JP6874401B2 - An electronic device comprising a photosensitive resin composition and a resin film formed thereby. - Google Patents
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Description
本発明は、感光性樹脂組成物とそれにより生成される樹脂膜及び樹脂膜を備える電子装置に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition, a resin film produced by the photosensitive resin composition, and an electronic device including the resin film.
これまで、感光性樹脂組成物の分野では、パターンの微細化に伴うレジストパターン高精度化を目的として様々な技術が開発されている。この種の技術としては、例えば、特許文献1に記載の技術が挙げられる。同文献には、特定の重合体及び特定の酸発生体を含有する感放射線性樹脂組成物が記載されている。そして、重合体が、N−(t−ブチルオキシカルボニルメチル)マレイミド、N−(1−メチル−1−シクロペンチルオキシカルボニルメチル)マレイミド、または、N−(2−エチル−2−アダマンチルオキシカルボニルメチル)マレイミドである構造単位(I)と、2−ノルボルネンである構造単位(II)とを有することで、線幅のガタつきの小ささを示すLWR(Line Width Roughness)性能及び欠陥抑制性に優れる、と記載されている(特許文献1)。 So far, in the field of photosensitive resin compositions, various techniques have been developed for the purpose of improving the accuracy of resist patterns as the patterns become finer. Examples of this type of technology include the technology described in Patent Document 1. The document describes a radiation-sensitive resin composition containing a specific polymer and a specific acid generator. Then, the polymer is N- (t-butyloxycarbonylmethyl) maleimide, N- (1-methyl-1-cyclopentyloxycarbonylmethyl) maleimide, or N- (2-ethyl-2-adamantyloxycarbonylmethyl). By having a structural unit (I) which is maleimide and a structural unit (II) which is 2-norbornene, it is said that it is excellent in LWR (Line Width Rougness) performance and defect suppression property, which indicates a small amount of rattling in the line width. It is described (Patent Document 1).
特許文献1には、上記重合体の合成に、ラジカル重合開始剤として、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)を用いることが記載されている(特許文献1の実施例1から3)。 Patent Document 1 describes that AIBN (azobisisobutyronitrile) is used as a radical polymerization initiator for the synthesis of the polymer (Examples 1 to 3 of Patent Document 1).
しかしながら、本発明者が感光性樹脂組成物の耐熱性及び耐薬品性について検討した結果、上記特許文献1に記載の感放射線性樹脂組成物は、耐熱性及び耐薬品性の観点で、更なる改善の余地があることが判明した。本発明は、樹脂膜としたときに耐熱性及び耐薬品性を向上させた感光性樹脂組成物を提供することを課題とする。 However, as a result of the present inventor examining the heat resistance and chemical resistance of the photosensitive resin composition, the radiation-sensitive resin composition described in Patent Document 1 is further improved from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance. It turned out that there was room for improvement. An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition having improved heat resistance and chemical resistance when formed into a resin film.
本発明者は、架橋に寄与する分子構造を、共重合体の分子構造に導入し、感光性樹脂組成物の耐熱性及び耐薬品性を向上させることを考えた。
そこで、本発明者が従来の共重合体について検討した結果、共重合体の末端に、架橋剤と反応する官能基を導入することが有効であることを見出した。
その結果、これらの官能基と架橋剤とを反応させ、架橋剤を介した架橋構造を形成することが、感光性樹脂組成物の耐熱性及び耐薬品性等の向上に寄与することを見出し、本発明を完成させた。
The present inventor has considered introducing a molecular structure that contributes to cross-linking into the molecular structure of a copolymer to improve the heat resistance and chemical resistance of the photosensitive resin composition.
Therefore, as a result of examining a conventional copolymer, the present inventor has found that it is effective to introduce a functional group that reacts with a cross-linking agent at the end of the copolymer.
As a result, it was found that reacting these functional groups with a cross-linking agent to form a cross-linked structure via the cross-linking agent contributes to the improvement of heat resistance and chemical resistance of the photosensitive resin composition. The present invention has been completed.
本発明によれば、
下記一般式(1)で示される共重合体と、
架橋剤と、
感光剤と、
を含む、ポジ型感光性樹脂組成物、が提供される。
According to the present invention
With the copolymer represented by the following general formula (1),
With a cross-linking agent
Photosensitizer and
A positive photosensitive resin composition containing the above is provided.
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、0.1≦l≦0.9、0.1≦m≦0.9であり、
Aは、一般式(A2)により示される構造単位を含み、
Bは下記一般式(B1)、一般式(B2)、式(B3)、式(B4)、式(B5)または一般式(B6)により示される構造単位の1種以上を含み、
Xは前記架橋剤と反応する官能基を含む炭素数1以上30以下の有機基であり、
Yは水素または炭素数1以上30以下の有機基である。)
l and m indicate the molar content of A and B in the copolymer, respectively.
l + m = 1, 0.1 ≦ l ≦ 0.9, 0.1 ≦ m ≦ 0.9,
A comprises a structure unit of displayed in accordance with one general formula (A2),
B includes one or more of the structural units represented by the following general formula (B1), general formula (B2), formula (B3), formula (B4), formula (B5) or general formula (B6).
X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms and containing a functional group that reacts with the cross-linking agent.
Y is hydrogen or an organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms. )
a1は0、1または2である。)
a 1 is 0, 1 or 2. )
R5、R6、R7およびR8に少なくとも1つのカルボキシル基を含み、
a2は0、1または2である。)
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 contain at least one carboxyl group
a 2 is 0, 1 or 2. )
また、本発明によれば、上記ポジ型感光性樹脂組成物からなる樹脂膜が提供される。
Further, according to the present invention, a resin film made of the above-mentioned positive photosensitive resin composition is provided.
さらに、本発明によれば、上記樹脂膜の硬化膜を備える電子装置が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided an electronic device including the cured film of the resin film.
本発明によれば、樹脂膜としたときに耐熱性及び耐薬品性を向上させた感光性樹脂組成物を提供する。 According to the present invention, there is provided a photosensitive resin composition having improved heat resistance and chemical resistance when formed into a resin film.
以下、本実施形態について、適宜図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings as appropriate. In all drawings, similar components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、特定の構造の共重合体と、架橋剤と、感光剤とを含む。 The photosensitive resin composition according to the present embodiment contains a copolymer having a specific structure, a cross-linking agent, and a photosensitive agent.
電子装置に用いられる樹脂膜を形成する感光性樹脂組成物の分野において、感光性樹脂組成物には様々な特性が求められている。例えば、再配線層として樹脂膜を用いた電子装置は、電子装置の信頼性を向上する観点から、再配線層の耐熱性及び耐薬品性を向上することが求められている。したがって、このような樹脂膜を形成する感光性樹脂膜は、耐熱性及び耐薬品性を向上することが求められている。 In the field of photosensitive resin compositions that form resin films used in electronic devices, photosensitive resin compositions are required to have various properties. For example, an electronic device using a resin film as a rewiring layer is required to improve the heat resistance and chemical resistance of the rewiring layer from the viewpoint of improving the reliability of the electronic device. Therefore, the photosensitive resin film that forms such a resin film is required to have improved heat resistance and chemical resistance.
ここで、感光性樹脂組成物に用いられる共重合体として、ノルボルネン型モノマーに由来する構造単位と、無水マレイン酸、無水マレイン酸誘導体、マレイミド及びマレイミド誘導体からなる群より選択される1種以上の構造単位とを含む共重合体がある。本発明者は、該共重合体を含む感光性樹脂組成物の耐熱性及び耐薬品性をさらに向上させるために、該共重合体の分子構造について検討した。
まず、本発明者は、一部のノルボルネン型モノマーに由来する構造単位について、側鎖にカルボキシル基を導入することを考えた。すなわち、共重合体を、側鎖にカルボキシル基を含むノルボルネン型モノマーに由来する構造単位を含むものとすることを考えた。そして、上記共重合体と、架橋剤と、感光剤とを含む感光性樹脂組成物において、上記共重合体のカルボキシル基と、架橋剤とを反応させ、架橋構造を形成することを試みた。このような架橋構造を形成することによって、感光性樹脂組成物中の架橋密度を上昇でき、耐熱性及び耐薬品性が向上できると推測された。
しかしながら、共重合体において、ノルボルネン型モノマーに由来する構造単位の側鎖に架橋構造を形成するだけでは、感光性樹脂組成物の耐熱性及び耐薬品性は、求められる水準に対してまだ不十分であった。詳細なメカニズムは定かではないが、ノルボルネン型モノマーに由来する構造単位の側鎖に架橋構造を形成すると、ノルボルネン型の構造に由来した、分子軌道の立体障害が生じると推測される。これにより、共重合体の分子鎖は、耐熱性及び耐薬品性を向上する観点から、架橋構造によって適切に束縛されないと考えられる。
そこで、本発明者が、上記共重合体の分子構造についてさらに検討したところ、共重合の末端に活性水素を有する官能基を設けることで、耐熱性及び耐薬品性を向上できることを見出した。
Here, as the copolymer used in the photosensitive resin composition, one or more kinds selected from the group consisting of a structural unit derived from a norbornene-type monomer and a group consisting of maleic anhydride, maleic anhydride derivative, maleimide and maleimide derivative. There are copolymers containing structural units. The present inventor investigated the molecular structure of the copolymer in order to further improve the heat resistance and chemical resistance of the photosensitive resin composition containing the copolymer.
First, the present inventor considered introducing a carboxyl group into the side chain of a structural unit derived from some norbornene-type monomers. That is, it was considered that the copolymer contains a structural unit derived from a norbornene-type monomer having a carboxyl group in the side chain. Then, in a photosensitive resin composition containing the above-mentioned copolymer, a cross-linking agent, and a photosensitive agent, an attempt was made to react the carboxyl group of the above-mentioned copolymer with the cross-linking agent to form a cross-linked structure. It was speculated that by forming such a crosslinked structure, the crosslinked density in the photosensitive resin composition could be increased, and the heat resistance and chemical resistance could be improved.
However, in the copolymer, the heat resistance and chemical resistance of the photosensitive resin composition are still insufficient with respect to the required level only by forming a crosslinked structure in the side chain of the structural unit derived from the norbornene type monomer. Met. Although the detailed mechanism is not clear, it is speculated that the formation of a crosslinked structure in the side chain of the structural unit derived from the norbornene-type monomer causes steric hindrance of the molecular orbital derived from the norbornene-type structure. As a result, it is considered that the molecular chain of the copolymer is not properly bound by the crosslinked structure from the viewpoint of improving heat resistance and chemical resistance.
Therefore, the present inventor further investigated the molecular structure of the above-mentioned copolymer, and found that heat resistance and chemical resistance can be improved by providing a functional group having active hydrogen at the end of the copolymer.
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、共重合体と、架橋剤と、感光剤と、を含む、ここで、共重合体の末端は架橋剤と反応する官能基を含む。また、該共重合体は、ノルボルネン型モノマーに由来する構造単位と、無水マレイン酸、無水マレイン酸誘導体、マレイミド及びマレイミド誘導体からなる群より選択される1種以上の構造単位とを含む。
本実施形態に係る感光性樹脂組成物において、耐熱性及び耐薬品性が向上する理由は、詳細なメカニズムは定かではないが、以下のように推測される。上記共重合体末端の官能基が、架橋剤と反応することで、共重合体のノルボルネン型構造単位による立体障害を緩和しつつ、架橋構造を形成できると推測される。これにより、共重合体の分子鎖が強固に束縛される。したがって、共重合体の分子鎖のミクロブラウン運動が抑制され、感光性樹脂組成物の耐熱性が向上する。さらに、架橋構造が密に形成されることで、溶媒などの薬品の分子が共重合体内に侵入することを防ぎ、感光性樹脂組成物と薬品との反応性を低下させる。以上より、本実施形態の感光性樹脂組成物は、耐熱性及び耐薬品性を向上できると推測される。
The photosensitive resin composition according to the present embodiment contains a copolymer, a cross-linking agent, and a photosensitizer, wherein the end of the copolymer contains a functional group that reacts with the cross-linking agent. Further, the copolymer contains a structural unit derived from a norbornene-type monomer and one or more structural units selected from the group consisting of maleic anhydride, maleic anhydride derivative, maleimide and maleimide derivative.
The reason why the heat resistance and chemical resistance are improved in the photosensitive resin composition according to the present embodiment is presumed as follows, although the detailed mechanism is not clear. It is presumed that the functional group at the end of the copolymer reacts with the cross-linking agent to form a cross-linked structure while alleviating the steric hindrance caused by the norbornene-type structural unit of the copolymer. As a result, the molecular chains of the copolymer are tightly bound. Therefore, the micro-Brownian motion of the molecular chain of the copolymer is suppressed, and the heat resistance of the photosensitive resin composition is improved. Further, the densely formed crosslinked structure prevents molecules of chemicals such as a solvent from entering the copolymer, and reduces the reactivity between the photosensitive resin composition and the chemicals. From the above, it is presumed that the photosensitive resin composition of the present embodiment can improve heat resistance and chemical resistance.
以下、本実施形態の感光性樹脂組成物の各成分について説明する。 Hereinafter, each component of the photosensitive resin composition of the present embodiment will be described.
(共重合体)
まず、本実施形態に係る共重合体について説明する。
本実施形態に係る共重合体は、下記一般式(1)で示されるものである。
(Copolymer)
First, the copolymer according to this embodiment will be described.
The copolymer according to this embodiment is represented by the following general formula (1).
(一般式(1)中、
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、
Aは下記一般式(A1)または一般式(A2)により示される構造単位の1種以上を含み、
Bは下記一般式(B1)、一般式(B2)、式(B3)、式(B4)、式(B5)または一般式(B6)により示される構造単位の1種以上を含み、
Xは前記架橋剤と反応する官能基を含む炭素数1以上30以下の有機基であり、
Yは水素または炭素数1以上30以下の有機基である。)
(In general formula (1),
l and m indicate the molar content of A and B in the copolymer, respectively.
l + m = 1,
A includes one or more of the structural units represented by the following general formula (A1) or general formula (A2).
B includes one or more of the structural units represented by the following general formula (B1), general formula (B2), formula (B3), formula (B4), formula (B5) or general formula (B6).
X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms and containing a functional group that reacts with the cross-linking agent.
Y is hydrogen or an organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms. )
上記共重合体の配列は限定されず、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体または周期共重合体などが選択できる。 The arrangement of the above copolymers is not limited, and random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, periodic copolymers, and the like can be selected.
共重合体における、上記Aの構造単位と、上記Bの構造単位との組成比について説明する。共重合体中における、上記Aの構造単位のモル含有率(mol%)をl、上記Bの構造単位のモル含有率(mol%)をm、l+m=1とした場合、例えば、lの数値範囲は0.1≦l≦0.9であることが好ましい。また、mの数値範囲は0.1≦m≦0.9であることが好ましい。 The composition ratio of the structural unit of A and the structural unit of B in the copolymer will be described. When the molar content (mol%) of the structural unit of A in the copolymer is l and the molar content (mol%) of the structural unit of B is m, l + m = 1, for example, a numerical value of l. The range is preferably 0.1 ≦ l ≦ 0.9. Further, the numerical range of m is preferably 0.1 ≦ m ≦ 0.9.
上記一般式(1)によって示される共重合体において、Aは、下記一般式(A1)によって示される、側鎖にカルボキシル基を有さないノルボルネン型モノマーに由来する構造単位、または、下記一般式(A2)によって示される、R5〜R8に少なくとも1つのカルボキシル基を有するノルボルネン型モノマーに由来する構造単位を含む。 In the copolymer represented by the above general formula (1), A is a structural unit derived from a norbornene-type monomer having no carboxyl group in the side chain represented by the following general formula (A1), or the following general formula. It contains a structural unit derived from a norbornene-type monomer having at least one carboxyl group in R 5 to R 8 represented by (A2).
Aは下記一般式(A2)によって示される構造単位を含むことが好ましい。これにより、下記一般式(A2)の側鎖R5〜R8のカルボキシル基と、架橋剤とを反応させることができる。したがって、共重合体末端の架橋構造に加えて、側鎖のカルボキシル基を介して架橋構造が形成される。これにより、立体障害を緩和して適切な架橋構造を形成しつつ、架橋密度を向上できる。したがって、感光性樹脂組成物の耐熱性及び耐薬品性を向上できる。
また、Aは、下記一般式(A1)によって示される構造単位及び下記一般式(A2)によって示される構造単位を含むことがさらに好ましい。これにより、共重合体の酸価を制御することができ、所望の共重合体または感光性樹脂組成物の特性にあわせて、任意のアルカリ可溶性を実現することが可能となる。
A preferably contains a structural unit represented by the following general formula (A2). Thus, it is possible to react with the carboxyl group of the side chain R 5 to R 8 of the general formula (A2), and a crosslinking agent. Therefore, in addition to the crosslinked structure at the end of the copolymer, a crosslinked structure is formed via the carboxyl group of the side chain. As a result, the crosslink density can be improved while alleviating steric hindrance and forming an appropriate crosslink structure. Therefore, the heat resistance and chemical resistance of the photosensitive resin composition can be improved.
