and JP2012-191252A. Examples include the compounds described in paragraphs 0060 to 0061, the compounds described in paragraphs 0045 to 0052 of JP-A-2014-41264, and the compounds described in paragraph 0055 of International Publication WO2014/097594. It is also preferable to use two or more different silane coupling agents as described in paragraphs 0050 to 0058 of JP2011-128358A. Further, as the silane coupling agent, it is also preferable to use 2-((3-(triethoxysilyl)propyl)carbamoyl)benzoic acid, triethoxysilylpropylmaleamic acid, or the following compounds. In the following formula, Et represents an ethyl group. As a commercially available product, KBM-602 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane) or the like can also be used.
シランカップリング剤の含有量は、樹脂100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、0.5〜15質量部であることがより好ましい。シランカップリング剤の含有量を0.1質量部以上とすることで得られる膜の金属層との接着性が良好となり、シランカップリング剤の含有量を30質量部以下とすることで得られる膜の耐熱性、機械特性が良好となる。シランカップリング剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。2種以上用いる場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 The content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 30 parts by mass, and more preferably 0.5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. When the content of the silane coupling agent is 0.1 part by mass or more, the adhesion of the film obtained to the metal layer is good, and the content of the silane coupling agent is 30 parts by mass or less. The heat resistance and mechanical properties of the film are improved. The silane coupling agent may be only one kind or two or more kinds. When two or more kinds are used, it is preferable that the total is within the above range.
<<溶剤>>
本発明において、樹脂組成物を塗布によって層状にする場合、樹脂組成物に溶剤を配合することが好ましい。溶剤としては、公知の溶剤を任意に使用できる。例えば、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、スルホキシド類などの化合物が挙げられる。
エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例えば、アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3−アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば3−アルキルオキシプロピオン酸メチル、3−アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル等))、2−アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、2−アルキルオキシプロピオン酸メチル、2−アルキルオキシプロピオン酸エチル、2−アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル))、2−アルキルオキシ−2−メチルプロピオン酸メチルおよび2−アルキルオキシ−2−メチルプロピオン酸エチル(例えば、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2−オキソブタン酸メチル、2−オキソブタン酸エチル等が好適に挙げられる。
エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等が好適に挙げられる。
ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、N−メチル−2−ピロリドン等が好適に挙げられる。
芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、リモネン等が好適に挙げられる。
スルホキシド類としてジメチルスルホキシド等が好適に挙げられる。<<solvent>>
In the present invention, when the resin composition is layered by coating, it is preferable to add a solvent to the resin composition. Any known solvent may be used as the solvent. Examples thereof include compounds such as esters, ethers, ketones, aromatic hydrocarbons, and sulfoxides.
Examples of the esters include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone. , Δ-valerolactone, alkyl alkyloxyacetate (eg, methyl alkyloxyacetate, ethyl alkyloxyacetate, butyl alkyloxyacetate (eg, methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc. )), 3-alkyloxypropionic acid alkyl esters (eg, methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (eg, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxy) Methyl propionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.)), 2-alkyloxypropionate alkyl esters (eg, methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate, etc.) (For example, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), 2-alkyloxy-2-methylpropionic acid Methyl and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (for example, methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), methyl pyruvate, ethyl pyruvate, pyruvate Suitable examples include propyl, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate and the like.
Examples of ethers include diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol. Preference is given to monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate and the like.
Preferable examples of the ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, N-methyl-2-pyrrolidone and the like.
Preferable examples of the aromatic hydrocarbons include toluene, xylene, anisole, limonene and the like.
Preferable examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide.
溶剤は、塗布面性状の改良などの観点から、2種以上を混合する形態も好ましい。なかでも、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される2種以上で構成される混合溶液が好ましい。ジメチルスルホキシドとγ−ブチロラクトンとの併用が特に好ましい。 From the viewpoint of improving the properties of the coated surface, the solvent is preferably a mixture of two or more kinds. Among them, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, γ-butyrolactone A mixed solution composed of two or more selected from dimethyl sulfoxide, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate is preferable. The combined use of dimethyl sulfoxide and γ-butyrolactone is particularly preferred.
樹脂組成物が溶剤を有する場合、溶剤の含有量は、塗布性の観点から、樹脂組成物の全固形分濃度が5〜80質量%になる量とすることが好ましく、5〜70質量%がさらに好ましく、10〜60質量%が特に好ましい。溶剤含有量は、所望の厚さと塗布方法によって調節すればよい。例えば塗布方法がスピンコートやスリットコートであれば上記範囲の固形分濃度となる溶剤の含有量が好ましい。スプレーコートであれば0.1質量%〜50質量%になる量とすることが好ましく、1.0質量%〜25質量%とすることが好ましい。塗布方法によって溶剤量を調節することで、所望の厚さの樹脂組成物層を均一に形成することができる。
溶剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。溶剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
また、N−メチル−2−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およびN,N−ジメチルホルムアミドの含有量は、膜強度の観点から、樹脂組成物の全質量に対して5質量%未満が好ましく、1質量%未満がより好ましく、0.5質量%未満がさらに好ましく、0.1質量%未満が一層好ましい。When the resin composition has a solvent, the content of the solvent is preferably 5 to 80% by mass, and 5 to 70% by mass, from the viewpoint of coatability. More preferably, 10-60 mass% is especially preferable. The solvent content may be adjusted according to the desired thickness and coating method. For example, when the coating method is spin coating or slit coating, the content of the solvent having the solid content concentration in the above range is preferable. In the case of spray coating, the amount is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, and more preferably 1.0% by mass to 25% by mass. By adjusting the amount of solvent according to the coating method, a resin composition layer having a desired thickness can be uniformly formed.
Only one type of solvent may be used, or two or more types may be used. When two or more kinds of solvents are used, it is preferable that the total thereof is within the above range.
Further, the content of N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide and N,N-dimethylformamide is based on the total mass of the resin composition from the viewpoint of film strength. Is less than 5% by mass, more preferably less than 1% by mass, even more preferably less than 0.5% by mass, still more preferably less than 0.1% by mass.
<<増感色素>>
本発明における樹脂組成物は、増感色素を含んでいてもよい。増感色素は、特定の活性放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感色素は、熱塩基発生剤、光塩基発生剤、熱ラジカル重合開始剤、光重合開始剤などと接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより、熱塩基発生剤、光塩基発生剤、熱ラジカル重合開始剤、光重合開始剤は化学変化を起こして分解し、ラジカル、酸或いは塩基を生成する。増感色素の詳細については、特開2016−027357号公報の段落0161〜0163の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。樹脂組成物が増感色素を含む場合、増感色素の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、0.01〜20質量%が好ましく、0.1〜15質量%がより好ましく、0.5〜10質量%がさらに好ましい。増感色素は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。<<sensitizing dye>>
The resin composition in the present invention may contain a sensitizing dye. The sensitizing dye absorbs specific actinic radiation to be in an electronically excited state. The sensitizing dye in the electronically excited state comes into contact with a thermal base generator, a photobase generator, a thermal radical polymerization initiator, a photopolymerization initiator, etc., and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation. As a result, the thermal base generator, photobase generator, thermal radical polymerization initiator, and photopolymerization initiator undergo a chemical change and are decomposed to generate radicals, acids, or bases. For details of the sensitizing dye, the description in paragraphs 0161 to 0163 of JP-A-2016-027357 can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification. When the resin composition contains a sensitizing dye, the content of the sensitizing dye is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 15% by mass, based on the total solid content of the resin composition. 0.5 to 10 mass% is more preferable. The sensitizing dyes may be used alone or in combination of two or more.