Further, it is more preferable that A contains a structural unit represented by the following general formula (A1) and a structural unit represented by the following general formula (A2). Thereby, the acid value of the copolymer can be controlled, and any alkali solubility can be realized according to the characteristics of the desired copolymer or photosensitive resin composition.
a1は0、1または2である。)
a 1 is 0, 1 or 2. )
R5、R6、R7およびR8に少なくとも1つのカルボキシル基を含み、
a2は0、1または2である。)
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 contain at least one carboxyl group
a 2 is 0, 1 or 2. )
本実施形態において、上記一般式(A1)中のR1〜R4、及び、上記一般式(A2)中のR5〜R8を構成する水素または炭素数1以上30以下の有機基は、それぞれ独立して、その構造中にO、N、S、PおよびSiから選択される1以上の原子を含んでいてもよい。
さらに本実施形態において、R1、R2、R3およびR4を構成する有機基は、いずれも酸性官能基を有しないものとすることができる。これにより、共重合体中における酸価の制御を容易にすることができる。
In the present embodiment, the hydrogen or the organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms constituting R 1 to R 4 in the general formula (A1) and R 5 to R 8 in the general formula (A2) is Each independently may contain one or more atoms selected from O, N, S, P and Si in its structure.
Further, in the present embodiment, none of the organic groups constituting R 1 , R 2 , R 3 and R 4 can have an acidic functional group. This makes it possible to easily control the acid value in the copolymer.
本実施形態において、上記一般式(A1)中のR1〜R4、及び、上記一般式(A2)中のR5〜R8は、それぞれ独立して、水素または炭素数1以上30以下の有機基であり、水素または炭素数1以上15以下の有機基であることが好ましく、水素又は炭素数1以上10以下の有機基であることがより好ましい。 In the present embodiment, R 1 to R 4 in the general formula (A1) and R 5 to R 8 in the general formula (A2) are independently hydrogen or carbon number 1 or more and 30 or less. It is an organic group, preferably hydrogen or an organic group having 1 or more and 15 or less carbon atoms, and more preferably hydrogen or an organic group having 1 or more and 10 or less carbon atoms.
本実施形態において、上記一般式(A1)中のR1〜R4、及び、上記一般式(A2)中のR5〜R8を構成する有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基およびヘテロ環基が挙げられる。
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、およびビニル基が挙げられる。アルキニル基としては、エチニル基が挙げられる。アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、およびエチリデン基が挙げられる。アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、およびアントラセニル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えばベンジル基、およびフェネチル基が挙げられる。アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロオクチル基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基が挙げられる。ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、およびオキセタニル基が挙げられる。
In the present embodiment, examples of the organic groups constituting R 1 to R 4 in the general formula (A1) and R 5 to R 8 in the general formula (A2) include an alkyl group and an alkenyl group. Examples thereof include an alkynyl group, an alkylidene group, an aryl group, an aralkyl group, an alkalil group, a cycloalkyl group, an alkoxy group and a heterocyclic group.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group and a heptyl group. Examples include octyl group, nonyl group, and decyl group. Examples of the alkenyl group include an allyl group, a pentenyl group, and a vinyl group. Examples of the alkynyl group include an ethynyl group. Examples of the alkylidene group include a methylidene group and an ethylidene group. Examples of the aryl group include a tolyl group, a xsilyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthrasenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group. Examples of the alkaline group include a tolyl group and a xsilyl group. Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an s-butoxy group, an isobutoxy group and a t-butoxy group, an n-pentyloxy group and a neopentyloxy group. , N-hexyloxy group. Examples of the heterocyclic group include an epoxy group and an oxetanyl group.
本実施形態において、上記一般式(A1)中のa1、及び、上記一般式(A2)中のa2は、それぞれ独立して、0、1または2であり、0または1であってもよく、0であってもよい。 In the present embodiment, a 1 in the general formula (A1) and a 2 in the general formula (A2) are independently 0, 1 or 2, and even if they are 0 or 1. Well, it may be 0.
本実施形態において、上記一般式(A1)中、R1、R2、R3及びR4を構成する有機基は、例えば、カルボン酸無水物基を含んでもよい。この場合、R1またはR2と、R3またはR4と、がカルボン酸無水物基を介して結合し、カルボン酸無水物基を介した環状構造を形成することが好ましい。 In the present embodiment, in the general formula (A1), an organic group constituting R 1, R 2, R 3 and R 4 may include, for example, a carboxylic acid anhydride group. In this case, it is preferable that R 1 or R 2 and R 3 or R 4 are bonded via a carboxylic acid anhydride group to form a cyclic structure via the carboxylic acid anhydride group.
上記一般式(A1)が、上述したカルボン酸無水物を介した環状構造を有する場合、該環状構造の一部を加水分解によって開環することで、カルボキシル基を形成し、上記一般式(A2)とすることができる。これにより、共重合体のノルボルネン型モノマーに由来する構造単位の側鎖におけるカルボキシル基の量を調節することができる。したがって、より適切な架橋構造を形成することができる。
具体的な上記加水分解の方法としては、限定されず、カルボン酸無水物基を介した環状構造に応じて従来公知の方法を用いることができる。例えば、共重合体を含む溶液に、メタノール、エタノールなどのアルコールまたは水を加えて、加熱する方法が挙げられる。
When the general formula (A1) has a cyclic structure via the carboxylic acid anhydride described above, a carboxyl group is formed by opening a part of the cyclic structure by hydrolysis to form a carboxyl group, and the general formula (A2) is described. ). Thereby, the amount of carboxyl groups in the side chain of the structural unit derived from the norbornene-type monomer of the copolymer can be adjusted. Therefore, a more suitable crosslinked structure can be formed.
The specific method of hydrolysis is not limited, and a conventionally known method can be used depending on the cyclic structure via the carboxylic acid anhydride group. For example, a method of adding alcohol such as methanol or ethanol or water to a solution containing a copolymer and heating the solution can be mentioned.
本実施形態において、上記一般式(A2)中、R5、R6、R7及びR8に少なくとも1つのカルボキシル基を含む。これにより、カルボキシル基の活性水素が、架橋剤と反応し、共重合体に架橋構造をさらに形成する。すなわち、共重合体において、主鎖であるノルボルネン型モノマーに由来する構造単位の側鎖に架橋構造を形成する。これにより、架橋密度を向上することができる。したがって、耐熱性及び耐薬品性をさらに向上することができる。 In the present embodiment, in the above general formula (A2), R 5 , R 6 , R 7 and R 8 contain at least one carboxyl group. As a result, the active hydrogen of the carboxyl group reacts with the cross-linking agent to further form a cross-linked structure in the copolymer. That is, in the copolymer, a crosslinked structure is formed in the side chain of the structural unit derived from the norbornene-type monomer which is the main chain. Thereby, the crosslink density can be improved. Therefore, heat resistance and chemical resistance can be further improved.
また、本実施形態において、上記一般式(A2)中、R5、R6、R7及びR8に含むカルボキシル基の数は制限されるものではなく、少なくとも1つのカルボキシル基を含んでもよく、2つ以上のカルボキシル基を含んでもよい。カルボキシル基の数を適宜調整することで、任意の架橋構造を形成し、また、酸価を調整することによって任意のアルカリ可溶性を実現することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the number of carboxyl groups contained in R 5 , R 6 , R 7 and R 8 in the above general formula (A2) is not limited, and at least one carboxyl group may be contained. It may contain two or more carboxyl groups. By appropriately adjusting the number of carboxyl groups, an arbitrary crosslinked structure can be formed, and by adjusting the acid value, arbitrary alkali solubility can be realized.
また、上記一般式(1)によって示される共重合体において、Bは、下記一般式(B1)、下記一般式(B2)、下記式(B3)、下記式(B4)、下記式(B5)または下記一般式(B6)により示される構造単位の1種以上を含む。 Further, in the copolymer represented by the above general formula (1), B is the following general formula (B1), the following general formula (B2), the following formula (B3), the following formula (B4), and the following formula (B5). Alternatively, it includes one or more structural units represented by the following general formula (B6).
Bは、上記式(B5)または上記一般式(B6)によって示される構造単位を含むことが好ましく、Bは上記一般式(B6)によって示される構造単位を含むことがより好ましい。これにより耐熱性及び耐薬品性を向上し、さらに、感度を維持することができる。 B preferably contains the structural unit represented by the above formula (B5) or the above general formula (B6), and B more preferably contains the structural unit represented by the above general formula (B6). As a result, heat resistance and chemical resistance can be improved, and sensitivity can be maintained.
上記一般式(B1)、一般式(B2)および一般式(B6)中のR9〜R12を構成する炭素数1以上30以下の有機基は、その構造中にO、N、S、PおよびSiから選択される1以上の原子を含んでいてもよい。
さらに本実施形態において、R9〜R12を構成する有機基は、いずれもカルボキシル基などの酸性官能基を有しないものとすることができる。これにより、共重合体中における酸価の制御を容易にすることができる。
The organic groups having 1 to 30 carbon atoms constituting R 9 to R 12 in the general formula (B1), the general formula (B2) and the general formula (B6) have O, N, S and P in their structures. And one or more atoms selected from Si may be included.
Further, in the present embodiment , none of the organic groups constituting R 9 to R 12 can have an acidic functional group such as a carboxyl group. This makes it possible to easily control the acid value in the copolymer.
本実施形態において、上記一般式(B1)、一般式(B2)および一般式(B6)中のR9〜R12は、それぞれ独立して、炭素数1以上30以下の有機基であり、炭素数1以上15以下の有機基であることが好ましく、炭素数1以上10以下の有機基であることがより好ましく、炭素数1以上6以下の有機基であることが一層好ましい。 In the present embodiment, R 9 to R 12 in the general formula (B1), the general formula (B2) and the general formula (B6) are independently organic groups having 1 to 30 carbon atoms and carbon. It is preferably an organic group having a number of 1 or more and 15 or less, more preferably an organic group having 1 or more and 10 or less carbon atoms, and further preferably an organic group having 1 or more and 6 or less carbon atoms.
本実施形態において、上記一般式(B1)、一般式(B2)および一般式(B6)中のR9〜R12を構成する有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキリデン基、アリール基、アラルキル基、アルカリル基、シクロアルキル基、アルコキシ基およびヘテロ環基が挙げられる。
アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、およびビニル基が挙げられる。アルキニル基としては、エチニル基が挙げられる。アルキリデン基としては、例えばメチリデン基、およびエチリデン基が挙げられる。アリール基としては、例えばトリル基、キシリル基、フェニル基、ナフチル基、およびアントラセニル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えばベンジル基、およびフェネチル基が挙げられる。アルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロオクチル基が挙げられる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基及びt−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基が挙げられる。ヘテロ環基としては、例えばエポキシ基、およびオキセタニル基が挙げられる。
In the present embodiment, examples of the organic group constituting R 9 to R 12 in the general formula (B1), the general formula (B2) and the general formula (B6) include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and an alkylidene. Examples include groups, aryl groups, aralkyl groups, alkaline groups, cycloalkyl groups, alkoxy groups and heterocyclic groups.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group and a heptyl group. Examples include octyl group, nonyl group, and decyl group. Examples of the alkenyl group include an allyl group, a pentenyl group, and a vinyl group. Examples of the alkynyl group include an ethynyl group. Examples of the alkylidene group include a methylidene group and an ethylidene group. Examples of the aryl group include a tolyl group, a xsilyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and an anthrasenyl group. Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenethyl group. Examples of the alkaline group include a tolyl group and a xsilyl group. Examples of the cycloalkyl group include an adamantyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an s-butoxy group, an isobutoxy group and a t-butoxy group, an n-pentyloxy group and a neopentyloxy group. , N-hexyloxy group. Examples of the heterocyclic group include an epoxy group and an oxetanyl group.
上記一般式(1)によって示される共重合体において、Xは、架橋剤と反応する官能基を含む有機基である。これにより、共重合体の少なくとも一方の末端において、架橋構造を形成することができる。 In the copolymer represented by the general formula (1), X is an organic group containing a functional group that reacts with a cross-linking agent. Thereby, a crosslinked structure can be formed at at least one end of the copolymer.
上記一般式(1)によって示される共重合体において、Xは、架橋剤と反応する官能基を含む炭素数1以上30以下の有機基であってもよく、炭素数1以上15以下の有機基であることが好ましく、炭素数1以上10以下の有機基であることが更に好ましく、炭素数1以上8以下の有機基であることが一層好ましく、炭素数1以上7以下の有機基であることが殊更好ましい。 In the copolymer represented by the general formula (1), X may be an organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms including a functional group that reacts with a cross-linking agent, and an organic group having 1 or more and 15 or less carbon atoms. It is more preferably an organic group having 1 or more and 10 or less carbon atoms, further preferably an organic group having 1 or more and 8 or less carbon atoms, and an organic group having 1 or more and 7 or less carbon atoms. Is particularly preferable.
Xが含む架橋剤と反応する官能基としては、限定されるものではないが、活性水素を含むものであることが好ましい。これにより、感光性樹脂組成物としての性能を損なうことなく、Xの官能基が架橋剤と架橋反応を起こし、架橋構造を形成することが可能となる。
Xが含む、活性水素を含む官能基としては、親水性の官能基であることが好ましい。これにより、架橋剤との反応性を適切に発揮ことができる。したがって、好適な架橋構造を形成することができる。
具体的な活性水素を含む親水性の官能基としては、例えば、カルボキシル基;一級アミノ基、二級アミノ基などのアミノ基;ヒドロキシル基;イミダゾール基、イミダゾリン基などの含窒素複素環基;エステル基、アミド基などの加水分解により酸性基を形成する官能基を挙げることができる。これらの中から、1種以上を含むことができる。
これらのなかでも、カルボキシル基、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、イミダゾリン基、エステル基及びアミド基から成る群より選択される1種以上を含むことが好ましく、カルボキシル基、一級アミノ基及び二級アミノ基から成る群より選択される1種以上を含むことがさらに好ましい。これにより、感光性樹脂組成物としての性能を保ったまま、架橋剤と架橋反応を起こすことが可能となる。また、Xが架橋剤と反応する官能基としてカルボキシル基を含む場合、共重合体と架橋剤との反応性を調節することができる。これにより、適切な架橋構造を作製することができ、未反応の活性水素を生じさせないという点で好適である。
The functional group that reacts with the cross-linking agent contained in X is not limited, but preferably contains active hydrogen. This makes it possible for the functional group of X to undergo a cross-linking reaction with the cross-linking agent to form a cross-linked structure without impairing the performance of the photosensitive resin composition.
The functional group containing active hydrogen contained in X is preferably a hydrophilic functional group. As a result, the reactivity with the cross-linking agent can be appropriately exhibited. Therefore, a suitable crosslinked structure can be formed.
Specific examples of the hydrophilic functional group containing active hydrogen include a carboxyl group; an amino group such as a primary amino group and a secondary amino group; a hydroxyl group; a nitrogen-containing heterocyclic group such as an imidazole group and an imidazoline group; an ester. Examples thereof include functional groups that form acidic groups by hydrolysis of groups, amide groups and the like. Among these, one or more types can be included.
Among these, it is preferable to contain at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a hydroxyl group, an imidazoline group, an ester group and an amide group, and preferably contains a carboxyl group and a primary amino group. And more preferably include one or more selected from the group consisting of secondary amino groups. This makes it possible to cause a cross-linking reaction with the cross-linking agent while maintaining the performance as the photosensitive resin composition. Further, when X contains a carboxyl group as a functional group that reacts with the cross-linking agent, the reactivity between the copolymer and the cross-linking agent can be adjusted. This is preferable in that an appropriate crosslinked structure can be produced and unreacted active hydrogen is not generated.
ここで、Xは、ラジカル重合開始剤に由来する構造単位を含んでもよく、ラジカル重合開始剤に由来する構造単位でもよい。これは、上記一般式(1)によって示される共重合体を合成する際、重合開始剤としてラジカル重合開始剤を用いる場合、ラジカル重合開始剤の構造に由来してXを形成することができるためである。これにより、任意のラジカル重合開始剤を選択することにより、Xとして任意の構造を備える共重合体を合成することができる。
なお、Xがラジカル重合開始剤に由来する構造単位を含むことは、例えば、1H−NMR測定のスペクトルデータにより同定することができる。
Here, X may contain a structural unit derived from a radical polymerization initiator, or may be a structural unit derived from a radical polymerization initiator. This is because when a radical polymerization initiator is used as the polymerization initiator when synthesizing the copolymer represented by the general formula (1), X can be formed from the structure of the radical polymerization initiator. Is. Thereby, by selecting an arbitrary radical polymerization initiator, a copolymer having an arbitrary structure as X can be synthesized.
The fact that X contains a structural unit derived from a radical polymerization initiator can be identified by, for example, 1 H-NMR measurement spectrum data.
上記ラジカル重合開始剤に由来するXの構造としては、限定されるものではないが、具体的には、下記式(X1)から下記式(X5)を挙げることができる。
Xにおける、ラジカル重合開始剤に由来する構造は、下記式(X1)、式(X2)、式(X3)、式(X4)及び式(X5)からなる群で示される1種または2種以上を含むことが好ましい。これは、下記式(X1)〜式(X5)の構造が架橋に寄与することで、より効果的に立体障害を緩和することができるため、より強固な架橋構造を形成することができるためと推測される。
これらの中でも、下記式(X1)または式(X2)を含むことがより好ましい。これにより、耐熱性及び耐薬品性をさらに向上することができる。
The structure of X derived from the radical polymerization initiator is not limited, and specific examples thereof include the following formulas (X1) to (X5).
The structure derived from the radical polymerization initiator in X is one or more represented by the group consisting of the following formula (X1), formula (X2), formula (X3), formula (X4) and formula (X5). Is preferably included. This is because the structures of the following formulas (X1) to (X5) contribute to the cross-linking, so that the steric hindrance can be alleviated more effectively, and thus a stronger cross-linked structure can be formed. Guessed.
Among these, it is more preferable to include the following formula (X1) or formula (X2). Thereby, heat resistance and chemical resistance can be further improved.
上記式(X1)で表される構造は、例えば、ラジカル重合開始剤である4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)を開裂することで形成することができる。上記式(X2)で表される構造は、例えば、ラジカル重合開始剤である2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]を開裂することで形成することができる。上記式(X3)で表される構造は、例えば、ラジカル重合開始剤である2,2'−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル]を開裂することで形成することができる。上記式(X4)で表される構造は、例えば、ラジカル重合開始剤である2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)を開裂することで形成することができる。上記式(X5)で表される構造は、例えば、ラジカル重合開始剤である2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]を開裂することで形成することができる。 The structure represented by the above formula (X1) can be formed, for example, by cleaving 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), which is a radical polymerization initiator. The structure represented by the above formula (X2) is formed, for example, by cleaving 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], which is a radical polymerization initiator. Can be done. The structure represented by the above formula (X3) can be formed, for example, by cleaving 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methyl], which is a radical polymerization initiator. .. The structure represented by the above formula (X4) can be formed, for example, by cleaving 2,2'-azobis (2-methylpropion amidine) which is a radical polymerization initiator. The structure represented by the above formula (X5) can be formed, for example, by cleaving 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] which is a radical polymerization initiator. ..
上記一般式(1)によって示される共重合体において、Yは水素又は炭素数1以上30以下の有機基であり、水素または炭素数1以上15以下の有機基であることが好ましく、水素または炭素数1以上10以下の有機基であることが更に好ましく、水素または炭素数1以上6以下の有機基であることが一層好ましく、水素または炭素数1以上4以下の有機基であることが殊更好ましい。 In the copolymer represented by the general formula (1), Y is hydrogen or an organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms, preferably hydrogen or an organic group having 1 or more and 15 or less carbon atoms, and hydrogen or carbon. It is more preferably an organic group having a number of 1 or more and 10 or less, further preferably hydrogen or an organic group having 1 or more and 6 or less carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen or an organic group having 1 or more and 4 or less carbon atoms. ..
Yは、ラジカル重合開始剤に由来する構造単位、水素、または、連鎖移動剤に由来する構造単位を含んでもよく、ラジカル重合開始剤に由来する構造単位、水素、または、連鎖移動剤に由来する構造単位であってもよい。
これは、上記一般式(1)によって示される共重合体を合成する際、重合開始剤としてラジカル重合開始剤を用いる場合、共重合体の重合反応であるラジカル連鎖反応の停止反応によってYを形成することができるためである。
Y may include a structural unit derived from a radical polymerization initiator, hydrogen, or a structural unit derived from a chain transfer agent, and is derived from a structural unit derived from a radical polymerization initiator, hydrogen, or a chain transfer agent. It may be a structural unit.
This is because when a radical polymerization initiator is used as the polymerization initiator when synthesizing the copolymer represented by the above general formula (1), Y is formed by a termination reaction of the radical chain reaction which is a polymerization reaction of the copolymer. Because it can be done.
ラジカル連鎖反応の停止反応について説明する。ラジカル連鎖反応の停止反応は、ラジカル連鎖反応における共重合体の成長末端、すなわち、成長する共重合体のラジカル部分において、再結合停止または不均化停止と呼ばれる反応機構によって生じる。なお、ラジカル連鎖反応において再結合停止及び不均化停止は競い合って起こる。 The termination reaction of the radical chain reaction will be described. The radical chain reaction termination reaction occurs at the growth end of the copolymer in the radical chain reaction, that is, at the radical portion of the growing copolymer, by a reaction mechanism called recombination termination or disproportionation termination. In the radical chain reaction, recombination termination and disproportionation termination compete with each other.
上記再結合停止は、2つの上記成長する共重合体のラジカル同士が反応する停止反応である。これにより、例えば、n量体の成長する共重合体と、m量体の成長する共重合体が再結合停止を起こす場合、n+m量体の共重合体が生成し、ラジカル連鎖反応は停止する。再結合停止を起こした共重合体のX及びYは、ラジカル重合開始剤に由来する構造単位を含む。すなわち、再結合停止を起こした共重合体において、Yにおける上記ラジカル重合開始剤に由来する構造単位は、上述したXのラジカル重合開始剤に由来する構造単位と同様である。 The rebinding arrest is a termination reaction in which the radicals of the two growing copolymers react with each other. As a result, for example, when the copolymer in which the n-mer grows and the copolymer in which the m-mer grows cause recombination arrest, the copolymer of n + m-mer is generated and the radical chain reaction is stopped. .. The X and Y of the copolymer that has undergone recombination termination contain structural units derived from the radical polymerization initiator. That is, in the copolymer that has undergone recombination termination, the structural unit derived from the radical polymerization initiator in Y is the same as the structural unit derived from the radical polymerization initiator of X described above.
上記不均化停止は、成長する共重合体のラジカルが、他の成長する共重合体、または、溶媒などの分子に移動する停止反応である。これにより、不均化停止を起こした共重合体において、Xは上述したラジカル重合開始剤に由来する構造単位であり、Yは水素である。 The disproportionation termination is a termination reaction in which radicals of a growing copolymer are transferred to another growing copolymer or a molecule such as a solvent. As a result, in the copolymer that has undergone disproportionation termination, X is a structural unit derived from the above-mentioned radical polymerization initiator, and Y is hydrogen.
また、共重合体の合成時に、連鎖移動剤を用いた場合、重合反応であるラジカル連鎖反応において、連鎖移動反応が生じる。連鎖移動反応を起こした共重合体において、共重合体のXは上述したラジカル重合開始剤に由来する構造単位であり、Yは連鎖移動剤に由来する構造単位である。
なお、Yが連鎖移動剤に由来する構造であることは、例えば、連鎖移動剤の添加量と重量平均分子量との関係によって確認することができる。
Further, when a chain transfer agent is used at the time of synthesizing the copolymer, a chain transfer reaction occurs in the radical chain reaction which is a polymerization reaction. In the copolymer that has undergone the chain transfer reaction, X of the copolymer is a structural unit derived from the above-mentioned radical polymerization initiator, and Y is a structural unit derived from the chain transfer agent.
The structure of Y derived from the chain transfer agent can be confirmed, for example, by the relationship between the amount of the chain transfer agent added and the weight average molecular weight.
上記一般式(1)によって示される共重合体において、Yは、架橋剤と反応する官能基を含んでもよい。Yが架橋剤と反応する官能基を含む場合、共重合体の両末端において架橋構造を形成することができる。両方の末端において架橋構造を形成する共重合体は、片方の末端に架橋剤と反応する官能基を含む共重合体と比べて、強固な架橋構造を形成することができる。これにより、耐熱性及び耐薬品性を向上することができる。 In the copolymer represented by the general formula (1), Y may contain a functional group that reacts with a cross-linking agent. When Y contains a functional group that reacts with a cross-linking agent, a cross-linked structure can be formed at both ends of the copolymer. A copolymer that forms a crosslinked structure at both ends can form a stronger crosslinked structure than a copolymer that contains a functional group that reacts with a crosslinker at one end. Thereby, heat resistance and chemical resistance can be improved.
また、Yが含む架橋剤と反応する官能基としては、限定されるものではないが、活性水素を含む官能基であることが好ましい。これにより、Xが活性水素を含む官能基を含む場合、Xの該官能基及び架橋剤が起こす反応と同様の反応機構によって、Yが含む架橋剤と反応する官能基及び架橋剤が架橋反応を起こす。したがって、共重合体の両方の末端で均一な反応性を生じさせることができ、架橋構造をより強固に形成することができる。 The functional group that reacts with the cross-linking agent contained in Y is not limited, but is preferably a functional group containing active hydrogen. As a result, when X contains a functional group containing active hydrogen, the functional group and the cross-linking agent that react with the cross-linking agent contained in Y undergo a cross-linking reaction by the same reaction mechanism as the reaction caused by the functional group and the cross-linking agent of X. Wake up. Therefore, uniform reactivity can be generated at both ends of the copolymer, and the crosslinked structure can be formed more firmly.
Yの上記活性水素を含む官能基としては、親水性の官能基であることが好ましい。これにより、架橋剤との反応性を適切に発揮することができる。したがって、好適な架橋構造を形成することができる。
具体的な活性水素を含む親水性の官能基としては、カルボキシル基;一級アミノ基、二級アミノ基などのアミノ基;ヒドロキシル基;イミダゾール基、イミダゾリン基などの含窒素複素環基;エステル基、アミド基などの加水分解により酸性基を形成する官能基を挙げることができる。これらの中から、1種以上を含むことができる。
これらのなかでも、カルボキシル基、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、イミダゾリン基、エステル基及びアミド基から成る群より選択される1種以上を含むことが好ましく、カルボキシル基、一級アミノ基及び二級アミノ基から成る群より選択される1種以上を含むことがさらに好ましい。これにより、感光性樹脂組成物としての性能を損なうことなく、架橋剤と架橋反応を起こすことが可能となる。また、Yが架橋剤と反応する官能基としてカルボキシル基を含む場合、共重合体と架橋剤との反応性を調節することができる。これにより、適切な架橋構造を作製することができ、未反応の活性水素を生じさせないという点で不都合がない。
The functional group containing the active hydrogen of Y is preferably a hydrophilic functional group. Thereby, the reactivity with the cross-linking agent can be appropriately exhibited. Therefore, a suitable crosslinked structure can be formed.
Specific examples of the hydrophilic functional group containing active hydrogen include a carboxyl group; an amino group such as a primary amino group and a secondary amino group; a hydroxyl group; a nitrogen-containing heterocyclic group such as an imidazole group and an imidazoline group; an ester group. Examples thereof include functional groups that form acidic groups by hydrolysis such as amide groups. Among these, one or more types can be included.
Among these, it is preferable to contain at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a hydroxyl group, an imidazoline group, an ester group and an amide group, and preferably contains a carboxyl group and a primary amino group. And more preferably include one or more selected from the group consisting of secondary amino groups. This makes it possible to cause a cross-linking reaction with the cross-linking agent without impairing the performance of the photosensitive resin composition. Further, when Y contains a carboxyl group as a functional group that reacts with the cross-linking agent, the reactivity between the copolymer and the cross-linking agent can be adjusted. As a result, an appropriate crosslinked structure can be produced, and there is no inconvenience in that unreacted active hydrogen is not generated.
Xの含む架橋剤と反応する官能基及びYの含む架橋剤と反応する官能基は同一であることが好ましい。これにより、共重合体の両末端における反応性を均一にし、適切な架橋構造を形成することができる。 It is preferable that the functional group that reacts with the cross-linking agent contained in X and the functional group that reacts with the cross-linking agent contained in Y are the same. As a result, the reactivity at both ends of the copolymer can be made uniform and an appropriate crosslinked structure can be formed.
Yのラジカル重合開始剤に由来する構造単位としては、限定されるものではないが、Xのラジカル重合開始剤に由来する構造単位と同様にすることができる。 The structural unit derived from the radical polymerization initiator of Y is not limited, but may be the same as the structural unit derived from the radical polymerization initiator of X.
連鎖移動剤に由来するYの構造としては、限定されるものではないが、下記式(Y1)、式(Y2)式(Y3)、式(Y4)及び式(Y5)からなる群で示される構造単位の1種または2種以上を含むことが好ましい。これにより、耐熱性及び耐薬品性を向上することができる。これは、下記式(Y1)〜式(Y5)の構造単位が架橋に寄与することで、より効果的に立体障害を緩和することができるため、より強固な架橋構造を形成することができるためと推測される。 The structure of Y derived from the chain transfer agent is not limited, but is represented by a group consisting of the following formulas (Y1), (Y2), (Y3), (Y4) and (Y5). It preferably contains one or more structural units. Thereby, heat resistance and chemical resistance can be improved. This is because the structural units of the following formulas (Y1) to (Y5) contribute to cross-linking, so that steric hindrance can be alleviated more effectively, and a stronger cross-linked structure can be formed. It is presumed.
上記式(Y1)及び式(Y2)で表される構造は、例えば、連鎖移動剤である2−{[(2−カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸を用いることで形成できる。上記式(Y3)で表される構造は、例えば、連鎖移動剤であるトリチオ炭酸ビス{4−[エチル−(2−ヒドロキシエチル)カルバモイル]ベンジル}を用いることで形成できる。上記式(Y4)及び式(Y5)で表される構造は、例えば、連鎖移動剤である4−[(2−カルボキシエチルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]−4−シアノペンタン酸を用いることで形成できる。 The structures represented by the above formulas (Y1) and (Y2) can be formed, for example, by using a chain transfer agent 2-{[(2-carboxyethyl) sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl} propionic acid. The structure represented by the above formula (Y3) can be formed by using, for example, trithiocarbonate bis {4- [ethyl- (2-hydroxyethyl) carbamoyl] benzyl} which is a chain transfer agent. The structures represented by the above formulas (Y4) and (Y5) can be formed, for example, by using a chain transfer agent 4-[(2-carboxyethyl sulfanylthiocarbonyl) sulfanyl] -4-cyanopentanoic acid. ..
Yは、連鎖移動剤に由来する構造を含んでもよい。これは、上記一般式(1)によって示される共重合体を合成する際、連鎖移動剤の構造に由来してYの構造を形成することができるためである。 Y may include a structure derived from a chain transfer agent. This is because when the copolymer represented by the general formula (1) is synthesized, the structure of Y can be formed from the structure of the chain transfer agent.
X及びYは、架橋剤と反応する官能基として、それぞれ、カルボキシル基を含むことが好ましい。これにより、詳細なメカニズムは定かではないが、架橋剤との反応性を、共重合体の両末端で同程度にすることが可能になり、より密な架橋構造を形成することが可能になる。 It is preferable that X and Y each contain a carboxyl group as a functional group that reacts with the cross-linking agent. As a result, although the detailed mechanism is not clear, the reactivity with the cross-linking agent can be made similar at both ends of the copolymer, and a denser cross-linked structure can be formed. ..
本実施形態に係る共重合体のMw(重量平均分子量の下限値は、適切な架橋構造を形成する観点から、例えば、2000以上でもよく、2500以上であることが好ましく、3000以上であることが更に好ましい。また下限値と同様の観点から、共重合体のMwの上限値は、例えば、12000以下でもよく、11000以下であることが好ましく、10000以下であることが更に好ましい。
また、本実施形態に係る共重合体の多分散度の上限値は、共重合体の分子鎖毎の物性を均一にし、共重合体を含む感光性樹脂組成物からなる樹脂膜の形状を良好なものにする観点から、例えば、2.5以下であって、2.2以下とするのが好ましく、2.0以下とするのが更に好ましく、1.5以下とするのが一層好ましい。また、上限値と同様の観点から、共重合体の多分散度の下限値は、例えば、1.0以上とすることが好ましい。
なお、多分散度はMw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)によって表され、分子量分布の幅を示す分散度を意味する。
From the viewpoint of forming an appropriate crosslinked structure, the lower limit of the Mw (weight average molecular weight) of the copolymer according to the present embodiment may be, for example, 2000 or more, preferably 2500 or more, and 3000 or more. Further, from the same viewpoint as the lower limit value, the upper limit value of Mw of the copolymer may be, for example, 12000 or less, preferably 11000 or less, and further preferably 10000 or less.
Further, the upper limit of the polydispersity of the copolymer according to the present embodiment makes the physical properties of each molecular chain of the copolymer uniform, and the shape of the resin film made of the photosensitive resin composition containing the copolymer is good. For example, it is preferably 2.5 or less, preferably 2.2 or less, more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.5 or less. Further, from the same viewpoint as the upper limit value, the lower limit value of the polydispersity of the copolymer is preferably 1.0 or more, for example.
The degree of polydispersity is represented by Mw (weight average molecular weight) / Mn (number average molecular weight), and means the degree of dispersion indicating the width of the molecular weight distribution.
なお、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、例えばGPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求めた、ポリスチレン換算値を用いる。測定条件は、例えば以下の通りである。
東ソー社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC−8320GPC
カラム:東ソー社製TSK−GEL Supermultipore HZ−M
検出器:液体クロマトグラム用RI検出器
測定温度:40℃
溶媒:THF
試料濃度:2.0mg/ミリリットル
For the weight average molecular weight (Mw), the number average molecular weight (Mn), and the molecular weight distribution (Mw / Mn), polystyrene-equivalent values obtained from, for example, a calibration curve of standard polystyrene (PS) obtained by GPC measurement are used. The measurement conditions are as follows, for example.