<<連鎖移動剤>>
本発明における樹脂組成物は、連鎖移動剤を含有してもよい。連鎖移動剤は、例えば高分子辞典第三版(高分子学会編、2005年)683−684頁に定義されている。連鎖移動剤としては、例えば、分子内にSH、PH、SiH、GeHを有する化合物群が用いられる。これらは、低活性のラジカル種に水素供与して、ラジカルを生成するか、もしくは、酸化された後、脱プロトンすることによりラジカルを生成し得る。特に、チオール化合物(例えば、2−メルカプトベンズイミダゾール類、2−メルカプトベンズチアゾール類、2−メルカプトベンズオキサゾール類、3−メルカプトトリアゾール類、5−メルカプトテトラゾール類等)を好ましく用いることができる。樹脂組成物が連鎖移動剤を含有する場合、連鎖移動剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、好ましくは0.01〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部、さらに好ましくは1〜5質量部である。連鎖移動剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。連鎖移動剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。<< chain transfer agent >>
The resin composition in the present invention may contain a chain transfer agent. The chain transfer agent is defined, for example, on pages 683 to 684 of the High Polymer Dictionary Third Edition (edited by The Society of Polymer Science, 2005). As the chain transfer agent, for example, a compound group having SH, PH, SiH, and GeH in the molecule is used. These can donate hydrogen to a radical species having low activity to generate a radical, or can generate a radical by being deprotonated after being oxidized. In particular, thiol compounds (for example, 2-mercaptobenzimidazoles, 2-mercaptobenzthiazoles, 2-mercaptobenzoxazoles, 3-mercaptotriazoles, 5-mercaptotetrazole, etc.) can be preferably used. When the resin composition contains a chain transfer agent, the content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the resin composition. Parts, more preferably 1 to 5 parts by mass. The chain transfer agent may be only one type or two or more types. When two or more chain transfer agents are used, the total is preferably within the above range.
<<界面活性剤>>
本発明における樹脂組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。また、下記界面活性剤も好ましい。
Various surfactants may be added to the resin composition of the present invention from the viewpoint of further improving coatability. As the surfactant, various surfactants such as a fluorine-based surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone-based surfactant can be used. The following surfactants are also preferable.
樹脂組成物が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0.001〜2.0質量%が好ましく、より好ましくは0.005〜1.0質量%である。界面活性剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。界面活性剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition contains a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.005 to 2.0% by mass based on the total solid content of the resin composition. It is 1.0 mass %. The surfactant may be only one kind or two or more kinds. When two or more kinds of surfactants are contained, the total amount is preferably within the above range.
<<高級脂肪酸誘導体>>
本発明における樹脂組成物には、酸素に起因する重合阻害を防止するために、ベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体を添加して、塗布後の乾燥の過程で組成物の表面に偏在させてもよい。樹脂組成物が高級脂肪酸誘導体を有する場合、高級脂肪酸誘導体の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0.1〜10質量%が好ましい。高級脂肪酸誘導体は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。高級脂肪酸誘導体が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。<<Higher fatty acid derivative>>
In order to prevent polymerization inhibition due to oxygen, a higher fatty acid derivative such as behenic acid or behenic acid amide is added to the resin composition of the present invention, and the surface of the composition is dried in the course of drying after coating. It may be unevenly distributed. When the resin composition has a higher fatty acid derivative, the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10 mass% with respect to the total solid content of the resin composition. Only one kind of higher fatty acid derivative may be used, or two or more kinds thereof may be used. When two or more higher fatty acid derivatives are used, the total is preferably within the above range.
<<その他の添加剤>>
本発明における樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、各種添加物、例えば、無機粒子、硬化剤、硬化触媒、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの添加剤を配合する場合、その合計配合量は樹脂組成物の固形分の3質量%以下とすることが好ましい。<<Other additives>>
The resin composition in the present invention, as long as the effects of the present invention are not impaired, if necessary, various additives, for example, inorganic particles, curing agents, curing catalysts, fillers, antioxidants, ultraviolet absorbers, agglomerates. An inhibitor or the like can be added. When these additives are blended, the total blending amount is preferably 3% by mass or less of the solid content of the resin composition.
<<<その他の含有物質についての制限>>>
本発明における樹脂組成物の水分含有量は、塗布面性状の観点から、5質量%未満が好ましく、1質量%未満がさらに好ましく、0.6質量%未満が特に好ましい。<<<Restrictions on other contained substances>>>
The water content of the resin composition in the present invention is preferably less than 5% by mass, more preferably less than 1% by mass, and particularly preferably less than 0.6% by mass from the viewpoint of the properties of the coated surface.
本発明における樹脂組成物の金属含有量は、絶縁性の観点から、5質量ppm(parts per million)未満が好ましく、1質量ppm未満がさらに好ましく、0.5質量ppm未満が特に好ましい。金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、クロム、ニッケルなどが挙げられる。金属を複数含む場合は、これらの金属の合計が上記範囲であることが好ましい。
また、樹脂組成物に意図せずに含まれる金属不純物を低減する方法としては、樹脂組成物を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、樹脂組成物を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をポリテトラフロロエチレン等でライニングしてコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。The metal content of the resin composition in the present invention is preferably less than 5 mass ppm (parts per million), more preferably less than 1 mass ppm, particularly preferably less than 0.5 mass ppm, from the viewpoint of insulation properties. Examples of the metal include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, chromium and nickel. When a plurality of metals are contained, the total of these metals is preferably within the above range.
Further, as a method for reducing the metal impurities unintentionally included in the resin composition, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the resin composition, and a filter for the raw material constituting the resin composition is selected. Examples thereof include a method of performing filtration, a method of lining the inside of the apparatus with polytetrafluoroethylene or the like, and performing distillation under conditions in which contamination is suppressed as much as possible.
本発明における樹脂組成物は、ハロゲン原子の含有量が、配線腐食性の観点から、500質量ppm未満が好ましく、300質量ppm未満がより好ましく、200質量ppm未満が特に好ましい。中でも、ハロゲンイオンの状態で存在するものは、5質量ppm未満が好ましく、1質量ppm未満がさらに好ましく、0.5質量ppm未満が特に好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子および臭素原子が挙げられる。塩素原子および臭素原子、あるいは塩化物イオンおよび臭化物イオンの合計がそれぞれ上記範囲であることが好ましい。 The content of halogen atoms in the resin composition of the present invention is preferably less than 500 mass ppm, more preferably less than 300 mass ppm, and particularly preferably less than 200 mass ppm, from the viewpoint of wiring corrosion. Among them, those existing in the state of halogen ions are preferably less than 5 mass ppm, more preferably less than 1 mass ppm, particularly preferably less than 0.5 mass ppm. Examples of the halogen atom include chlorine atom and bromine atom. It is preferable that the total of chlorine atom and bromine atom, or the total of chloride ion and bromide ion be within the above ranges.
<樹脂組成物の調製>
樹脂組成物は、上記各成分を混合して調製することができる。混合方法は特に限定はなく、従来公知の方法で行うことができる。
また、樹脂組成物中のゴミや微粒子等の異物を除去する目的で、フィルターを用いたろ過を行うことが好ましい。フィルター孔径は、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.1μm以下がさらに好ましい。フィルターの材質は、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンまたはナイロンが好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルターろ過工程では、複数種のフィルターを直列または並列に接続して用いてもよい。複数種のフィルターを使用する場合は、孔径および/または材質が異なるフィルターを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回ろ過してもよい。複数回ろ過する場合は、循環ろ過であっても良い。また、加圧してろ過を行ってもよい。加圧してろ過を行う場合、加圧する圧力は0.05MPa以上0.3MPa以下が好ましい。
フィルターを用いたろ過の他、吸着材を用いた不純物の除去処理を行っても良い。フィルターろ過と吸着材を用いた不純物除去処理とを組み合わせても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができる。例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材が挙げられる。<Preparation of resin composition>
The resin composition can be prepared by mixing the above components. The mixing method is not particularly limited and may be a conventionally known method.
Moreover, it is preferable to perform filtration using a filter for the purpose of removing foreign matters such as dust and fine particles in the resin composition. The pore size of the filter is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, still more preferably 0.1 μm or less. The material of the filter is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon. The filter may be washed with an organic solvent in advance. In the filter filtration step, plural kinds of filters may be connected in series or in parallel and used. When using a plurality of types of filters, filters having different pore sizes and/or materials may be used in combination. Also, various materials may be filtered multiple times. When filtration is performed a plurality of times, circulation filtration may be used. Moreover, you may pressurize and may perform filtration. When performing filtration by pressurizing, the pressurizing pressure is preferably 0.05 MPa or more and 0.3 MPa or less.
In addition to filtration using a filter, removal processing of impurities using an adsorbent may be performed. Filter filtration and impurity removal treatment using an adsorbent may be combined. As the adsorbent, a known adsorbent can be used. Examples thereof include inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon.
<積層体の製造方法>
次に、本発明の積層体の製造方法について説明する。本発明の積層体の製造方法は、上述した本発明のパターン形成方法を含む。<Method for manufacturing laminated body>
Next, a method for manufacturing the laminate of the present invention will be described. The method for manufacturing a laminated body of the present invention includes the pattern forming method of the present invention described above.
本発明の積層体の製造方法は、ネガ型感光性樹脂組成物層形成工程、露光工程、現像工程および加熱工程を行って支持体上に樹脂層のパターンを形成した後、金属層形成工程と、ネガ型感光性樹脂組成物層形成工程、露光工程、現像工程および加熱工程をこの順で行うパターン形成工程とを、交互に2〜7回行うことが好ましく、2〜5回行うことがより好ましい。このようにすることで、ネガ型感光性樹脂組成物層から形成される樹脂層と金属層とが交互に複数積層した多層配線構造の積層体を製造することができる。また、このような多層配線構造の積層体においては、厚み差の大きいパターンを形成することが多い。特に、樹脂層の積層数が多くなるに伴い、より厚み差の大きいパターンを形成することが多くなる。また、従来の方法では工程数が大幅に増えて手間を要する傾向がある。また、樹脂層の積層数が多くなるに伴い、支持体などに反りが生じやすく、従来の方法ではパターンの均一性を保つことが難しい傾向にあった。これに対し、本発明によれば、このような多層配線構造の積層体においても、樹脂層(ネガ型感光性樹脂組成物層)に対して効率よくパターンを形成できる。このため、このような積層体の製造において本発明のパターン形成方法を用いることで、本発明の効果がより顕著に発揮されやすい。 The method for producing a laminate of the present invention comprises a negative photosensitive resin composition layer forming step, an exposing step, a developing step and a heating step to form a resin layer pattern on a support, and then a metal layer forming step. The negative photosensitive resin composition layer forming step, the exposure step, the developing step and the pattern forming step of performing the heating step in this order are preferably alternately performed 2 to 7 times, and more preferably 2 to 5 times. preferable. By doing so, it is possible to manufacture a laminate having a multilayer wiring structure in which a plurality of resin layers and metal layers formed of a negative photosensitive resin composition layer are alternately laminated. In addition, in such a laminated body having a multilayer wiring structure, a pattern having a large thickness difference is often formed. In particular, as the number of laminated resin layers increases, patterns with a greater difference in thickness are often formed. Moreover, the conventional method tends to require a lot of steps because the number of steps is significantly increased. Further, as the number of laminated resin layers increases, the support or the like tends to warp, and it has been difficult to maintain the uniformity of the pattern by the conventional method. On the other hand, according to the present invention, a pattern can be efficiently formed on the resin layer (negative-type photosensitive resin composition layer) even in the laminated body having such a multilayer wiring structure. Therefore, by using the pattern forming method of the present invention in the production of such a laminate, the effects of the present invention can be more easily exhibited.
図3は、多層配線構造の積層体の一例を示した図である。図中の符号500は、積層体を示し、符号201〜204は樹脂層を示し、符号301〜303は金属層を示している。また、図2における符号Aが本発明のパターン形成方法により形成された、同時に形成する厚さの異なるパターンのうち最も薄いパターンの厚さであり、符号Bが、同時に形成する厚さの異なるパターンのうち最も厚いパターンの厚さである。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a laminated body having a multilayer wiring structure. Reference numeral 500 in the drawing indicates a laminated body, reference numerals 201 to 204 indicate resin layers, and reference numerals 301 to 303 indicate metal layers. Further, symbol A in FIG. 2 is the thickness of the thinnest pattern formed simultaneously by the pattern forming method of the present invention and having a different thickness, and symbol B is a pattern formed at the same time and having a different thickness. It is the thickest of the patterns.