Tosoh gel permeation chromatography device HLC-8320GPC
Column: Tosoh TSK-GEL Supermultipore HZ-M
Detector: RI detector for liquid chromatogram Measurement temperature: 40 ° C
Solvent: THF
Sample concentration: 2.0 mg / ml
本実施形態に係る共重合体は、例えばGPC(Gel Permeation Chromatography)により得られる分子量分布曲線において、分子量1000以下におけるピーク面積が、全体の1%以下としてもよい。
このように、GPCにより得られる分子量分布曲線の分子量1000以下におけるピーク面積の比率を上記範囲とすることにより、共重合体を含む樹脂組成物からなる膜のパターン形状を良好なものとすることができる。そのため、当該膜を永久膜として備える液晶表示装置、固体撮像素子については、その動作信頼性を向上させることが可能となる。
なお、共重合体における低分子量成分の量の下限は、限定されない。しかし、本実施形態に係る共重合体は、GPCにより得られる分子量分布曲線において分子量1000以下におけるピーク面積が全体の0.01%以上である場合を許容するものである。
なお、共重合体中における低分子量成分量は、例えばGPC測定により得られた分子量に関するデータに基づき、分子量分布全体の面積に占める、分子量1000以下に該当する成分の面積総和の割合から算出される。
In the copolymer according to the present embodiment, for example, in the molecular weight distribution curve obtained by GPC (Gel Permeation Chromatography), the peak area at a molecular weight of 1000 or less may be 1% or less of the whole.
As described above, by setting the ratio of the peak area of the molecular weight distribution curve obtained by GPC to the molecular weight of 1000 or less within the above range, the pattern shape of the film made of the resin composition containing the copolymer can be improved. it can. Therefore, it is possible to improve the operation reliability of a liquid crystal display device and a solid-state image sensor having the film as a permanent film.
The lower limit of the amount of the low molecular weight component in the copolymer is not limited. However, the copolymer according to the present embodiment allows a case where the peak area at a molecular weight of 1000 or less is 0.01% or more of the whole in the molecular weight distribution curve obtained by GPC.
The amount of the low molecular weight component in the copolymer is calculated from the ratio of the total area of the components corresponding to the molecular weight of 1000 or less to the total area of the molecular weight distribution based on the data on the molecular weight obtained by, for example, GPC measurement. ..
(共重合体の製造方法)
本実施形態に係る共重合体は、例えば、以下のように製造される。
まず、重合工程(S1)によって、共重合体を重合する。次いで、低分子量成分除去工程(S2)によって、低分子量成分を除去し、共重合体を主成分とする共重合体を得る。
さらに、モノマーBが、無水マレイン酸を含む場合、上記重合工程(S1)の後、上記低分子量成分除去工程(S2)の前に、開環工程(S3)及び洗浄工程(S4)を行ってもよい。開環工程(S3)によって、共重合体における、無水マレイン酸単位の一部を開環する。また、洗浄工程(S4)によって、上記開環工程(S3)で開環に用いた塩基としての金属アルコキシド、または、アルコールおよび塩基としてのアルカリ金属の水酸化物由来の残留金属成分を洗浄する。
以下、各工程の詳細について説明する。
(Method for producing copolymer)
The copolymer according to this embodiment is produced, for example, as follows.
First, the copolymer is polymerized by the polymerization step (S1). Next, the low molecular weight component removal step (S2) removes the low molecular weight component to obtain a copolymer containing the copolymer as a main component.
Further, when the monomer B contains maleic anhydride, a ring-opening step (S3) and a washing step (S4) are performed after the polymerization step (S1) and before the low molecular weight component removing step (S2). May be good. In the ring-opening step (S3), a part of the maleic anhydride unit in the copolymer is opened. In addition, the washing step (S4) cleans the metal alkoxide as the base used for the ring opening in the ring opening step (S3), or the residual metal component derived from the hydroxide of the alkali metal as the alcohol and the base.
The details of each step will be described below.
(重合工程(S1))
まず、共重合体を重合する重合工程について説明する。
はじめに、ノルボルネン型モノマーと、無水マレイン酸、マレイミド及びマレイミド誘導体からなる群より選択される1種以上と、を用意する。また、ノルボルネン型モノマーは1種を用意してもよいし、2種以上を用意してもよい。
上記一般式(1)で示される共重合体において、Aは、上記ノルボルネン型モノマー由来の構造単位となる。また、Bは、無水マレイン酸、マレイミド及びマレイミド誘導体からなる群より選択される1種以上由来の構造単位となる。
(Polymerization step (S1))
First, the polymerization step of polymerizing the copolymer will be described.
First, a norbornene-type monomer and one or more selected from the group consisting of maleic anhydride, maleimide and maleimide derivatives are prepared. Further, one type of norbornene type monomer may be prepared, or two or more types may be prepared.
In the copolymer represented by the general formula (1), A is a structural unit derived from the norbornene-type monomer. Further, B is a structural unit derived from one or more selected from the group consisting of maleic anhydride, maleimide and maleimide derivatives.
モノマーAとしては、下記式(2)で示されるモノマーA1または下記式(3)で示されるモノマーA2を用いることができる。モノマーAとしてはモノマーA1またはモノマーA2を含んでもよいし、モノマーA1及びモノマーA2を含んでもよい。
なお、下記式(2)において、R1〜R4は、上述した一般式(A1)のR1〜R4と同様とすることができる。また、下記式(3)において、R5〜R8は上述した一般式(A2)のR5〜R8と同様とすることができる。
As the monomer A, the monomer A1 represented by the following formula (2) or the monomer A2 represented by the following formula (3) can be used. The monomer A may contain a monomer A1 or a monomer A2, or may contain a monomer A1 and a monomer A2.
In Formula (2), R 1 ~R 4 may be the same as R 1 to R 4 in the general formula (A1) described above. Further, in the following formula (3) may be R 5 to R 8 are the same as R 5 to R 8 of general formula (A2) as described above.
上記式(2)で示されるモノマーA1としては、具体的には、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ビシクロ[2.2.1]−ヘプト−2−エン(慣用名:2−ノルボルネン)、5−メチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−ヘキシル−2−ノルボルネン、5−デシル−2−ノルボルネン、5−アリル−2−ノルボルネン、5−(2−プロペニル)−2−ノルボルネン、5−(1−メチル−4−ペンテニル)−2−ノルボルネン、5−エチニル−2−ノルボルネン、5−ベンジル−2−ノルボルネン、5−フェネチル−2−ノルボルネン、2−アセチル−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物等が挙げられる。
上記式(2)で示されるモノマーA1としては、これらのうち1種または2種以上を使用できる。
Specific examples of the monomer A1 represented by the above formula (2) include norbornene, norbornene, bicyclo [2.2.1] -hept-2-ene (common name: 2-norbornene), and 5-methyl-2. -Norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene, 5-hexyl-2-norbornene, 5-decyl-2-norbornene, 5-allyl-2-norbornene, 5- (2-propenyl) -2-norbornene, 5- (1-methyl-4-pentenyl) -2-norbornene, 5-ethynyl-2-norbornene, 5-benzyl-2-norbornene, 5-phenethyl-2-norbornene, 2-acetyl-5 -Norbornene, methyl 5-norbornene-2-carboxylate, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride and the like can be mentioned.
As the monomer A1 represented by the above formula (2), one or more of these can be used.
上記式(3)で示されるモノマーA2としては、具体的には、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸モノメチル及び5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸モノエチルなどが挙げられる。モノマーA2としては、これらのうち1種または2種以上を使用できる。中でも、架橋構造を形成する観点、及び、アルカリ可溶性制御の観点から、5−ノルボルネン−2−カルボン酸を使用することが好ましい。 Specific examples of the monomer A2 represented by the above formula (3) include 5-norbornene-2-carboxylic acid, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid monomethyl and Examples thereof include monoethyl 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid. As the monomer A2, one or more of these can be used. Above all, it is preferable to use 5-norbornene-2-carboxylic acid from the viewpoint of forming a crosslinked structure and controlling alkali solubility.
モノマーBは無水マレイン酸、マレイミド及び下記式(4)で示されるマレイミド誘導体からなる群より選択される1種または2種以上のモノマーであって、マレイミド及び下記式(4)で示されるマレイミド誘導体からなる群より選択される1種または2種以上のモノマーであることが好ましく、下記式(4)で示されるマレイミド誘導体であることが更に好ましい。下記式(4)で示されるマレイミド誘導体を用いることで、耐熱性及び耐薬品性を向上させることができる。
また、下記式(4)において、R12は上記一般式(B6)のR12と同様とすることができる。
Monomer B is one or more monomers selected from the group consisting of maleic anhydride, maleimide and the maleimide derivative represented by the following formula (4), and is maleimide and the maleimide derivative represented by the following formula (4). It is preferably one or more monomers selected from the group consisting of, and more preferably a maleimide derivative represented by the following formula (4). By using the maleimide derivative represented by the following formula (4), heat resistance and chemical resistance can be improved.
Further, in the following formula (4), R 12 may be the same as R 12 in formula (B6).
上記式(4)で示されるマレイミド誘導体としては、例えば、N−メチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(4−アミノフェニル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−tert−ブチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N―(2―ヒドロキシエチル)マレイミド、N−メトキシカルボニルマレイミド、3−マレイミドプロピオン酸、4−マレイミド酪酸及び6−マレイミドヘキサン酸が挙げられる。これらのなかでも、N−メチルマレイミドを用いるのが好ましい。これにより、耐熱性、耐薬品性を向上させることができる。 Examples of the maleimide derivative represented by the above formula (4) include N-methylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N- (4-aminophenyl) maleimide, N-benzylmaleimide, and N-tert-butyl. Included are maleimide, N-ethylmaleimide, N- (2-hydroxyethyl) maleimide, N-methoxycarbonylmaleimide, 3-maleimide propionic acid, 4-maleimide butyric acid and 6-maleimidohexanoic acid. Among these, it is preferable to use N-methylmaleimide. Thereby, heat resistance and chemical resistance can be improved.
次いで、モノマーAと、モノマーBとを付加重合して共重合体を合成する。
なお、モノマーA及びモノマーBとして、それぞれ1種または2種以上の種類のモノマーを用いることを制限するものではない。
付加重合の方法としては限定されないが、本実施形態においては、ラジカル重合開始剤を用いたラジカル重合により共重合体を合成する。
ラジカル重合開始剤を用いた付加重合することにより、モノマーAに由来する構造単位と、モノマーBに由来する構造単位とを備え、ラジカル重合開始剤に由来する末端を備える共重合体を合成することができる。
ここで、モノマーA1に由来する構造単位は上記一般式(A1)である。また、モノマーA2に由来する構造単位は上記一般式(A2)である。
さらに、モノマーBとして、無水マレイン酸、マレイミド、上記式(4)によって示されるマレイミド誘導体を用いることで、それぞれ、上記式(B3)、上記式(B5)、上記一般式(B6)の構造単位を有する共重合体を得ることができる。
Next, the monomer A and the monomer B are addition-polymerized to synthesize a copolymer.
It should be noted that the use of one type or two or more types of monomers as the monomer A and the monomer B is not limited.
The method of addition polymerization is not limited, but in the present embodiment, a copolymer is synthesized by radical polymerization using a radical polymerization initiator.
By addition polymerization using a radical polymerization initiator, a copolymer having a structural unit derived from monomer A and a structural unit derived from monomer B and having a terminal derived from the radical polymerization initiator is synthesized. Can be done.
Here, the structural unit derived from the monomer A1 is the above general formula (A1). The structural unit derived from the monomer A2 is the above general formula (A2).
Further, by using maleic anhydride, maleimide, and the maleimide derivative represented by the above formula (4) as the monomer B, the structural units of the above formula (B3), the above formula (B5), and the above general formula (B6), respectively. A copolymer having the above can be obtained.
共重合体中のモノマーAと、モノマーBとのモル比は、0.5:1〜1:0.5であることが好ましい。なお、上記0.5:1〜1:0.5とは、0.5:1及び1:0.5を含む。これらのなかでも、分子構造制御性向上の観点から、モル比は1:1であることが好ましい。
モノマーAと、モノマーBと、ラジカル重合開始剤とを溶媒に溶解し、その後、所定時間加熱することで、付加重合を進行させる。加熱温度は、例えば、50℃以上80℃以下であり、加熱時間は10時間以上20時間以下である。
なお、付加重合においては、連鎖移動剤などの添加剤を、感光性樹脂組成物に必要な性能に応じて加えることを制限するものではない。連鎖移動剤を添加することで、共重合体の末端構造を制御し、架橋剤と反応する官能基を共重合体末端に導入することが好ましい。
The molar ratio of monomer A to monomer B in the copolymer is preferably 0.5: 1 to 1: 0.5. The above 0.5: 1 to 1: 0.5 includes 0.5: 1 and 1: 0.5. Among these, the molar ratio is preferably 1: 1 from the viewpoint of improving the controllability of the molecular structure.
Addition polymerization is allowed to proceed by dissolving the monomer A, the monomer B, and the radical polymerization initiator in a solvent and then heating for a predetermined time. The heating temperature is, for example, 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and the heating time is 10 hours or longer and 20 hours or lower.
In addition, the addition polymerization does not limit the addition of additives such as chain transfer agents according to the performance required for the photosensitive resin composition. It is preferable to control the terminal structure of the copolymer by adding a chain transfer agent and introduce a functional group that reacts with the cross-linking agent into the terminal of the copolymer.
ラジカル重合開始剤としては、共重合体末端の一方であるXに、架橋剤と反応する官能基を導入するものであれば限定されず、アゾ化合物または過酸化物を用いることができる。これらの中でも、アゾ化合物を用いることが好ましい。
アゾ化合物としては、具体的には、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2'−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル]などのカルボキシル基を有するラジカル重合開始剤;2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)、2,2'−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]などのアミノ基を有するラジカル重合開始剤;2,2'−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]などのヒドロキシ基を有するラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの中でも、カルボキシル基を有するラジカル重合開始剤を用いることが好ましく、その中でも、4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)を用いることがさらに好ましい。これにより、耐熱性及び耐薬品性を向上することができる。
The radical polymerization initiator is not limited as long as it introduces a functional group that reacts with a cross-linking agent into X, which is one of the ends of the copolymer, and an azo compound or a peroxide can be used. Among these, it is preferable to use an azo compound.
Specifically, the azo compound has a carboxyl group such as 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) and 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methyl]. Radical polymerization initiator; Radical polymerization initiator having an amino group such as 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine), 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane]; Examples thereof include radical polymerization initiators having a hydroxy group such as 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide]. Among these, it is preferable to use a radical polymerization initiator having a carboxyl group, and among them, it is more preferable to use 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid). Thereby, heat resistance and chemical resistance can be improved.
ラジカル重合開始剤の添加量(モル数)は、モノマーA及びモノマーBの合計モル数の1%以上10%以下とすることが好ましい。ラジカル重合開始剤の量を前記範囲内で適宜設定し、かつ、反応温度、反応時間を適宜設定することで、得られる共重合体の重量平均分子量(Mw)を調整することができる。 The amount (number of moles) of the radical polymerization initiator added is preferably 1% or more and 10% or less of the total number of moles of the monomer A and the monomer B. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained copolymer can be adjusted by appropriately setting the amount of the radical polymerization initiator within the above range and appropriately setting the reaction temperature and the reaction time.
連鎖移動剤としては、限定されるものではないが、架橋剤と反応する官能基を含むものが好ましい。これにより、共重合体末端の一方であるYに架橋剤と反応する官能基を導入することができる。したがって、共重合体の両末端であるX及びYに、架橋剤と反応する官能基を含む共重合体の数を、該連鎖移動剤を用いない場合と比べて増やすことができる。なぜなら、上記停止反応に加えて、連鎖移動反応が生じ、再結合停止、不均化停止及び連鎖移動反応が競い合って起こるためである。これにより、架橋構造をより密に形成し、耐熱性及び耐薬品性を向上することができる。
このような、架橋剤と反応する官能基を含む連鎖移動剤としては、具体的には、2−{[(2−カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸及び4−[(2−カルボキシエチルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]−4−シアノペンタン酸などのカルボキシル基を有する連鎖移動剤、トリチオ炭酸ビス{4−[エチル−(2−ヒドロキシエチル)カルバモイル]ベンジル}などのヒドロキシル基を有する連鎖移動剤などが挙げられる。これらのなかでも、カルボキシル基を有する連鎖移動剤が好ましい。
The chain transfer agent is preferably, but not limited to, one containing a functional group that reacts with the cross-linking agent. This makes it possible to introduce a functional group that reacts with the cross-linking agent into Y, which is one of the ends of the copolymer. Therefore, the number of copolymers containing a functional group that reacts with a cross-linking agent at both ends of the copolymer, X and Y, can be increased as compared with the case where the chain transfer agent is not used. This is because, in addition to the above-mentioned stop reaction, a chain transfer reaction occurs, and recombination stop, disproportionation stop, and chain transfer reaction compete with each other. As a result, the crosslinked structure can be formed more densely, and heat resistance and chemical resistance can be improved.
Specific examples of the chain transfer agent containing a functional group that reacts with the cross-linking agent include 2-{[(2-carboxyethyl) sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl} propanoic acid and 4-[(2-carboxyl). Ethyl sulfanylthiocarbonyl) Sulfanyl] -4-cyanopentanoic acid and other carboxyl group chain transfer agents, trithiocarbonate bis {4- [ethyl- (2-hydroxyethyl) carbamoyl] benzyl} and other hydroxyl group chain transfer Examples include agents. Among these, a chain transfer agent having a carboxyl group is preferable.