図3に示す積層体について説明する。樹脂層201には所望のパターンが形成されている。このパターンはネガ型現像によって形成されている。樹脂層201の表面には金属層301が形成されている。この金属層301は樹脂層201に形成された溝401の表面の一部を覆うように形成されている。
金属層301上には、樹脂層202が形成されている。樹脂層202には所望のパターンが形成されて金属層301の一部が樹脂層202から露出している。このパターンはネガ型現像によって形成されている。樹脂層202の表面には金属層302が形成されている。この金属層302は樹脂層202に形成された溝402の表面の一部を覆うように形成され、樹脂層202から露出した金属層301と電気的に接続している。
金属層302上には、樹脂層203が形成されている。樹脂層203には所望のパターンが形成されて、金属層302の一部が樹脂層203から露出している。このパターンはネガ型現像によって形成されている。樹脂層203の表面には金属層303が形成されている。この金属層303は樹脂層203に形成された溝403の表面の一部を覆うように形成されており、樹脂層203から露出した金属層302と電気的に接続している。
金属層303上には、樹脂層204が形成されている。樹脂層204には所望のパターンが形成されて、金属層303の一部が樹脂層204から露出している。また、図3では金属層302の一部も樹脂層204から露出している。
この積層体は、樹脂層201〜204が絶縁膜として働き、金属層301〜303が配線層として機能する。このような積層体は、電子デバイスにおける再配線層として好ましく用いることができる。The laminated body shown in FIG. 3 will be described. A desired pattern is formed on the resin layer 201. This pattern is formed by negative development. A metal layer 301 is formed on the surface of the resin layer 201. The metal layer 301 is formed so as to cover a part of the surface of the groove 401 formed in the resin layer 201.
A resin layer 202 is formed on the metal layer 301. A desired pattern is formed on the resin layer 202, and a part of the metal layer 301 is exposed from the resin layer 202. This pattern is formed by negative development. A metal layer 302 is formed on the surface of the resin layer 202. The metal layer 302 is formed so as to cover a part of the surface of the groove 402 formed in the resin layer 202, and is electrically connected to the metal layer 301 exposed from the resin layer 202.
A resin layer 203 is formed on the metal layer 302. A desired pattern is formed on the resin layer 203, and a part of the metal layer 302 is exposed from the resin layer 203. This pattern is formed by negative development. A metal layer 303 is formed on the surface of the resin layer 203. The metal layer 303 is formed so as to cover a part of the surface of the groove 403 formed in the resin layer 203, and is electrically connected to the metal layer 302 exposed from the resin layer 203.
A resin layer 204 is formed on the metal layer 303. A desired pattern is formed on the resin layer 204, and a part of the metal layer 303 is exposed from the resin layer 204. Further, in FIG. 3, a part of the metal layer 302 is also exposed from the resin layer 204.
In this laminated body, the resin layers 201 to 204 function as insulating films, and the metal layers 301 to 303 function as wiring layers. Such a laminated body can be preferably used as a rewiring layer in an electronic device.
<電子デバイスの製造方法>
次に、本発明の電子デバイスの製造方法を説明する。本発明の電子デバイスの製造方法は、上述した本発明のパターン形成方法を含む。本発明のパターン形成方法を適用して得られる電子デバイスの一実施形態について図面を用いて説明する。図4に示す電子デバイス100は、いわゆる3次元実装デバイスであり、複数の半導体素子(半導体チップ)101a〜101dが積層した積層体101が、配線基板120上に配置されている。なお、この実施形態では、半導体素子(半導体チップ)の積層数が4層である場合を中心に説明するが、半導体素子(半導体チップ)の積層数は特に限定されるものではなく、例えば、2層、8層、16層、32層等であってもよい。また、1層であってもよい。<Method of manufacturing electronic device>
Next, a method for manufacturing the electronic device of the present invention will be described. The method for manufacturing an electronic device of the present invention includes the pattern forming method of the present invention described above. An embodiment of an electronic device obtained by applying the pattern forming method of the present invention will be described with reference to the drawings. The electronic device 100 shown in FIG. 4 is a so-called three-dimensional mounting device, and a laminated body 101 in which a plurality of semiconductor elements (semiconductor chips) 101 a to 101 d are laminated is arranged on a wiring board 120. In this embodiment, the case where the number of stacked semiconductor elements (semiconductor chips) is four will be mainly described, but the number of stacked semiconductor elements (semiconductor chips) is not particularly limited, and may be, for example, 2 It may be a layer, 8 layers, 16 layers, 32 layers or the like. Moreover, it may be one layer.
複数の半導体素子101a〜101dは、いずれもシリコン基板等の半導体ウエハからなる。
最上段の半導体素子101aは、貫通電極を有さず、その一方の面に電極パッド(図示せず)が形成されている。
半導体素子101b〜101dは、貫通電極102b〜102dを有し、各半導体素子の両面には、貫通電極に一体に設けられた接続パッド(図示せず)が設けられている。Each of the plurality of semiconductor elements 101a to 101d is made of a semiconductor wafer such as a silicon substrate.
The uppermost semiconductor element 101a does not have a through electrode, and an electrode pad (not shown) is formed on one surface thereof.
The semiconductor elements 101b to 101d have through electrodes 102b to 102d, and connection pads (not shown) integrally provided on the through electrodes are provided on both surfaces of each semiconductor element.
積層体101は、貫通電極を有さない半導体素子101aと、貫通電極102b〜102dを有する半導体素子101b〜101dとをフリップチップ接続した構造を有している。
すなわち、貫通電極を有さない半導体素子101aの電極パッドと、これに隣接する貫通電極102bを有する半導体素子101bの半導体素子101a側の接続パッドが、半田バンプ等の金属バンプ103aで接続され、貫通電極102bを有する半導体素子101bの他側の接続パッドが、それに隣接する貫通電極102cを有する半導体素子101cの半導体素子101b側の接続パッドと、半田バンプ等の金属バンプ103bで接続されている。同様に、貫通電極102cを有する半導体素子101cの他側の接続パッドが、それに隣接する貫通電極102dを有する半導体素子101dの半導体素子101c側の接続パッドと、半田バンプ等の金属バンプ103cで接続されている。The laminated body 101 has a structure in which a semiconductor element 101a having no through electrodes and semiconductor elements 101b to 101d having through electrodes 102b to 102d are flip-chip connected.
That is, the electrode pad of the semiconductor element 101a having no through electrode and the connection pad on the semiconductor element 101a side of the semiconductor element 101b having the through electrode 102b adjacent thereto are connected to each other by the metal bump 103a such as a solder bump. The connection pad on the other side of the semiconductor element 101b having the electrode 102b is connected to the connection pad on the semiconductor element 101b side of the semiconductor element 101c having the through electrode 102c adjacent thereto by a metal bump 103b such as a solder bump. Similarly, the connection pad on the other side of the semiconductor element 101c having the through electrode 102c is connected to the connection pad on the semiconductor element 101c side of the semiconductor element 101d having the through electrode 102d adjacent thereto by the metal bump 103c such as a solder bump. ing.
各半導体素子101a〜101dの間隙には、アンダーフィル層110が形成されており、各半導体素子101a〜101dは、アンダーフィル層110を介して積層している。 An underfill layer 110 is formed in the gap between the semiconductor elements 101a to 101d, and the semiconductor elements 101a to 101d are stacked with the underfill layer 110 interposed therebetween.
積層体101は、配線基板120上に積層されている。
配線基板120としては、例えば樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板等の絶縁基板を基材として用いた多層配線基板が使用される。樹脂基板を適用した配線基板120としては、多層銅張積層板(多層プリント配線板)等が挙げられる。The laminated body 101 is laminated on the wiring board 120.