連鎖移動剤の添加量(モル数)は、モノマーA及びモノマーBの合計モル数の1%以上10%以下とすることが好ましい。重合開始剤の量を前記範囲内で適宜設定し、かつ、反応温度、反応時間を適宜設定することで、得られる共重合体の重量平均分子量(Mw)を調整することができる。 The amount of the chain transfer agent added (number of moles) is preferably 1% or more and 10% or less of the total number of moles of the monomer A and the monomer B. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained copolymer can be adjusted by appropriately setting the amount of the polymerization initiator within the above range and appropriately setting the reaction temperature and the reaction time.
溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、トルエン等のうち、1種または2種以上を使用することができる。 As the solvent, for example, one or more of diethyl ether, tetrahydrofuran, toluene and the like can be used.
この重合工程により、モノマーAに由来する構造単位と、モノマーBに由来する構造単位とを備え、ラジカル重合開始剤に由来する末端を備える共重合体を合成することができる。 By this polymerization step, a copolymer having a structural unit derived from monomer A and a structural unit derived from monomer B and having a terminal derived from a radical polymerization initiator can be synthesized.
(低分子量成分除去工程(S2))
次に、共重合体と、残留モノマーおよびオリゴマー等の低分子量成分とが含まれた前記有機層を、濃縮した後、THF等の有機溶媒に再度溶解させる。そして、この溶液に、ヘキサンおよびメタノールを加えて、共重合体を含む共重合体を凝固沈殿させる。ここで、低分子量成分としては、残留モノマー、オリゴマー、さらには、重合開始剤等が含まれる。次いで、ろ過を行い、得られた凝固物を、乾燥させる。これにより、低分子量成分が除去された共重合体を主成分(主生成物)とする共重合体を得ることができる。
本実施形態においては、当該低分子量成分除去工程(S2)において、共重合体中における分子量1000以下の低核体含有率が1%以下になるまで抽出操作を繰り返すことが好ましい。これにより、共重合体中における低分子量成分の量を、硬化時における膜のパターン変形を抑制するために十分な程度に低減することができる。
(Low molecular weight component removing step (S2))
Next, the organic layer containing the copolymer and low molecular weight components such as residual monomers and oligomers is concentrated and then dissolved again in an organic solvent such as THF. Then, hexane and methanol are added to this solution to coagulate and precipitate the copolymer containing the copolymer. Here, the low molecular weight component includes a residual monomer, an oligomer, a polymerization initiator and the like. Then, filtration is performed and the obtained coagulated product is dried. As a result, it is possible to obtain a copolymer containing the copolymer from which the low molecular weight component has been removed as the main component (main product).
In the present embodiment, in the low molecular weight component removing step (S2), it is preferable to repeat the extraction operation until the content of low nuclei having a molecular weight of 1000 or less in the copolymer becomes 1% or less. Thereby, the amount of the low molecular weight component in the copolymer can be reduced to a sufficient extent to suppress the pattern deformation of the film at the time of curing.
なお、モノマーBが無水マレイン酸を含む場合、上記重合工程(S1)の後、上記低分子量成分除去工程(S2)の前に開環工程(S3)及び洗浄工程(S4)を行ってもよい。以下、説明する。 When the monomer B contains maleic anhydride, the ring-opening step (S3) and the washing step (S4) may be performed after the polymerization step (S1) and before the low molecular weight component removing step (S2). .. This will be described below.
(開環工程(S3))
開環工程では、得られた共重合体において、無水マレイン酸に由来する構造単位のうち、一部の繰り返し単位を閉環した状態としながら、残りの繰り返し単位を開環する。これにより、共重合体中におけるカルボキシル基の量を調整することができる。すなわち、作製される共重合体における酸価の制御が可能となる。そして、酸価の制御をすることによって、感光性樹脂組成物のアルカリ可溶性を調整することができる。
本実施形態においては、共重合体の無水マレイン酸由来の繰り返し単位のうち、例えば50%以上の繰り返し単位を開環せずに、前記残りの繰り返し単位の環状構造(無水環)を開環する。すなわち、共重合体の開環率は、例えば50%未満である。なかでも、共重合体の無水マレイン酸由来の環状構造の繰り返し単位の全個数のうち、10%以上30%以下の繰り返し単位を開環することが好ましい。
(Ring-opening step (S3))
In the ring-opening step, in the obtained copolymer, among the structural units derived from maleic anhydride, some repeating units are ring-closed and the remaining repeating units are ring-opened. Thereby, the amount of carboxyl groups in the copolymer can be adjusted. That is, the acid value of the produced copolymer can be controlled. Then, by controlling the acid value, the alkali solubility of the photosensitive resin composition can be adjusted.
In the present embodiment, among the repeating units derived from maleic anhydride of the copolymer, for example, 50% or more of the repeating units are not ring-opened, and the cyclic structure (anhydrous ring) of the remaining repeating units is opened. .. That is, the ring-opening rate of the copolymer is, for example, less than 50%. Among them, it is preferable to open the ring of 10% or more and 30% or less of the total number of repeating units of the cyclic structure derived from maleic anhydride of the copolymer.
ここで、無水マレイン酸由来の繰り返し単位の開環率は以下のようにして計測することができる。
開環前の共重合体の酸無水物構造における(C=O)のIR吸収強度(Abs1)を測定し、開環後の酸無水物構造における(C=O)のIR吸収強度(Abs2)より以下式にて開環率を算出する。
開環率(%)=(((Abs1)−(Abs2))/(Abs1))×100
なお、内部標準物質としてアセトニトリルを用いる。
Here, the ring-opening rate of the repeating unit derived from maleic anhydride can be measured as follows.
The IR absorption intensity (Abs1) of (C = O) in the acid anhydride structure of the copolymer before ring opening was measured, and the IR absorption intensity (Abs2) of (C = O) in the acid anhydride structure after ring opening was measured. The ring-opening rate is calculated by the following formula.
Ring-opening rate (%) = (((Abs1)-(Abs2)) / (Abs1)) × 100
Acetonitrile is used as an internal standard substance.
具体的には、
(i)塩基としての金属アルコキシド
(ii)アルコールおよび塩基としてのアルカリ金属の水酸化物
のいずれか一方を、前記重合工程において、前記共重合体が重合された反応液に添加するとともに、メチルエチルケトン(MEK)等の有機溶媒をさらに添加し、40℃以上50℃以下で1時間以上5時間以下攪拌して、反応液L1を得る。反応液L1中では、共重合体の無水マレイン酸由来の繰り返し単位の一部の無水環が開環するとともに、開環することで形成された一部の末端がエステル化される。なお、残りの末端はエステル化されずに、金属塩構造となる。
In particular,
(I) Metal alkoxide as a base (ii) Either alcohol or an alkali metal hydroxide as a base is added to the reaction solution in which the copolymer is polymerized in the polymerization step, and methyl ethyl ketone (i) is added to the reaction solution. An organic solvent such as MEK) is further added, and the mixture is stirred at 40 ° C. or higher and 50 ° C. or lower for 1 hour or more and 5 hours or less to obtain a reaction solution L1. In the reaction solution L1, a part of the anhydrous ring of the repeating unit derived from maleic anhydride of the copolymer is opened, and a part of the terminal formed by the ring opening is esterified. The remaining ends are not esterified and have a metal salt structure.
本実施形態において、金属アルコキシドあるいはアルカリ金属の水酸化物のモル数は、重合工程で使用した無水マレイン酸のモル数の50%以下とすることが好ましい。なかでも、金属アルコキシドあるいはアルカリ金属の水酸化物のモル数は、重合工程で使用した無水マレイン酸のモル数の40%以下、10%以上とすることが好ましく、さらには、30%以下とすることが好ましい。このようにすることで、金属アルコキシドあるいはアルカリ金属の水酸化物の量を少なくすることができ、最終的に得られる共重合体中のアルカリ金属濃度を低減することができる。
共重合体中のアルカリ金属濃度を低減することで、この共重合体を使用したデバイスを形成した際に、金属イオンのマイグレートを抑制することができる。
In the present embodiment, the number of moles of the metal alkoxide or alkali metal hydroxide is preferably 50% or less of the number of moles of maleic anhydride used in the polymerization step. Among them, the number of moles of the metal alkoxide or alkali metal hydroxide is preferably 40% or less, 10% or more, and further 30% or less of the number of moles of maleic anhydride used in the polymerization step. Is preferable. By doing so, the amount of the metal alkoxide or the hydroxide of the alkali metal can be reduced, and the alkali metal concentration in the finally obtained copolymer can be reduced.
By reducing the alkali metal concentration in the copolymer, it is possible to suppress the migration of metal ions when a device using this copolymer is formed.
前述した金属アルコキシドとしては、M(OR9)で示されるもの(Mは1価の金属、R9は炭素数1以上30以下の有機基である。)が好ましい。金属Mとしては、アルカリ金属が挙げられ、なかでも、取り扱い性の観点からナトリウムが好ましい。R9としては、例えば上記一般式(B1)におけるR9と同様のものが挙げられる。
なお、金属アルコキシドとしては、異なるものを2種以上使用してもよい。ただし、製造安定性の観点からは、1種の金属アルコキシドを使用することが好ましい。
As the above-mentioned metal alkoxide, those represented by M (OR 9 ) (M is a monovalent metal, R 9 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms) are preferable. Examples of the metal M include alkali metals, and among them, sodium is preferable from the viewpoint of handleability. The R 9, are the same as those for R 9 in the example above general formula (B1).
As the metal alkoxide, two or more different types may be used. However, from the viewpoint of production stability, it is preferable to use one kind of metal alkoxide.
一方で、前述したように、共重合体の無水マレイン酸由来の構造体を(ii)アルコールおよび塩基としてのアルカリ金属の水酸化物の存在下で開環してもよい。
アルカリ金属の水酸化物としては、取り扱い性の観点から水酸化ナトリウムが好ましい。
アルコールとしては、1価のアルコール(R9OH)が好ましい。有機基であるR9は、前述したものを使用できる。なお、R9は炭素数1以上30以下であることが好ましい。
On the other hand, as described above, the structure derived from maleic anhydride of the copolymer may be ring-opened in the presence of (ii) an alcohol and a hydroxide of an alkali metal as a base.
As the alkali metal hydroxide, sodium hydroxide is preferable from the viewpoint of handleability.
As the alcohol, monohydric alcohol (R 9 OH) is preferable. As the organic group R 9 , the above-mentioned one can be used. It is preferable that R 9 has 1 or more carbon atoms and 30 or less carbon atoms.
この開環工程(S3)で開環した無水マレイン酸由来の繰り返し単位は、以下の式(5)で示す構造となり、カルボキシル基の塩部分を有する構造となる。 The repeating unit derived from maleic anhydride ring-opened in the ring-opening step (S3) has a structure represented by the following formula (5) and has a structure having a salt portion of a carboxyl group.
なお、(i)塩基としての金属アルコキシド、または、(ii)アルコールおよび塩基としてのアルカリ金属の水酸化物で共重合体を開環した場合、わずかではあるが下記一般式(B2)、下記式(6)で示す構造体が形成されることがある。なお、下記一般式(B2)において、R10、R11は上記R8と同じでもよい。 When the copolymer is opened with (i) a metal alkoxide as a base or (ii) an alcohol and an alkali metal hydroxide as a base, the following general formula (B2) and the following formula are used, although the amount is slight. The structure shown in (6) may be formed. In the following general formula (B2), R 10 and R 11 may be the same as the above R 8.
次いで、反応液L1に、塩酸あるいは蟻酸等の酸性水溶液を加えることで、共重合体を酸処理して、金属イオン(Na+)をプロトン(H+)と置換する。
上記式(5)、(6)で示される構造単位は、それぞれ、プロトン置換によって以下の(B1)、(B4)で示される構造単位になる。
Next, the copolymer is acid-treated by adding an acidic aqueous solution such as hydrochloric acid or formic acid to the reaction solution L1 to replace the metal ion (Na + ) with a proton (H +).
The structural units represented by the above formulas (5) and (6) become the structural units represented by the following (B1) and (B4) by proton substitution, respectively.
この開環工程(S3)では、共重合体の無水マレイン酸由来の繰り返し単位のうち、50%以上の繰り返し単位を開環しないことが好ましい。共重合体では、前述したように、無水マレイン環が開環して形成された一方の末端に,例えば、Naなどの金属が結合しているが、50%以上の繰り返し単位を開環しないことで、生成物である共重合体中に含まれる金属量を少なくすることができる。これにより、本実施形態で最終的に得られる共重合体中のアルカリ金属の量を低減することができ、この共重合体を用いた感光性樹脂組成物において所望の特性を発揮させることができる。 In this ring-opening step (S3), it is preferable not to open the ring of 50% or more of the repeating units derived from maleic anhydride of the copolymer. In the copolymer, as described above, a metal such as Na is bonded to one end formed by opening the anhydrous malein ring, but the repeating unit of 50% or more should not be opened. Therefore, the amount of metal contained in the product copolymer can be reduced. Thereby, the amount of the alkali metal in the copolymer finally obtained in the present embodiment can be reduced, and the desired property can be exhibited in the photosensitive resin composition using this copolymer. ..
(洗浄工程(S4))
上記開環工程(S3)を行った場合、工程により得られた開環後の共重合体を含む溶液を、水と有機溶媒(例えば、メチルエチルケトン)との混合物で洗浄して、残留金属成分を除去する。開環後の共重合体、残留モノマーおよびオリゴマーは、有機層に移動する。その後、水層を除去する(第一の洗浄)。
その後、再度、有機層に、水と有機溶媒(例えば、メチルエチルケトン)との混合物を加えて、洗浄する(第二の洗浄)。
本実施形態においては、以上のような洗浄工程を、例えば、5回以上、より好ましくは10回繰り返す。また、洗浄工程に用いる水と有機溶媒の添加量を調節することで、洗浄工程1回によって、残留しているナトリウムの85%以上を取り除くことが好ましく、90%以上を取り除くことがより好ましい。これにより、開環後の共重合体中におけるアルカリ金属の濃度を、十分に低減することができる。また、これ以上の高効率で残留ナトリウムを取り除く場合、不必要に大量の水と有機溶媒とを用いることになるうえ、共重合体収率が低下してしまう可能性があるため好ましくない。
なお、開環後の共重合体中のアルカリ金属濃度が10ppm以下、好ましくは5ppm以下となるように洗浄工程(S4)を繰り返し行うことが好ましい。
(Washing step (S4))
When the ring-opening step (S3) is performed, the solution containing the copolymer after ring-opening obtained in the step is washed with a mixture of water and an organic solvent (for example, methyl ethyl ketone) to remove residual metal components. Remove. After ring opening, the copolymer, residual monomer and oligomer move to the organic layer. Then the aqueous layer is removed (first wash).
Then, the organic layer is washed again by adding a mixture of water and an organic solvent (for example, methyl ethyl ketone) (second washing).
In the present embodiment, the above cleaning step is repeated, for example, 5 times or more, more preferably 10 times. Further, by adjusting the amount of water and the organic solvent added in the washing step, it is preferable to remove 85% or more of the residual sodium by one washing step, and more preferably 90% or more. Thereby, the concentration of the alkali metal in the copolymer after ring opening can be sufficiently reduced. Further, when the residual sodium is removed with higher efficiency than this, an unnecessarily large amount of water and an organic solvent are used, and the copolymer yield may decrease, which is not preferable.
The washing step (S4) is preferably repeated so that the alkali metal concentration in the copolymer after ring opening is 10 ppm or less, preferably 5 ppm or less.
(感光性樹脂組成物)
本実施形態において、感光性樹脂組成物は上記共重合体と、架橋剤と、感光剤とを含むことができる。本実施形態では、例えば、感光性樹脂組成物に含まれる各成分の種類や配合量、感光性樹脂組成物の調製方法を適切に選択することにより、上記架橋構造を制御することが可能である。
以下に、架橋剤と、感光剤と、について詳細を説明する。
(Photosensitive resin composition)
In the present embodiment, the photosensitive resin composition can contain the above-mentioned copolymer, a cross-linking agent, and a photosensitive agent. In the present embodiment, for example, the crosslinked structure can be controlled by appropriately selecting the type and blending amount of each component contained in the photosensitive resin composition and the method for preparing the photosensitive resin composition. ..
The details of the cross-linking agent and the photosensitizer will be described below.
(架橋剤)
本実施形態において、架橋剤は、共重合体の活性水素と反応する官能基を含む化合物であれば限定されるものでない。
上記共重合体の活性水素と反応する官能基としては、例えば、グリシジル基、オキセタニル基及びブロックイソシアネート基からなる群より選択される1種以上を含むことが好ましく、グリシジル基またはオキセタニル基を含むことがより好ましく、グリシジル基を含むことが一層好ましい。これにより、適切な架橋構造を形成することができる。
また、感光性樹脂組成物は、ブロックイソシアネート基を有する化合物、エポキシ化合物およびオキセタン化合物から選択される1種または2種以上を併用することもできる。
(Crosslinking agent)
In the present embodiment, the cross-linking agent is not limited as long as it is a compound containing a functional group that reacts with the active hydrogen of the copolymer.
The functional group that reacts with the active hydrogen of the copolymer preferably contains, for example, one or more selected from the group consisting of a glycidyl group, an oxetanyl group and a blocked isocyanate group, and preferably contains a glycidyl group or an oxetanyl group. Is more preferable, and it is more preferable to contain a glycidyl group. Thereby, an appropriate crosslinked structure can be formed.
Further, as the photosensitive resin composition, one kind or two or more kinds selected from a compound having a blocked isocyanate group, an epoxy compound and an oxetane compound can be used in combination.
架橋剤として用いられるグリシジル基を有する化合物としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ビスフェノールA(又はF)のグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル等のグリシジルエステル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシシクロヘキサン)カルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキサン)カルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタンジエンオキサイド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテルや、ダイセル社製のセロキサイド2021、セロキサイド2081、セロキサイド2083、セロキサイド2085、セロキサイド8000、エポリードGT401などの脂環式エポキシ、2,2'−(((((1−(4−(2−(4−(オキシラン−2−イルメトキシ)フェニル)プロパン−2−イル)フェニル)エタン−1,1−ジイル)ビス(4,1−フェニレン))ビス(オキシ))ビス(メチレン))ビス(オキシラン)(たとえば、Techmore VG3101L(プリンテック社製))、エポライト100MF(共栄社化学工業社製)、エピオールTMP(日油社製)、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(新日本理化社製、昭和電工社製等)などの脂肪族グリシジルエーテル、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ビス(グリシジルオキシ)−1,1'−ビフェニルなどの芳香族グリシジルエーテル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ビス(3−(オキシラン−2−イル・メトキシ)プロピル)トリ・シロキサン(たとえば、DMS−E09(ゲレスト社製))等のエポキシ樹脂を用いることができる。
また、たとえばLX−01(ダイソー社製)、jER1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828、jER825(商品名;三菱化学社製)などのビスフェノールA型エポキシ樹脂、jER807(商品名;三菱化学社製)などのビスフェノールF型エポキシ樹脂、jER152、同154(商品名;三菱化学社製)、EPPN201、同202(商品名;日本化薬社製)などのフェノールノボラック型エポキシ樹脂、EOCN102、同103S、同104S、1020、1025、1027(商品名;日本化薬社製)、jER157S70(商品名;三菱化学社製)などのクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アラルダイトCY179、同184(商品名;ハンツマンアドバンスドマテリアル社製)、ERL−4206、4221、4234、4299(商品名;ダウケミカル社製)、エピクロン200、同400(商品名;DIC社製)、jER871、同872(商品名;三菱化学社製)などの環状脂肪族エポキシ樹脂、Poly[(2−oxiranyl)−1,2−cyclohexanediol]2−ethyl−2−(hydroxymethyl)−1,3−propanediol ether (3:1)等の多官能脂環式エポキシ樹脂、EHPE−3150(ダイセル社製)を使用することもできる。
感光性樹脂組成物は、上記において例示したエポキシ化合物を1種または2種以上含むことが可能である。
Examples of the compound having a glycidyl group used as a cross-linking agent include allyl glycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, and bisphenol A. (Or F) glycidyl ether such as glycidyl ether, glycidyl ester such as adipic acid diglycidyl ester, glycidyl ester such as o-phthalic acid diglycidyl ester, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (3,4-epoxycyclohexane) carboxylate, 3, 4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl (3,4-epoxy-6-methylcyclohexane) carboxylate, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, dicyclopentanediene oxide, bis (2, 3-Epoxycyclopentyl) ether, alicyclic epoxy such as Celoxide 2021, Celoxide 2081, Celoxide 2083, Celoxide 2085, Celoxide 8000, Epolide GT401, 2,2'-(((((1- (4)) -(2- (4- (Oxylan-2-ylmethoxy) phenyl) propan-2-yl) phenyl) ether-1,1-diyl) bis (4,1-phenylene)) bis (oxy)) bis (methylene) ) Bis (Oxylan) (for example, Techmore VG3101L (manufactured by Printec)), Epolite 100MF (manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.), Epiol TMP (manufactured by Nichiyu Co., Ltd.), 1,4-Cyclohexanedimethanol diglycidyl ether (New Japan) Aromas such as aliphatic glycidyl ethers such as those manufactured by Rika and Showa Denko, and fragrances such as 3,3', 5,5'-tetramethyl-4,4'-bis (glycidyloxy) -1,1'-biphenyl. Group glycidyl ether, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-bis (3- (oxylan-2-yl methoxy) propyl) tri-siloxane (for example, DMS-E09 (manufactured by Gerest) )) And other epoxy resins can be used.
Further, for example, bisphenol A type such as LX-01 (manufactured by Daiso), jER1001, 1002, 1003, 1004, 1007, 1009, 1010, 828, jER825 (trade name; manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.). Epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin such as jER807 (trade name; manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), jER152, 154 (trade name; manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), EPPN201, 202 (trade name; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), etc. Phenol novolac type epoxy resin, EOCN102, 103S, 104S, 1020, 1025, 1027 (trade name; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), jER157S70 (trade name; manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) and other cresol novolac type epoxy resins, Araldite. CY179, 184 (trade name; manufactured by Huntsman Advanced Materials), ERL-4206, 4221, 4234, 4299 (trade name: manufactured by Dow Chemical), Epicron 200, 400 (trade name; manufactured by DIC), jER871, Cyclic aliphatic epoxy resin such as 872 (trade name; manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), Poly [(2-oxyranyl) -1,2-cyclohexanediol] 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol ether ( A polyfunctional alicyclic epoxy resin such as 3: 1), EHPE-3150 (manufactured by Daicel) can also be used.
The photosensitive resin composition may contain one or more of the epoxy compounds exemplified above.
架橋剤として用いられるオキセタニル基を有する化合物としては、例えば、1,4−ビス{[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、ビス[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、4,4'−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル、4,4'−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ビフェニル、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)ジフェノエート、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリ[[3−[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]プロピル]シラセスキオキサン]誘導体、オキセタニルシリケート、フェノールノボラック型オキセタン、1,3−ビス[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]ベンゼン等のオキセタン化合物が挙げられる。
感光性樹脂組成物は、上記において例示したオキセタン化合物を1種または2種以上含むことが可能である。
Examples of the compound having an oxetane group used as a cross-linking agent include 1,4-bis {[(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl} benzene and bis [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether. , 4,4'-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] biphenyl, 4,4'-bis (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) biphenyl, ethylene glycol bis (3-ethyl-3-3) Oxetanylmethyl) ether, diethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) diphenoate, trimethylpropanthris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, pentaerythritol Tetrax (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, poly [[3-[(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyl] silaseskioxane] derivative, oxetanyl silicate, phenol novolac-type oxetane, 1,3- Examples thereof include oxetane compounds such as bis [(3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] benzene.
The photosensitive resin composition may contain one or more of the oxetane compounds exemplified above.
架橋剤として用いられるブロックイソシアネート基を有する化合物としては、限定されないが、例えば、多官能イソシアネートのイソシアネート基を、ブロック剤により保護した化合物である。 The compound having a blocked isocyanate group used as a cross-linking agent is not limited, and is, for example, a compound in which the isocyanate group of a polyfunctional isocyanate is protected by a blocking agent.
上記多官能イソシアネートは、一分子中に複数個のイソシアネート基を有する有機化合物である。上記多官能イソシアネートとしては、例えば1,4−テトラメチレンジイソシアネ−ト、1,5−ペンタメチレンジイソシアネ−ト、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、2,2,4−トリメチル−1,6−へキサメチレンジイソシアネ−ト、リジンジイソシアネ−ト、3−イソシアネ−トメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネ−ト(イソホロンジイソシアネ−ト)、1,3−ビス(イソシアネ−トメチル)−シクロヘキサン、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ−ト、トリレンジイソシアネ−ト、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、1,5−ナフタレンジイソシアネ−ト、トリジンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト等のジイソシアネート化合物;イソシアヌレ−ト変性多官能イソシアネ−ト、ビュレット変性多官能イソシアネ−ト、ウレタン変性多官能イソシアネ−ト等の上記ジイソシアネート化合物の誘導体等から選択される1種または2種以上が挙げられる。 The polyfunctional isocyanate is an organic compound having a plurality of isocyanate groups in one molecule. Examples of the polyfunctional isocyanate include 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and 2,2,4-. Trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate), 1 , 3-Bis (isocyanate methyl) -cyclohexane, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalenede Diisocyanate compounds such as isocyanate, trizine diisocyanate, xylylene diisocyanate; isocyanurate-modified polyfunctional isocyanate, bullet-modified polyfunctional isocyanate, urethane-modified polyfunctional isocyanate, etc. One or more selected from the derivatives of the diisocyanate compound and the like can be mentioned.
上記ブロック剤としては、例えば、アルコ−ル系化合物、フェノ−ル系化合物、活性メチレン系化合物、メルカプタン系化合物、酸アミド系化合物、酸イミド系化合物、イミダゾ−ル系化合物、尿素系化合物、オキシム系化合物、アミン系化合物、イミン系化合物、重亜硫酸塩、ピリジン系化合物等から選択される一種または二種以上が挙げられる。
具体的なブロック剤としては、メタノ−ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、2−エチルヘキサノ−ル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルピト−ル、ベンジルアルコ−ル、シクロヘキサノ−ル等のアルコ−ル系化合物;フェノ−ル、クレゾ−ル、エチルフェノ−ル、ブチルフェノ−ル、ノニルフェノ−ル、ジノニルフェノ−ル、スチレン化フェノ−ル、ヒドロキシ安息香酸エステル等のフェノ−ル系化合物;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系化合物;ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のメルカプタン系化合物;アセトアニリド、酢酸アミド、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム等の酸アミド系化合物;コハク酸イミド、マレイン酸イミド等の酸イミド系化合物;イミダゾ−ル、2−メチルイミダゾ−ル等のイミダゾ−ル系化合物;尿素、チオ尿素、エチレン尿素等の尿素系化合物;ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系化合物;ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール等のアミン系化合物;エチレンイミン、ポリエチレンイミン等のイミン系化合物;重亜硫酸ソ−ダ等の重亜硫酸塩;2−ヒドロキシピリジン、2−ヒドロキシキノリン等のピリジン系化合物が挙げられる。
Examples of the blocking agent include alcohol compounds, phenol compounds, active methylene compounds, mercaptan compounds, acid amide compounds, acid imide compounds, imidazole compounds, urea compounds, and oximes. One or more selected from system compounds, amine compounds, imine compounds, barrous sulfate, pyridine compounds and the like can be mentioned.
Specific examples of the blocking agent include oxime, etanol, propanol, butanol, 2-ethylhexanol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl carpitor, benzyl alcohol, cyclohexanol and the like. Alcor compounds; phenol compounds such as phenol, cresol, ethylphenol, butylphenol, nonylphenol, dinonylphenol, styrenated phenol, hydroxybenzoic acid ester; malonic acid Active methylene compounds such as dimethyl, diethyl malonate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetylacetone; mercaptan compounds such as butyl mercaptan and dodecyl mercaptan; Oxime-based compounds such as; oxyimide-based compounds such as succinateimide and maleateimide; imidazole-based compounds such as imidazole and 2-methylimidazole; urea-based compounds such as urea, thiourea and ethyleneurea. Compounds; Oxime compounds such as formaldehyde, acetoaldoxime, acetoxime, methylethylketooxime, cyclohexanone oxime; amine compounds such as diphenylamine, aniline, and carbazole; imide compounds such as ethyleneimine and polyethyleneimine; Das and other heavy sulfites; pyridine compounds such as 2-hydroxypyridine and 2-hydroxyquinoline can be mentioned.
このような架橋剤として用いられるブロックイソシアネート基を有する化合物としては、具体的には、大日本インキ化学工業社製のバーノックD−500(トリレンジイソシアネ−トブロック化体)、バーノックD−550(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−トブロック化体)、バーノックD−980K(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−トブロック化体);三井武田ケミカル社製のタケネートB−830(トリレンジイソシアネ−トブロック化体)、タケネートB−815N(4,4'−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)ブロック化体)、タケネートB−842N(1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンブロック化体)、タケネートB−846N(1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンブロック化体)、タケネートB−874N(イソホロンンジイソシアネ−トブロック化体)、タケネートB−882N(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−トブロック化体)、タケネートB−890(キシリレンジイソシアネ−トブロック化体);タケネートB−820NP(1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサンブロック化体),タケネートB−885N(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネ−トブロック化体);旭化成社製のデュラネートMF−B60X(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートブロック化体)、デュラネートMF−K60X(1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートブロック化体)等が挙げられる。本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、これらのうち、1種または2種以上含むことができる。 Specific examples of the compound having a blocked isocyanate group used as such a cross-linking agent include Barnock D-500 (tolylene diisocyanate blocked product) and Barnock D-550 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. 1,6-Hexamethylene diisocyanate blocked product), Burnock D-980K (1,6-hexamethylene diisocyanate blocked product); Takeda Chemical Co., Ltd. Takenate B-830 (Trilens isocyanate) -Toblocked product), Takenate B-815N (4,4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate) blocked product), Takenate B-842N (1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexaneblocked product), Takenate B-846N (1,3-Bis (isocyanatemethyl) cyclohexane blocked product), Takenate B-874N (isophoron diisocyanate blocked product), Takenate B-882N (1,6-hexamethylene diisocyanate blocked product) , Takenate B-890 (xylylene diisocyanate blocked); Takenate B-820NP (1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane blocked), Takenate B-885N (1,6-hexamethylene diisocyanate) -Toblocked product); Examples thereof include Duranate MF-B60X (1,6-hexamethylene diisocyanate blocked product) and Duranate MF-K60X (1,6-hexamethylene diisocyanate blocked product) manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. The photosensitive resin composition according to the present embodiment may contain one or more of these.
(感光剤)
感光性樹脂組成物がポジ型である場合には、感光剤として、光活性化合物を使用でき、たとえば、ジアゾキノン化合物を使用することができる。
たとえば、以下のいずれか1種以上の化合物を使用することができる。
(Photosensitive agent)
When the photosensitive resin composition is of the positive type, a photoactive compound can be used as the photosensitizer, and for example, a diazoquinone compound can be used.
For example, any one or more of the following compounds can be used.
以上の各化合物において、Qは、以下に示す構造のいずれか、あるいは、水素原子である。ただし、各化合物のQのうち、少なくとも1つは以下のいずれかである。
なかでも、感光性樹脂組成物の透明性、誘電率の観点から、Qが(a)あるいは(b)であるo−ナフトキノンジアジドスルホン酸誘導体が好ましい。
In each of the above compounds, Q is any of the structures shown below or a hydrogen atom. However, at least one of the Qs of each compound is any of the following.
Of these, an o-naphthoquinonediazide sulfonic acid derivative having a Q of (a) or (b) is preferable from the viewpoint of transparency and dielectric constant of the photosensitive resin composition.
なお、ポジ型の感光性樹脂組成物には、上述した光活性化合物に加えて、光あるいは熱で酸を発生する酸発生剤が含まれていてもよい。このような酸発生剤を含むことで、感光性樹脂組成物を露光現像した後、光を照射あるいは加熱することで、架橋剤の架橋反応を促進させることができる。
この場合には、酸発生剤は、架橋剤100質量部に対して、3質量部以下であることが好ましい。
光により酸を発生する光酸発生剤としては、後述するものを使用できる。
熱により酸を発生する熱酸発生剤としては、SI−45L、SI−60L、SI−80L、SI−100L、SI−110L、SI−150L(三新化学工業社製)等の芳香族スルホニウム塩が使用できる。
熱酸発生剤の含有量は、たとえば、感光性樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、0.1質量%以上5質量%以下であることが好ましい。
なお、本実施形態において、感光性樹脂組成物の全固形分とは、溶媒を除く成分のことを示す。
In addition to the above-mentioned photoactive compound, the positive photosensitive resin composition may contain an acid generator that generates an acid by light or heat. By including such an acid generator, the cross-linking reaction of the cross-linking agent can be promoted by exposing and developing the photosensitive resin composition and then irradiating or heating the photosensitive resin composition with light.
In this case, the amount of the acid generator is preferably 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the cross-linking agent.
As the photoacid generator that generates acid by light, those described later can be used.
Examples of the thermoacid generator that generates an acid by heat include aromatic sulfonium salts such as SI-45L, SI-60L, SI-80L, SI-100L, SI-110L, and SI-150L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.). Can be used.
The content of the thermoacid generator is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, for example, when the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass.
In the present embodiment, the total solid content of the photosensitive resin composition means a component excluding the solvent.