As the wiring board 120, for example, a multilayer wiring board using an insulating substrate such as a resin substrate, a ceramics substrate, or a glass substrate as a base material is used. Examples of the wiring substrate 120 to which the resin substrate is applied include a multilayer copper clad laminate (multilayer printed wiring board).
配線基板120の一方の面には、表面電極120aが設けられている。
配線基板120と積層体101との間には、再配線層105が形成された絶縁層115が配置されており、配線基板120と積層体101とは、再配線層105を介して電気的に接続されている。絶縁層115は、本発明のパターン形成方法を用いて形成してなるものである。絶縁層115は、図3に示すような多層配線構造の積層体であってもよい。
再配線層105の一端は、半田バンプ等の金属バンプ103dを介して、半導体素子101dの再配線層105側の面に形成された電極パッドに接続されている。また、再配線層105の他端は、配線基板の表面電極120aと、半田バンプ等の金属バンプ103eを介して接続している。
そして、絶縁層115と積層体101との間には、アンダーフィル層110aが形成されている。また、絶縁層115と配線基板120との間には、アンダーフィル層110bが形成されている。A surface electrode 120a is provided on one surface of the wiring board 120.
An insulating layer 115 on which a rewiring layer 105 is formed is disposed between the wiring board 120 and the laminated body 101, and the wiring board 120 and the laminated body 101 are electrically connected via the rewiring layer 105. It is connected. The insulating layer 115 is formed by using the pattern forming method of the present invention. The insulating layer 115 may be a laminated body having a multilayer wiring structure as shown in FIG.
One end of the redistribution layer 105 is connected to an electrode pad formed on the surface of the semiconductor element 101d on the redistribution layer 105 side via a metal bump 103d such as a solder bump. The other end of the rewiring layer 105 is connected to the surface electrode 120a of the wiring board via a metal bump 103e such as a solder bump.
An underfill layer 110a is formed between the insulating layer 115 and the stacked body 101. An underfill layer 110b is formed between the insulating layer 115 and the wiring board 120.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」および「部」は質量基準である。NMRは、核磁気共鳴の略称である。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, "%" and "parts" are based on mass unless otherwise specified. NMR is an abbreviation for nuclear magnetic resonance.
(合成例1)
[ピロメリット酸二無水物、4,4’−オキシジアニリンおよびベンジルアルコールからのポリイミド前駆体(P−1:ラジカル重合性基を有さないポリイミド前駆体)の合成]
14.06g(64.5ミリモル)のピロメリット酸二無水物(140℃で12時間乾燥)と、14.22g(131.58ミリモル)のベンジルアルコールとを、50mlのN−メチルピロリドンに懸濁させ、モレキュラーシーブで乾燥させた。懸濁液を100℃で3時間加熱した。加熱を開始してから数分後に透明な溶液が得られた。反応混合物を室温に冷却し、21.43g(270.9ミリモル)のピリジンおよび90mlのN−メチルピロリドンを加えた。次いで、反応混合物を−10℃に冷却し、温度を−10±4℃に保ちながら16.12g(135.5ミリモル)のSOCl2を10分かけて加えた。SOCl2を加えている間、粘度が増加した。50mlのN−メチルピロリドンで希釈した後、反応混合物を室温で2時間撹拌した。次いで、100mlのN−メチルピロリドンに11.08g(58.7ミリモル)の4,4’−オキシジアニリンを溶解させた溶液を、20〜23℃で20分かけて反応混合物に滴下した。次いで、反応混合物を室温で1晩撹拌した。次いで、5リットルの水の中でポリイミド前駆体を沈殿させ、水−ポリイミド前駆体混合物を5000rpmの速度で15分間撹拌した。ポリイミド前駆体を濾取し、再度4リットルの水に投入してさらに30分間撹拌し再び濾過した。次いで、得られたポリイミド前駆体を減圧下で、45℃で3日間乾燥し、下記式で表される繰り返し単位を含むポリイミド前駆体(P−1)を得た。
[Synthesis of polyimide precursor (P-1: polyimide precursor having no radically polymerizable group) from pyromellitic dianhydride, 4,4′-oxydianiline and benzyl alcohol]
14.06 g (64.5 mmol) of pyromellitic dianhydride (dried at 140° C. for 12 hours) and 14.22 g (131.58 mmol) of benzyl alcohol were suspended in 50 ml of N-methylpyrrolidone. And dried over molecular sieves. The suspension was heated at 100° C. for 3 hours. A clear solution was obtained a few minutes after the heating was started. The reaction mixture was cooled to room temperature and 21.43 g (270.9 mmol) pyridine and 90 ml N-methylpyrrolidone were added. The reaction mixture was then cooled to −10° C. and 16.12 g (135.5 mmol) SOCl 2 was added over 10 minutes keeping the temperature at −10±4° C. The viscosity increased during the addition of SOCl 2 . After diluting with 50 ml N-methylpyrrolidone, the reaction mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Then, a solution of 11.08 g (58.7 mmol) of 4,4′-oxydianiline dissolved in 100 ml of N-methylpyrrolidone was added dropwise to the reaction mixture at 20 to 23° C. over 20 minutes. The reaction mixture was then stirred overnight at room temperature. The polyimide precursor was then precipitated in 5 liters of water and the water-polyimide precursor mixture was stirred for 15 minutes at a speed of 5000 rpm. The polyimide precursor was collected by filtration, added again to 4 liters of water, stirred for another 30 minutes, and filtered again. Then, the obtained polyimide precursor was dried under reduced pressure at 45° C. for 3 days to obtain a polyimide precursor (P-1) containing a repeating unit represented by the following formula.
(合成例2)
[ピロメリット酸二無水物、4,4’−オキシジアニリンおよび2−ヒドロキシエチルメタクリレートからのポリイミド前駆体(P−2:ラジカル重合性基を有するポリイミド前駆体)の合成]
14.06g(64.5ミリモル)のピロメリット酸二無水物(140℃で12時間乾燥した)と、18.6g(129ミリモル)の2−ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、10.7gのピリジンと、140gのダイグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)とを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、ピロメリット酸と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例1と同様の方法で4,4’−オキシジアニリンでポリイミド前駆体に変換し、合成例1と同様の方法で、下記式で表される繰り返し単位を含むポリイミド前駆体(P−2)を得た。
[Synthesis of polyimide precursor (P-2: polyimide precursor having radically polymerizable group) from pyromellitic dianhydride, 4,4'-oxydianiline and 2-hydroxyethyl methacrylate]
14.06 g (64.5 mmol) pyromellitic dianhydride (dried at 140° C. for 12 hours), 18.6 g (129 mmol) 2-hydroxyethyl methacrylate, 0.05 g hydroquinone, 10 0.7 g of pyridine and 140 g of diglyme (diethylene glycol dimethyl ether) were mixed and stirred at a temperature of 60° C. for 18 hours to produce a diester of pyromellitic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. Then, after chlorinating the obtained diester with SOCl 2 , it was converted into a polyimide precursor with 4,4′-oxydianiline in the same manner as in Synthesis Example 1, and the following formula was used in the same manner as in Synthesis Example 1. A polyimide precursor (P-2) containing a repeating unit represented by
(合成例3)
[4,4’−オキシジフタル酸無水物、4,4’−オキシジアニリンおよび2−ヒドロキシエチルメタクリレートからのポリイミド前駆体(P−3:ラジカル重合性基を有するポリイミド前駆体)の合成]
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’−オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)と、18.6g(129ミリモル)の2−ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、10.7gのピリジンと、140gのダイグライムとを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、4,4’−オキシジフタル酸と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例1と同様の方法で4,4’−オキシジアニリンでポリイミド前駆体に変換し、合成例1と同様の方法で、下記式で表される繰り返し単位を含むポリイミド前駆体(P−3)を得た。
[Synthesis of polyimide precursor (P-3: polyimide precursor having radically polymerizable group) from 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 4,4'-oxydianiline and 2-hydroxyethyl methacrylate]
20.0 g (64.5 mmol) 4,4′-oxydiphthalic anhydride (dried at 140° C. for 12 hours), 18.6 g (129 mmol) 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.05 g hydroquinone , 10.7 g of pyridine and 140 g of diglyme were mixed and stirred at a temperature of 60° C. for 18 hours to prepare a diester of 4,4′-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. Then, after chlorinating the obtained diester with SOCl 2 , it was converted into a polyimide precursor with 4,4′-oxydianiline in the same manner as in Synthesis Example 1, and the following formula was used in the same manner as in Synthesis Example 1. A polyimide precursor (P-3) containing a repeating unit represented by
(合成例4)
[4,4’−オキシジフタル酸無水物、および4,4’−オキシジアニリンからのポリイミド前駆体(P−4:カルボキシル基を有するポリイミド前駆体)の合成]
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’−オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)を180mlのNMP(N−メチル−2−ピロリドン)に溶解させて、さらに21.43g(270.9ミリモル)のピリジンを加えて、反応液を−10℃に冷却し、温度を−10±4℃に保ちながら、11.08g(58.7ミリモル)の4,4’−オキシジアニリンをNMP100mlに溶解させた溶解液を30分かけて滴下し、次いで反応混合液を室温で1晩撹拌した。次いで、5リットルの水に投入してポリイミド前駆体を沈殿させ、水−ポリイミド前駆体混合物を5000rpmの速度で15分間撹拌した。ポリイミド前駆体を濾取し、再度4リットルの水に投入してさらに30分間撹拌し、再び濾取した。次いで、得られたポリイミド前駆体を減圧下、45℃で3日間乾燥して、下記式で表される繰り返し単位を含むポリイミド前駆体(P−4)を得た。
[Synthesis of polyimide precursor (P-4: polyimide precursor having carboxyl group) from 4,4'-oxydiphthalic anhydride and 4,4'-oxydianiline]
20.0 g (64.5 mmol) of 4,4′-oxydiphthalic anhydride (dried at 140° C. for 12 hours) was dissolved in 180 ml of NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), and another 21.43 g was dissolved. (270.9 mmol) pyridine was added and the reaction was cooled to -10 °C and 11.08 g (58.7 mmol) 4,4'-oxydiene while maintaining the temperature at -10 ± 4 °C. A solution obtained by dissolving aniline in 100 ml of NMP was added dropwise over 30 minutes, and then the reaction mixture was stirred at room temperature overnight. Then, the mixture was poured into 5 liters of water to precipitate the polyimide precursor, and the water-polyimide precursor mixture was stirred at a speed of 5000 rpm for 15 minutes. The polyimide precursor was collected by filtration, added again to 4 liters of water, stirred for another 30 minutes, and collected again by filtration. Then, the obtained polyimide precursor was dried under reduced pressure at 45° C. for 3 days to obtain a polyimide precursor (P-4) containing a repeating unit represented by the following formula.
(合成例5)[アクリル系ポリマー(P−6)の合成]
27.0g(153.2ミリモル)のベンジルメタクリレート、20g(157.3ミリモル)のN−イソプロピルメタクリルアミド、39g(309.2ミリモル)のメタクリル酸アリル、13g(151.0ミリモル)のメタクリル酸、重合開始剤(V−601、和光純薬工業製)3.55g(15.4ミリモル)、および3−メトキシ−2−プロパノール300gを混合した。混合液を、窒素雰囲気下、75℃に加熱した3−メトキシ−2−プロパノール300gの中に、2時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに窒素雰囲気下、75℃で2時間撹拌した。反応終了後、5リットルの水に投入してポリマーを沈殿させて、5000rpmの速度で15分間撹拌した。アクリル樹脂を濾取し、再度4リットルの水に投入してさらに30分間撹拌し、再び濾取した。次いで、得られたアクリル樹脂を減圧下、45℃で3日間乾燥して、下記式で表されるアクリル系ポリマー(P−6)を得た。
27.0 g (153.2 mmol) benzyl methacrylate, 20 g (157.3 mmol) N-isopropylmethacrylamide, 39 g (309.2 mmol) allyl methacrylate, 13 g (151.0 mmol) methacrylic acid, A polymerization initiator (V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (3.55 g, 15.4 mmol) and 3-methoxy-2-propanol (300 g) were mixed. The mixed solution was dropped into 300 g of 3-methoxy-2-propanol heated to 75° C. under a nitrogen atmosphere over 2 hours. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 75° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere. After the reaction was completed, the polymer was poured into 5 liters of water to precipitate the polymer, and stirred at a speed of 5000 rpm for 15 minutes. The acrylic resin was collected by filtration, added again to 4 liters of water, stirred for another 30 minutes, and collected again by filtration. Then, the obtained acrylic resin was dried under reduced pressure at 45° C. for 3 days to obtain an acrylic polymer (P-6) represented by the following formula.
<ネガ型感光性樹脂組成物の調製>
下記記載の成分を混合し、均一な溶液として、ネガ型感光性樹脂組成物の塗布液を調製した。
(組成)
樹脂:下記表に記載の質量部
ラジカル重合性化合物:下記表に記載の質量部
光ラジカル重合開始剤:下記表に記載の質量部
シランカップリング剤:下記表に記載の質量部
防錆剤:下記表に記載の質量部
重合禁止剤:下記表に記載の質量部
塩基発生剤:下記表に記載の質量部
溶剤1(ジメチルスルホキシド):100質量部
溶剤2(γ−ブチロラクトン):25質量部<Preparation of negative photosensitive resin composition>
The components described below were mixed to prepare a negative photosensitive resin composition coating solution as a uniform solution.