また、感光性樹脂組成物がネガ型の場合には、感光剤として、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤としては、光のエネルギーを吸収してブレンステッド酸あるいはルイス酸を生成するものであればよく、例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホニウム塩類;p−ニトロフェニルジアゾニウムヘキサフルオロホスフェートなどのジアゾニウム塩類;アンモニウム塩類;ホスホニウム塩類;ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、(トリクミル)ヨードニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのヨードニウム塩類;キノンジアジド類、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタンなどのジアゾメタン類;1−フェニル−1−(4−メチルフェニル)スルホニルオキシ−1−ベンゾイルメタン、N−ヒドロキシナフタルイミド−トリフルオロメタンスルホネートなどのスルホン酸エステル類;ジフェニルジスルホンなどのジスルホン類;トリス(2,4,6−トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(3,4−メチレンジオキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジンなどのトリアジン類などの化合物を挙げることができる。これらの光酸発生剤は、単独、または複数を組み合わせて使用することができる。 When the photosensitive resin composition is a negative type, a photoacid generator can be used as the photosensitive agent. The photoacid generator may be any agent that absorbs the energy of light to produce blended acid or Lewis acid, for example, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-t-butylphenyl) sulfonium-trifluo. Sulfonium salts such as lomethanesulfonate; diazonium salts such as p-nitrophenyldiazonium hexafluorophosphate; ammonium salts; phosphonium salts; diphenyliodonium trifluoromethanesulfonates, iodonium salts such as (tricmill) iodonium-tetrakis (pentafluorophenyl) borate; quinonediazide , Diazomethanes such as bis (phenylsulfonyl) diazomethane; sulfonic acid esters such as 1-phenyl-1- (4-methylphenyl) sulfonyloxy-1-benzoylmethane, N-hydroxynaphthalimide-trifluoromethanesulfonate; diphenyl Disulfons such as disulfones; tris (2,4,6-trichloromethyl) -s-triazine, 2- (3,4-methylenedioxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, etc. Examples include compounds such as triazines. These photoacid generators can be used alone or in combination of two or more.
また、感光性樹脂組成物がネガ型の場合には、第二架橋剤として、酸の作用により共重合体を架橋させるものを含んでいてもよい。この第二架橋剤は、上記光酸発生剤より発生した酸を触媒として上記共重合体を架橋するものであって、前記架橋剤に用いる化合物とは異なるものである。
たとえば、メラミン系架橋剤、尿素系架橋剤などが挙げられる。
メラミン系架橋剤としては、たとえば、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサプロポキシメチルメラミン、ヘキサブトキシブチルメラミン等が挙げられ、なかでもヘキサメトキシメチルメラミンが好ましい。
尿素系架橋剤としては、たとえば、メチル化尿素樹脂、ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等が挙げられ、なかでもメチル化尿素樹脂が好ましい。
メチル化尿素樹脂の市販品として、例えば、MX−270、MX−280、MX−290(三和ケミカル社製)などが挙げられる。
When the photosensitive resin composition is a negative type, a second cross-linking agent that crosslinks the copolymer by the action of an acid may be included. This second cross-linking agent cross-links the copolymer using the acid generated by the photo-acid generator as a catalyst, and is different from the compound used for the cross-linking agent.
For example, a melamine-based cross-linking agent, a urea-based cross-linking agent, and the like can be mentioned.
Examples of the melamine-based cross-linking agent include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, hexabutoxybutyl melamine and the like, and hexamethoxymethylmelamine is preferable.
Examples of the urea-based cross-linking agent include methylated urea resin, bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea, and the like, and methylated urea resin is particularly preferable.
Examples of commercially available products of the methylated urea resin include MX-270, MX-280, and MX-290 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).
ネガ型の感光性樹脂組成物中の第二架橋剤の割合は、樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、好ましくは5質量%以上40質量%以下であり、解像性の観点から、より好ましくは5質量%以上30質量%以下であり、更に好ましくは10〜25質量%である。 The ratio of the second cross-linking agent in the negative type photosensitive resin composition is preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less when the total solid content of the resin composition is 100% by mass, and the resolution is high. From the viewpoint, it is more preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less, and further preferably 10 to 25% by mass.
以上の感光性樹脂組成物において、感光性樹脂組成物がポジ型である場合には、各成分の割合はたとえば、以下のようである。
感光性樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、前述した共重合体を、例えば、30質量%以上70質量%以下含有することが好ましく、なかでも、40質量%以上60質量%以下含有することが好ましい。
また、感光性樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき架橋剤を、例えば、15質量%以上50質量%以下含有することが好ましく、なかでも、20質量%以上50質量%以下含有することが好ましい。
さらには、感光性樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、感光剤である光活性化合物を、例えば、5質量%以上40質量%以下含有することが好ましく、10質量%以上30質量%以下含有することがさらに好ましい。
In the above photosensitive resin composition, when the photosensitive resin composition is a positive type, the ratio of each component is as follows, for example.
When the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass, it is preferable that the above-mentioned copolymer is contained in an amount of, for example, 30% by mass or more and 70% by mass or less, and in particular, 40% by mass or more and 60% by mass or less. It is preferably contained below.
Further, when the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass, the cross-linking agent is preferably contained, for example, 15% by mass or more and 50% by mass or less, and more than 20% by mass or more and 50% by mass or less. It is preferable to do so.
Furthermore, when the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass, it is preferable that the photoactive compound as a photosensitive agent is contained, for example, 5% by mass or more and 40% by mass or less, and 10% by mass or more and 30% by mass. It is more preferably contained in an amount of% by mass or less.
また、感光性樹脂組成物がネガ型である場合には、各成分の割合はたとえば、以下のようである。
感光性樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、前述した共重合体を、例えば、30質量%以上70質量%含有することが好ましく、なかでも、40質量%以上60質量%以下含有することが好ましい。
また、感光性樹脂組成物の全固形分100質量%としたとき架橋剤(第二の架橋剤をのぞく。)を、例えば、15質量%以上50質量%以下含有することが好ましく、なかでも、20質量%以上50質量%以下含有することが好ましい。
さらには、感光性樹脂組成物の全固形分を100質量%としたとき、光酸発生剤の量は、例えば、0.1質量%以上40質量%以下であり、高解像度のパターン膜を形成することができる点から、より好ましくは1質量%以上30質量%以下である。
When the photosensitive resin composition is a negative type, the ratio of each component is as follows, for example.
When the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass, it is preferable that the above-mentioned copolymer is contained in an amount of, for example, 30% by mass or more and 70% by mass, and above all, 40% by mass or more and 60% by mass or less. It is preferable to contain it.
Further, when the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass, it is preferable to contain a cross-linking agent (excluding the second cross-linking agent), for example, 15% by mass or more and 50% by mass or less. It is preferably contained in an amount of 20% by mass or more and 50% by mass or less.
Furthermore, when the total solid content of the photosensitive resin composition is 100% by mass, the amount of the photoacid generator is, for example, 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, forming a high-resolution pattern film. More preferably, it is 1% by mass or more and 30% by mass or less.
感光性樹脂組成物には、さらに、溶媒、酸化防止剤、界面活性剤、密着助剤、溶解促進剤、フィラー、増感剤、ポリフェノール類等の添加剤を添加してもよい。
以下に、代表成分について、詳細を説明する。
Additives such as a solvent, an antioxidant, a surfactant, an adhesion aid, a dissolution accelerator, a filler, a sensitizer, and polyphenols may be further added to the photosensitive resin composition.
The details of the representative components will be described below.
(溶媒)
本実施形態に記載の感光性樹脂組成物は、上述の各成分を溶媒に溶解することで、ワニス状として使用することができる。
このような溶媒の例としては、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジ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、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、メチル−1,3−ブチレングリコールアセテート、1,3−ブチレングリコール−3−モノメチルエーテル、ピルビン酸メチル、およびピルビン酸エチル及びメチル−3−メトキシプロピオネート等が挙げられる。
(solvent)
The photosensitive resin composition described in this embodiment can be used as a varnish by dissolving each of the above-mentioned components in a solvent.
Examples of such solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol. Monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate, and ethyl and methyl pyruvate. -3-methoxypropionate and the like can be mentioned.
(酸化防止剤)
酸化防止剤を添加することで、感光性樹脂組成物の硬化の際の酸化、およびその後のプロセスにおける膜の酸化を抑えることができる。
酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、3,9−ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,6−ヘキサンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシルオキシフェノール、ステアリル(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ジステアリル(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、4,4'−チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、2−オクチルチオ−4,6−ジ(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノキシ)−s−トリアジン、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチル−6−ブチルフェノール)、2,−2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)酪酸〕グリコールエステル、4,4'−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、2,2'−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2'−エチリデンビス(4−s−ブチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、ビス〔2−t−ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−t−ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2−t−ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−t−ブチル−5−メチルベンジル)フェノール、3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン−ビス〔β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、トリエチレングリコールビス〔β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、1,1'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2'−メチレンビス(6−(1−メチルシクロヘキシル)−4−メチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス(2−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルプロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、4,4'−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4'−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、4,4'−チオビス(6−t−ブチル−2−メチルフェノール)、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミル−ヒドロキノン、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジメチル−6−(1−メチルシクロヘキシル)スチレネイティッドフェノール、2,4−ビス((オクチルチオ)メチル)−5−メチルフェノールなどのフェノール系酸化防止剤;ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニルホスファイト)、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチル−5−メチルフェニル)−4,4'−ビフェニレンジホスホナイト、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネート−ジエチルエステル、ビス−(2,6−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、トリス(ミックスドモノandジ−ノニルフェニルホスファイト)、 ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メトキシカルボニルエチル−フェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−オクタデシルオキシカルボニルエチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのリン系酸化防止剤;ジラウリル−3,3'−チオジプロピオネート、ビス(2−メチル−4−(3−n−ドデシル)チオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル)スルフィド、ジステアリル−3,3'−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ラウリル)チオプロピオネートなどのチオエーテル系酸化防止剤が挙げられる。
これらの中でも、フェノール系酸化防止剤であるヒンダードフェノール系酸化防止剤;リン系酸化防止剤であるホスファイトおよびホスフェートを用いることが好ましい
(Antioxidant)
By adding an antioxidant, it is possible to suppress the oxidation of the photosensitive resin composition during curing and the oxidation of the film in the subsequent process.
Antioxidants include pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 3,9-bis {2- [3- (3-t-butyl) propionate]. -4-Hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1,1-dimethylethyl} -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, octadecyl-3- (3,5-di) -T-Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 1,6-hexanediol-bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 1,3,5-trimethyl- 2,4,6-Tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-butyl- 4-Ethylphenol, 2,6-diphenyl-4-octadecyloxyphenol, stearyl (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, distearyl (3,5-di-t-butyl-4) -Hydroxybenzyl) phosphonate, thiodiethylene glycolbis [(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 4,4'-thiobis (6-t-butyl-m-cresol), 2-octylthio -4,6-di (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenoxy) -s-triazine, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butyl-6-butylphenol), 2 , -2'-Methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), bis [3,3-bis (4-hydroxy-3-t-butylphenyl) butyl] glycol ester, 4,4'-butylidenebis (6) -T-butyl-m-cresol), 2,2'-etylidenebis (4,6-di-t-butylphenol), 2,2'-etylidenebis (4-s-butyl-6-t-butylphenol), 1,1,3-Tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, bis [2-t-butyl-4-methyl-6- (2-hydroxy-3-t-butyl-) 5-Methylbenzyl) phenyl] terephthalate, 1,3,5-tris (2,6-dimethyl-3-hydroxy-4-t-butylbenzyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (3,5-di) -T-Butyl-4-hydroxybenzyl) -2,4,6-trimethylbenzene, 1,3,5-Tris [(3,5-di-t-) Butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxyethyl] isocyanurate, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, 2-t-butyl-4-methyl- 6- (2-acryloyloxy-3-t-butyl-5-methylbenzyl) phenol, 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] Undecane-bis [β- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate], triethylene glycol bis [β- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-5-) Methylphenyl) propionate], 1,1'-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6) -T-butylphenol), 2,2'-methylenebis (6- (1-methylcyclohexyl) -4-methylphenol), 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6-t-butylphenol), 3,9- Bis (2- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenylpropionyloxy) -1,1-dimethylethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, 4 , 4'-thiobis (3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-bis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) sulfide, 4,4'-thiobis (6-- t-Butyl-2-methylphenol), 2,5-di-t-butylhydroquinone, 2,5-di-t-amyl-hydroquinone, 2-t-butyl-6- (3-t-butyl-2-) Hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenylacrylate, 2,4-dimethyl-6- (1-methylcyclohexyl) styrenated phenol, 2,4-bis ((octylthio) methyl) -5-methylphenol, etc. Phenol antioxidants; bis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, tris (2,4-di-t-butylphenylphosphite), tetrakis (2, 4-di-t-butyl-5-methylphenyl) -4,4'-biphenylenediphosphonite, 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate-diethyl ester, bis- (2,6-) Dikmylphenyl) pentaerythri Tall diphosphite, 2,2-methylenebis (4,6-di-t-butylphenyl) octylphosphite, tris (mixed monoand di-nonylphenylphosphite), bis (2,4-di-t-) Butylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,6-di-t-butyl-4-methoxycarbonylethyl-phenyl) pentaerythritol diphosphite, bis (2,6-di-t-butyl-4-octadecyl) Phosphorus antioxidants such as oxycarbonylethylphenyl) pentaerythritol diphosphite; dilauryl-3,3'-thiodipropionate, bis (2-methyl-4- (3-n-dodecyl) thiopropionyloxy)- Examples thereof include thioether-based antioxidants such as 5-t-butylphenyl) sulfide, distearyl-3,3'-thiodipropionate, and pentaerythritol-tetrakis (3-lauryl) thiopropionate.
Among these, it is preferable to use a hindered phenolic antioxidant which is a phenolic antioxidant; and phosphite and phosphate which are phosphorus-based antioxidants.
(界面活性剤)
界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類、ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤、エフトップEF301、エフトップEF303、エフトップEF352(新秋田化成社製)、メガファックF171、メガファックF172、メガファックF173、メガファックF177、メガファックF444、メガファックF470、メガファックF471、メガファックF475、メガファックF482、メガファックF477(DIC社製)、フロラードFC−430、フロラードFC−431、ノベックFC4430、ノベックFC4432(住友スリーエム社製)、サーフロンS−381、サーフロンS−382、サーフロンS−383、サーフロンS−393、サーフロンSC−101、サーフロンSC−102、サーフロンSC−103、サーフロンSC−104、サーフロンSC−105、サーフロンSC−106、(AGCセイミケミカル社製)などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤、オルガノシロキサン共重合体KP341(信越化学工業社製)、(メタ)アクリル酸系共重合体ポリフローNo.57、95(共栄社化学社製)などが挙げられる。これら界面活性剤の中でもフッ素系界面活性剤が好ましい。
これらのなかでも、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系界面活性剤が効果的である。具体的には、メガファックF171、メガファックF173、メガファックF444、メガファックF470、メガファックF471、メガファックF475、メガファックF482、メガファックF477(DIC社製)、サーフロンS−381、サーフロンS−383、サーフロンS−393(AGCセイミケミカル社製)、ノベックFC4430、ノベックFC4432(住友スリーエム社製)などが挙げられる。
(Surfactant)
Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether, and poly such as polyoxyethylene octylphenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether. Nonionic surfactants such as polyoxyethylene dialkyl esters such as oxyethylene aryl ethers, polyoxyethylene dilaurate, and polyoxyethylene distearate, Ftop EF301, Ftop EF303, Ftop EF352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.) ), Mega Fuck F171, Mega Fuck F172, Mega Fuck F173, Mega Fuck F177, Mega Fuck F444, Mega Fuck F470, Mega Fuck F471, Mega Fuck F475, Mega Fuck F482, Mega Fuck F477 (manufactured by DIC), Florard FC- 430, Florard FC-431, Novell FC4430, Novell FC4432 (manufactured by Sumitomo 3M), Surflon S-381, Surflon S-382, Surflon S-383, Surflon S-393, Surflon SC-101, Surflon SC-102, Surflon Organosiloxane copolymer KP341 (Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd.), a fluorine-based surfactant commercially available under the names SC-103, Surflon SC-104, Surflon SC-105, Surflon SC-106, (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) (Made by), (meth) acrylic acid-based copolymer polyflow No. 57, 95 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned. Among these surfactants, fluorine-based surfactants are preferable.
Among these, a fluorine-based surfactant having a perfluoroalkyl group is effective. Specifically, Mega Fvck F171, Mega Fvck F173, Mega Fvck F444, Mega Fvck F470, Mega Fvck F471, Mega Fvck F475, Mega Fvck F482, Mega Fvck F477 (manufactured by DIC), Surflon S-381, Surflon S- 383, Surflon S-393 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), Novec FC4430, Novec FC4432 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.) and the like can be mentioned.
(密着助剤)
密着助剤は、感光性樹脂組成物を用いて得られる感光性樹脂膜やその硬化膜の、他の部材に対する密着性を向上させる成分である。
このような密着助剤としては、限定されないが、たとえばエポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン系化合物;分子内にカルボキシル基を一つ有する有機ケイ素化合物;分子内にカルボキシル基を複数有する有機ケイ素化合物等が挙げられる。これにより、感光性樹脂組成物の現像時および硬化後における密着性をより一層向上させることが可能となる。このため、より安定的な電子装置の製造を実現することもできる。
(Adhesion aid)
The adhesion aid is a component that improves the adhesion of the photosensitive resin film obtained by using the photosensitive resin composition and the cured film thereof to other members.
Such adhesion aids are not limited, but are various silane compounds such as epoxysilane, mercaptosilane, aminosilane, alkylsilane, ureidosilane, vinylsilane, and methacrylsilane; organosilicon having one carboxyl group in the molecule. Compounds: Includes organosilicon compounds having a plurality of carboxyl groups in the molecule. This makes it possible to further improve the adhesion of the photosensitive resin composition during development and after curing. Therefore, it is possible to realize more stable production of electronic devices.