(composition)
Resin: parts by mass shown in the following table Radical polymerizable compound: parts by mass shown in the following table Photoradical polymerization initiator: parts by mass shown in the following table Silane coupling agent: parts by mass shown in the following table Rust inhibitor: Parts by mass shown in the following table Polymerization inhibitor: Parts by mass shown in the following table Base generator: Parts by mass shown in the following table Solvent 1 (dimethyl sulfoxide): 100 parts by mass Solvent 2 (γ-butyrolactone): 25 parts by mass
<ネガ型感光性組成物の解像性の評価>
Si基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布して、塗布膜を形成した。次いで、100℃のホットプレートを用いて240秒間加熱処理を行い膜厚15μmのネガ型感光性樹脂組成物層を形成した。次いで、ネガ型感光性樹脂組成物層に対し、ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して、15μm四方のベイヤーを有するパターンマスクを介してi線(365nmの波長の光)を100〜1000mJ/cm2にて100mJ/cm2ずつ露光量を変化させて照射し、次いで、露光後のネガ型感光性樹脂組成物層が形成されているSi基板をスピン・シャワー現像機(DW−30型;(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置し、シクロペンタノンを用いて23℃で60秒間現像を行なって未露光部を現像除去してパターンを形成した。ネガ型感光性組成物の解像性を以下の基準で評価した。なお、下地基板の露出幅が15μm±3μmである場合を、線幅15μmのパターン(15μm四方のパターン)を解像可能であるとした。
A:厚さ15μm、線幅15μmのパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値との差が900mJ/cm2以上である。
B:厚さ15μm、線幅15μmのパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上900mJ/cm2未満である。
C:厚さ15μm、線幅15μmのパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2未満である。<Evaluation of resolution of negative photosensitive composition>
A negative photosensitive resin composition was applied onto a Si substrate to form a coating film. Then, heat treatment was performed for 240 seconds using a hot plate at 100° C. to form a negative photosensitive resin composition layer having a film thickness of 15 μm. Then, using a stepper exposure device FPA-3000i5+ (manufactured by Canon Inc.) for the negative photosensitive resin composition layer, an i-line (light having a wavelength of 365 nm was irradiated through a pattern mask having a Bayer of 15 μm square. ) was irradiated while changing the exposure dose by 100 mJ / cm 2 to at 100~1000mJ / cm 2, then, the Si substrate a negative photosensitive resin composition layer after exposure is formed spin shower developing machine (DW-30 type; manufactured by Chemitronics Co., Ltd.), placed on a horizontal rotary table and developed with cyclopentanone at 23° C. for 60 seconds to develop and remove the unexposed portion to form a pattern. .. The resolution of the negative photosensitive composition was evaluated according to the following criteria. When the exposed width of the underlying substrate was 15 μm±3 μm, a pattern having a line width of 15 μm (15 μm square pattern) was defined as resolvable.
A: The difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm is 900 mJ/cm 2 or more.
B: The difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm is 600 mJ/cm 2 or more and less than 900 mJ/cm 2 .
C: The difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm is less than 600 mJ/cm 2 .
表に記載した略称は以下の通りである。
(樹脂)
P−1〜P−4:合成例1〜4で合成したポリイミド前駆体(P−1)〜(P−4)
P−5:Matrimid5218(Huntsman Corporation製、閉環型ポリイミド)
P−6:合成例5で合成したアクリル系ポリマー(P−6)
P−7:ポリメタクリル酸メチル(Mw=15000、シグマアルドリッチジャパン合同会社製)The abbreviations listed in the table are as follows.
(resin)
P-1 to P-4: Polyimide precursors (P-1) to (P-4) synthesized in Synthesis Examples 1 to 4
P-5: Matrimid 5218 (manufactured by Huntsman Corporation, ring-closing polyimide)
P-6: Acrylic polymer (P-6) synthesized in Synthesis Example 5
P-7: Polymethylmethacrylate (Mw=15000, manufactured by Sigma-Aldrich Japan GK)
(ラジカル重合性化合物)
B−1:SR209(サートマー社製、テトラエチレングリコールジアクリレート)
B−2:NKエステルA−9300(新中村化学工業(株)製、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート)
B−3:A−TMMT(新中村化学工業(株)製、ペンタエリスリトールテトラアクリレート)
B−4:A−DPH(新中村化学工業(株)製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)(Radical polymerizable compound)
B-1: SR209 (manufactured by Sartomer, tetraethylene glycol diacrylate)
B-2: NK ester A-9300 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., ethoxylated isocyanuric acid triacrylate)
B-3: A-TMMT (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., pentaerythritol tetraacrylate)
B-4: A-DPH (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., dipentaerythritol hexaacrylate)
(光ラジカル重合開始剤)
C−1:IRGACURE OXE 01(BASF社製、オキシム化合物)
C−2:IRGACURE OXE 02(BASF社製、オキシム化合物)
C−3:IRGACURE−784(BASF製、メタロセン化合物)
C−4:アデカアークルズNCI−831((株)ADEKA製、オキシム化合物)(Photo-radical polymerization initiator)
C-1: IRGACURE OXE 01 (BASF Corporation, oxime compound)
C-2: IRGACURE OXE 02 (BASF Corporation, oxime compound)
C-3: IRGACURE-784 (manufactured by BASF, metallocene compound)
C-4: ADEKA ARKUL'S NCI-831 (manufactured by ADEKA Corporation, oxime compound)
(シランカップリング剤)
D−1:KBM−602(信越化学工業(株)製、アミノ基を有するシラン化合物)
D−2:2−((3−(トリエトキシシリル)プロピル)カルバモイル)安息香酸(Aquila Pharmatech LLC製、カルボキシル基を有するシラン化合物)
D−3:トリエトキシシリルプロピルマレインアミド酸(Gelest,Inc製、カルボキシル基を有するシラン化合物)(Silane coupling agent)
D-1: KBM-602 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., silane compound having amino group)
D-2: 2-((3-(triethoxysilyl)propyl)carbamoyl)benzoic acid (manufactured by Aquila Pharmatech LLC, silane compound having a carboxyl group)
D-3: Triethoxysilylpropylmaleamic acid (manufactured by Gelest, Inc., a silane compound having a carboxyl group)
(防錆剤)
E−1:KEMITEC BT−C(ケミプロ化成(株)製、1,2,3−ベンゾトリアゾール)
E−2:1HT(東洋紡(株)製、1H−テトラゾール)
E−3:P5T(東洋紡(株)製、5−フェニル−1H−テトラゾール)(anti-rust)
E-1: KEMITEC BT-C (1,2,3-benzotriazole, manufactured by Chemipro Kasei Co., Ltd.)
E-2:1HT (Toyobo Co., Ltd., 1H-tetrazole)
E-3: P5T (manufactured by Toyobo Co., Ltd., 5-phenyl-1H-tetrazole)
(重合禁止剤)
F−1:4−メトキシフェノール
F−2:pーベンゾキノン
F−3:1−ニトロソ−2−ナフトール(Polymerization inhibitor)
F-1:4-methoxyphenol F-2:p-benzoquinone F-3:1-nitroso-2-naphthol
(塩基発生剤)
A−1、A−21、A−40:下記構造の化合物(熱塩基発生剤)
A−43:WPBG−266(和光純薬工業(株)製、光塩基発生剤。加熱によって分解して塩基を発生する化合物でもある)
A-1, A-21, A-40: Compounds of the following structures (thermal base generators)
A-43: WPBG-266 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., photobase generator, which is also a compound that decomposes by heating to generate a base)
<パターン形成方法>
図5に示す段差を有するSi基板(t1〜t8=2μm、t9=0.5μm、t10=0.5μm、t11=1μm)上に、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布し、一番厚い箇所で塗布膜の乾燥後の膜厚T1が20μmになるように、塗布回転数を調整して塗膜を形成し、100℃のホットプレートを用いて240秒間加熱処理を行い、ネガ型感光性樹脂組成物層を形成した。ネガ型感光性樹脂組成物層に対し、ステッパー露光装置FPA−3000i5+(Canon(株)製)を使用して、15μm四方のベイヤーを有するパターンマスクを介してi線(365nmの波長の光)を100〜1000mJ/cm2にて100mJ/cm2ずつ露光量を変化させて照射した。次いで、露光後のネガ型感光性樹脂組成物層が形成されているSi基板をスピン・シャワー現像機(DW−30型;(株)ケミトロニクス製)の水平回転テーブル上に載置してシクロペンタノンを用いて23℃で60秒間現像を行ない、未露光部を現像除去した。次いで、窒素オーブンにて230℃で180分間加熱処理を実施することで、Si基板の各段差上にパターンを形成した。なお、図5において形成されるパターンの厚みは、2μm、3μm、3.5μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μmである。<Pattern forming method>
The negative type photosensitive resin composition was applied onto the Si substrate having steps shown in FIG. 5 (t1 to t8=2 μm, t9=0.5 μm, t10=0.5 μm, t11=1 μm), and the thickest part The coating speed is adjusted by adjusting the coating rotation speed so that the thickness T1 of the coating film after drying becomes 20 μm, and the coating film is heated for 240 seconds using a hot plate at 100° C. to obtain a negative photosensitive resin. A composition layer was formed. Using a stepper exposure apparatus FPA-3000i5+ (manufactured by Canon Inc.), the i-line (light having a wavelength of 365 nm) was applied to the negative photosensitive resin composition layer through a pattern mask having a Bayer of 15 μm square. at 100~1000mJ / cm 2 by 100 mJ / cm 2 was irradiated while changing the exposure amount. Then, the Si substrate on which the negative photosensitive resin composition layer after exposure is formed is placed on a horizontal rotary table of a spin shower developing machine (DW-30 type; manufactured by Chemitronics Co., Ltd.) and cyclo Development was carried out using pentanone at 23° C. for 60 seconds to remove the unexposed portion by development. Then, a heat treatment was performed at 230° C. for 180 minutes in a nitrogen oven to form a pattern on each step of the Si substrate. The thickness of the pattern formed in FIG. 5 is 2 μm, 3 μm, 3.5 μm, 4 μm, 6 μm, 8 μm, 10 μm, 12 μm, 14 μm, 16 μm, 18 μm, 20 μm.
<解像性の評価>
以下の基準で解像性を評価した。なお、現像後における下地基板の露出幅が15μm±3μmである場合を、線幅15μmのパターン(15μm四方のパターン)を解像可能であるとした。
A:厚さ2〜20μmの範囲にて、線幅15μmのパターンを形成できた。
B:厚さ2〜16μmの範囲にて、線幅15μmのパターンを形成できたが、厚さ16μmを超える部分において、線幅15μmのパターンを形成できなかった。
C:厚さ2〜12μmの範囲にて、線幅15μmのパターンを形成できたが、厚さ12μmを超える部分において、線幅15μmのパターンを形成できなかった。
D:上記A〜Cのいずれにも該当しない。
厚さ2〜20μmのいずれにおいても、線幅15μmのパターンを形成できなかった。<Evaluation of resolution>
The resolution was evaluated according to the following criteria. When the exposed width of the underlying substrate after development was 15 μm±3 μm, a pattern having a line width of 15 μm (15 μm square pattern) was resolvable.
A: A pattern having a line width of 15 μm could be formed in a thickness range of 2 to 20 μm.
B: A pattern having a line width of 15 μm could be formed in the thickness range of 2 to 16 μm, but a pattern having a line width of 15 μm could not be formed in a portion exceeding the thickness of 16 μm.
C: A pattern having a line width of 15 μm could be formed in the thickness range of 2 to 12 μm, but a pattern having a line width of 15 μm could not be formed in a portion exceeding the thickness of 12 μm.
D: Does not correspond to any of A to C above.
A pattern having a line width of 15 μm could not be formed in any of the thicknesses of 2 to 20 μm.
上記表に示す通り実施例は、幅広い露光量にて、厚みの異なるパターンを解像性良く形成することができた。 As shown in the above table, the examples were able to form patterns with different thicknesses with good resolution over a wide range of exposure doses.
10:樹脂層
11:ネガ型感光性樹脂組成物層
20:支持体
50:マスク
100:電子デバイス
101a〜101d:半導体素子
101:積層体
102b〜102d:貫通電極
103a〜103e:金属バンプ
105:再配線層
110、110a、110b:アンダーフィル層
115:絶縁層
120:配線基板
120a:表面電極
201〜204:樹脂層
301〜303:金属層
401〜403:溝
500:積層体10: Resin layer 11: Negative photosensitive resin composition layer 20: Support 50: Mask 100: Electronic devices 101a to 101d: Semiconductor element 101: Laminates 102b to 102d: Through electrodes 103a to 103e: Metal bump 105: Re Wiring layers 110, 110a, 110b: Underfill layer 115: Insulating layer 120: Wiring substrate 120a: Surface electrodes 201-204: Resin layers 301-303: Metal layers 401-403: Groove 500: Laminated body
Claims (12)
同時に形成する厚さの異なるパターンのうち、最も厚いパターンの厚さは、最も薄いパターンの厚さの1.5〜10倍であり、
前記ネガ型感光性樹脂組成物として、厚さ15μm、線幅15μm以下のパターンを解像可能な露光量の最大値と最小値との差が600mJ/cm2以上であるネガ型感光性樹脂組成物を用い、
前記樹脂がポリイミド前駆体であり、
前記露光と同じ波長の露光における、厚さ15μm、線幅15μm以下のパターンを解像可能な露光量の最小値が50〜500mJ/cm 2 である、パターン形成方法。 A negative photosensitive resin composition layer is formed on a support using a negative photosensitive resin composition containing a resin and a photopolymerization initiator, and the negative photosensitive resin composition layer is exposed and developed. A pattern forming method for simultaneously forming two or more types of patterns having different thicknesses,
Among the patterns having different thicknesses formed at the same time, the thickness of the thickest pattern is 1.5 to 10 times the thickness of the thinnest pattern,
As the negative photosensitive resin composition, a negative photosensitive resin composition in which the difference between the maximum value and the minimum value of the exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less is 600 mJ/cm 2 or more. There use things,
The resin is a polyimide precursor,
A pattern forming method, wherein a minimum exposure amount capable of resolving a pattern having a thickness of 15 μm and a line width of 15 μm or less is 50 to 500 mJ/cm 2 in the exposure of the same wavelength as the exposure .
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