(溶解促進剤)
溶解促進剤は、感光性樹脂組成物を硬化させて得られる樹脂膜の露光部の現像液に対する溶解性を向上させ、パターニング時のスカムを改善することが可能な成分である。
このような溶解促進剤としては、限定されないが、たとえばフェノール性水酸基を有する化合物、アルキロール化合物、メチロール化合物、またはアクリレート化合物等を用いることができる。中でも永久膜内において架橋することにより永久膜の機械特性を向上させることができる二官能以上のアルキロール化合物、メチロール化合物、およびアクリレート化合物が好ましい。
(Dissolution accelerator)
The dissolution accelerator is a component capable of improving the solubility of the exposed portion of the resin film obtained by curing the photosensitive resin composition in a developing solution and improving the scum at the time of patterning.
As such a dissolution accelerator, for example, a compound having a phenolic hydroxyl group, an alkylol compound, a methylol compound, an acrylate compound and the like can be used. Of these, bifunctional or higher functional alkylol compounds, methylol compounds, and acrylate compounds, which can improve the mechanical properties of the permanent film by cross-linking in the permanent film, are preferable.
(フィラー)
フィラーとしては、限定されないが、例えば有機フィラーまたは無機フィラーを用いることができる。
具体的な有機フィラーとしては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂またはフッソ樹脂などにより形成される有機フィラーが挙げられる。
また、具体的な無機フィラーとしては、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、フェライト、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化微粒子;タルク、マイカ、カオリン、ゼオライトなどの珪酸塩類;硫酸バリウム、炭酸カルシウム、フラーレンなどの微粒子などが挙げられる。感光性樹脂組成物は、これらの中から1種または2種以上を含むことができる。
(Filler)
The filler is not limited, and for example, an organic filler or an inorganic filler can be used.
Specific examples of the organic filler include an organic filler formed of an epoxy resin, a melamine resin, a urea resin, an acrylic resin, a phenol resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a polyester resin, a fluorine resin, or the like.
Specific examples of the inorganic filler include metal oxide fine particles such as alumina, silica, magnesia, ferrite, aluminum oxide, and zirconium oxide; silicates such as talc, mica, kaolin, and zeolite; barium sulfate, calcium carbonate, and fullerene. Such as fine particles can be mentioned. The photosensitive resin composition may contain one or more of these.
(増感剤)
増感剤は、光に対する光酸発生剤の感度を増大して、光酸発生剤の活性化(反応または分解)に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、光酸発生剤の活性化に適する波長に活性放射線の波長を変化させる機能を有するものである。
このような増感剤としては、限定されず、光酸発生剤の感度や増感剤の吸収のピーク波長に応じて適宜選択することができる。具体的な増感剤としては、9,10−ジブトキシアントラセン(CAS番号第76275−14−4番)のようなアントラセン類、キサントン類、アントラキノン類、フェナントレン類、クリセン類、ベンツピレン類、フルオラセン類(fluoranthenes)、ルブレン類、ピレン類、インダンスリーン類、チオキサンテン−9−オン類(thioxanthen−9−ones)などが例示され、いずれか1種以上を使用できる。
(Sensitizer)
The sensitizer is suitable for the function of increasing the sensitivity of the photoacid generator to light to reduce the time and energy required for activation (reaction or decomposition) of the photoacid generator, and for activating the photoacid generator. It has a function of changing the wavelength of active light to a wavelength.
Such a sensitizer is not limited, and can be appropriately selected depending on the sensitivity of the photoacid generator and the peak wavelength of absorption of the sensitizer. Specific sensitizers include anthracenes such as 9,10-dibutoxyanthracene (CAS number 76275-14-4), xanthones, anthraquinones, phenanthrenes, chrysene, benzpyrenes, and fluoranthenes. (Fluoranthenes), rubrenes, pyrenes, indance leans, thioxanthene-9-ones, etc. are exemplified, and any one or more of them can be used.
(ポリフェノール類)
ポリフェノール類としては、例えば、フェノールノボラック、o−クレゾールノボラック、p−クレゾールノボラック、p−t−ブチルフェノールノボラック、ヒドロキシナフタレンノボラック、ビスフェノールAノボラック、ビスフェノールFノボラック、テルペン変性ノボラック、ジシクロペンタジエン変性ノボラック、パラキシレン変性ノボラック、ポリブタジエン変性フェノール等が例示され、いずれか1種以上を使用できる。
(Polyphenols)
Examples of polyphenols include phenol novolac, o-cresol novolak, p-cresol novolak, pt-butylphenol novolak, hydroxynaphthalene novolak, bisphenol A novolak, bisphenol F novolak, terpen-modified novolak, dicyclopentadiene-modified novolak, and para. Examples thereof include xylene-modified novolak and polybutadiene-modified phenol, and any one or more of them can be used.
また以下のフェノール性化合物も使用できる。
o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、ビスフェノールA、B、C、E、F及びG、4,4',4"−メチリジントリスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4'−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4'−[1−[4−[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4',4"−エチリジントリスフェノール、4−[ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチル]−2−エトキシフェノール、4,4'−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3−ジメチルフェノール]、4,4'−[(3−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、4,4'−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,6−ジメチルフェノール]、2,2'−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、2,2'−[(4−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3,5−ジメチルフェノール]、4,4'−[(3,4−ジヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[2,3,6−トリメチルフェノール]、4−[ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシ−6−メチルフェニル)メチル]−1,2−ベンゼンジオール、4,6−ビス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,2,3−ベンゼントリオール、4,4'−[(2−ヒドロキシフェニル)メチレン]ビス[3−メチルフェノール]、4,4',4"−(3−メチル−1−プロパニル−3−イリジン)トリスフェノール、4,4',4'',4'''−(1,4−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、2,4,6−トリス[(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、2,4,6−トリス[(3,5−ジメチル−2−ヒドロキシフェニル)メチル]−1,3−ベンゼンジオール、4,4'−[1−[4−[1−[4−ヒドロキシ−3,5−ビス[(ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]フェニル]−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビス[2,6−ビス(ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メチル]フェノール等が挙げられる。
これらの化合物のうち、4,4',4"−メチリジントリスフェノール、2,6−ビス[(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メチル]−4−メチルフェノール、4,4'−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4'−[1−[4−[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4',4"−エチリジントリスフェノール等が好ましい。これらのうちいずれか1種以上を使用できる。さらに好ましくは、以下の化合物のいずれか1種以上である。
The following phenolic compounds can also be used.
o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, bisphenol A, B, C, E, F and G, 4,4', 4 " -Methylidinetrisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4'-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl)) -1-Methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4'-[1- [4- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4', 4 " − Ethylidinetrisphenol, 4- [bis (4-hydroxyphenyl) methyl] -2-ethoxyphenol, 4,4'-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,3-dimethylphenol], 4, 4'-[(3-Hydroxyphenyl) methylene] bis [2,6-dimethylphenol], 4,4'-[(4-hydroxyphenyl) methylene] bis [2,6-dimethylphenol], 2,2' -[(2-Hydroxyphenyl) methylene] bis [3,5-dimethylphenol], 2,2'-[(4-hydroxyphenyl) methylene] bis [3,5-dimethylphenol], 4,4'-[ (3,4-dihydroxyphenyl) methylene] bis [2,3,6-trimethylphenol], 4- [bis (3-cyclohexyl-4-hydroxy-6-methylphenyl) methyl] -1,2-benzenediol, 4,6-bis [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,2,3-benzenetriol, 4,4'-[(2-hydroxyphenyl) methylene] bis [3-methylphenol ], 4,4', 4 "-(3-methyl-1-propanol-3-iridin) trisphenol, 4,4', 4", 4 "'-(1,4-phenylenedimethylidine) tetrakis Phenol, 2,4,6-tris [(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 2,4,6-tris [(3,5-dimethyl-2-hydroxy) Phenyl) methyl] -1,3-benzenediol, 4,4'-[1- [4- [1- [4-hydroxy-3,5-bis [(hydroxy-3-methylphenyl) methyl] phenyl]- 1-Methylethyl] phenyl] etiliden] bis [2,6-bis (hydroxy-3-methylphenyl) methyl] phenol And so on.
Of these compounds, 4,4', 4 "-methylidinetrisphenol, 2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 4,4'-[1 -[4- [1- (4-Hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4'-[1- [4- [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl]] Phenyl] ethylidene] bisphenol, 4,4', 4 "-ethylidinetrisphenol and the like are preferred. Any one or more of these can be used. More preferably, it is any one or more of the following compounds.
感光性樹脂組成物において、ポリフェノール類の含有量は、溶媒を除く固形分を100質量%とした場合、たとえば0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上30質量%以下であることが好ましい。 In the photosensitive resin composition, the content of polyphenols is preferably 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and is preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less, when the solid content excluding the solvent is 100% by mass. % Or less is preferable.
(感光性樹脂組成物の調製)
本実施形態における感光性樹脂組成物を調製する方法は限定されず、従来公知の方法を用いて調製することができる。
例えば、上記各成分を、溶媒に混合して溶解することにより調製することができる。これにより、ワニスとした感光性樹脂組成物を得ることができる。
(Preparation of photosensitive resin composition)
The method for preparing the photosensitive resin composition in the present embodiment is not limited, and it can be prepared by using a conventionally known method.
For example, each of the above components can be prepared by mixing and dissolving in a solvent. Thereby, a photosensitive resin composition as a varnish can be obtained.
(用途)
本実施形態の樹脂膜は、上記感光性樹脂組成物からなるものである。樹脂膜とは、具体的に、感光性樹脂組成物の乾燥膜または硬化膜である。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、レジストや永久膜等の樹脂膜を形成するために用いられる。このような用途は、耐熱性の観点から好適である。
また、上記レジストは、例えば、感光性樹脂組成物をスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の方法で塗布し、溶媒を除去することにより得られた樹脂膜で構成される。
上記永久膜は、上記の樹脂膜に対して露光および現像を行い、所望の形状にパターニングした後、熱処理等によって硬化させることにより得られた硬化膜で構成される。この上記永久膜は、例えば、保護膜、層間膜、またはダム材等に用いることができる。
(Use)
The resin film of the present embodiment is made of the above-mentioned photosensitive resin composition. The resin film is specifically a dry film or a cured film of a photosensitive resin composition.
The photosensitive resin composition of the present embodiment is used for forming a resin film such as a resist or a permanent film. Such applications are suitable from the viewpoint of heat resistance.
The resist is a resin film obtained by applying, for example, a photosensitive resin composition by a method such as spin coating, roll coating, flow coating, dip coating, spray coating, or doctor coating to remove the solvent. It is composed.
The permanent film is composed of a cured film obtained by exposing and developing the resin film, patterning it into a desired shape, and then curing it by heat treatment or the like. The permanent film can be used, for example, as a protective film, an interlayer film, a dam material, or the like.
本実施形態の電子装置100は、上記樹脂膜を備える電子装置とすることができる。具体的には、電子装置100のうち、パッシベーション膜32、絶縁層42および絶縁層44からなる群の1つ以上を、樹脂膜とすることができる。ここで、樹脂膜は、感光性樹脂材料により形成される塗布膜に対し紫外線を露光し、現像を行うことによりパターニングした後、これを加熱硬化することにより形成されることが好ましい。
The
以下に電子装置100について説明する。
図1に示す電子装置100は、たとえば半導体チップである。この場合、たとえば電子装置100を、バンプ52を介して配線基板上に搭載することにより半導体パッケージが得られる。電子装置100は、トランジスタ等の半導体素子が設けられた半導体基板と、半導体基板上に設けられた多層配線層(図示せず。)と、を備えている。多層配線層のうち最上層には、層間絶縁膜30と、層間絶縁膜30上に設けられた最上層配線34が設けられている。最上層配線34は、たとえば、アルミニウムAlにより構成される。また、層間絶縁膜30上および最上層配線34上には、パッシベーション膜32が設けられている。パッシベーション膜32の一部には、最上層配線34が露出する開口が設けられている。
The
The
パッシベーション膜32上には、再配線層40が設けられている。再配線層40は、パッシベーション膜32上に設けられた絶縁層42と、絶縁層42上に設けられた再配線46と、絶縁層42上および再配線46上に設けられた絶縁層44と、を有する。絶縁層42には、最上層配線34に接続する開口が形成されている。再配線46は、絶縁層42上および絶縁層42に設けられた開口内に形成され、最上層配線34に接続されている。絶縁層44には、再配線46に接続する開口が設けられている。
A
絶縁層44に設けられた開口内には、たとえばUBM(Under Bump Metallurgy)層50を介してバンプ52が形成される。電子装置100は、たとえばバンプ52を介して配線基板等に接続される。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、実施形態の例を付記する。
1. 下記一般式(1)で示される共重合体と、
架橋剤と、
感光剤と、
を含む、感光性樹脂組成物。
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、
Aは下記一般式(A1)または一般式(A2)により示される構造単位の1種以上を含み、
Bは下記一般式(B1)、一般式(B2)、式(B3)、式(B4)、式(B5)または一般式(B6)により示される構造単位の1種以上を含み、
Xは前記架橋剤と反応する官能基を含む炭素数1以上30以下の有機基であり、
Yは水素または炭素数1以上30以下の有機基である。)
a 1 は0、1または2である。)
R 5 、R 6 、R 7 およびR 8 に少なくとも1つのカルボキシル基を含み、
a 2 は0、1または2である。)
2. 1.に記載の感光性樹脂組成物において、
前記架橋剤は、前記共重合体と反応する官能基として、グリシジル基、オキセタニル基及びブロックイソシアネート基からなる群より選択される1種以上を含む、感光性樹脂組成物。
3. 1.または2.に記載の感光性樹脂組成物において、
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Xは、前記架橋剤と反応する前記官能基として、カルボキシル基、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、イミダゾール基、イミダゾリン基、エステル基及びアミド基からなる群より選択される1種以上を含む、感光性樹脂組成物。
4. 1.から3.のいずれかに記載の感光性樹脂組成物において、
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Aは、前記一般式(A1)により示される構造単位及び前記一般式(A2)により示される構造単位を含む、感光性樹脂組成物。
5. 1.から4.のいずれかに記載の感光性樹脂組成物において、
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Yは、架橋剤と反応する官能基としてカルボキシル基、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、イミダゾール類、イミダゾリン類、エステル基及びアミド基からなる群より選択される1種以上を含む、感光性樹脂組成物。
6. 1.から5.のいずれかに記載の感光性樹脂組成物において、
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Bは、前記式(B5)または前記一般式(B6)により示される構造単位を含む、感光性樹脂組成物。
7. 1.から6.のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなる、樹脂膜。
8. 7.に記載の樹脂膜を備える、電子装置。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
Hereinafter, an example of the embodiment will be added.
1. 1. With the copolymer represented by the following general formula (1),
With a cross-linking agent
Photosensitizer and
A photosensitive resin composition comprising.
l and m indicate the molar content of A and B in the copolymer, respectively.
l + m = 1,
A includes one or more of the structural units represented by the following general formula (A1) or general formula (A2).
B includes one or more of the structural units represented by the following general formula (B1), general formula (B2), formula (B3), formula (B4), formula (B5) or general formula (B6).
X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms and containing a functional group that reacts with the cross-linking agent.
Y is hydrogen or an organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms. )
a 1 is 0, 1 or 2. )
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 contain at least one carboxyl group
a 2 is 0, 1 or 2. )
2. 1. 1. In the photosensitive resin composition according to
The cross-linking agent is a photosensitive resin composition containing at least one selected from the group consisting of a glycidyl group, an oxetanyl group and a blocked isocyanate group as a functional group that reacts with the copolymer.
3. 3. 1. 1. Or 2. In the photosensitive resin composition according to
The X in the copolymer represented by the general formula (1) is a carboxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a hydroxyl group, an imidazole group, an imidazoline group, or an ester as the functional group that reacts with the cross-linking agent. A photosensitive resin composition containing one or more selected from the group consisting of a group and an amide group.
4. 1. 1. From 3. In the photosensitive resin composition according to any one of
The A in the copolymer represented by the general formula (1) is a photosensitive resin composition containing the structural unit represented by the general formula (A1) and the structural unit represented by the general formula (A2).
5. 1. 1. From 4. In the photosensitive resin composition according to any one of
The Y in the copolymer represented by the general formula (1) is a carboxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a hydroxyl group, imidazoles, imidazolines, ester groups and amides as functional groups that react with the cross-linking agent. A photosensitive resin composition containing one or more selected from the group consisting of groups.
6. 1. 1. From 5. In the photosensitive resin composition according to any one of
The B in the copolymer represented by the general formula (1) is a photosensitive resin composition containing a structural unit represented by the formula (B5) or the general formula (B6).
7. 1. 1. From 6. A resin film comprising the photosensitive resin composition according to any one of.
8. 7. An electronic device comprising the resin film described in 1.
次に、本発明の実施例について説明する。
まず、実施例で用いた各材料については以下に示すように準備した。
Next, examples of the present invention will be described.
First, each material used in the examples was prepared as shown below.
(共重合体)
下記合成例1〜3の共重合体を準備した。
以下、各共重合体の合成方法について、詳細を説明する。
(Copolymer)
The copolymers of Synthesis Examples 1 to 3 below were prepared.
Hereinafter, the method for synthesizing each copolymer will be described in detail.
(合成例1)
撹拌機及び冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、N−メチルマレイミド(2.8g、0.025mol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸(1.7g、0.012mol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル(1.9g、0.012mol)及び4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)(0.06g、0.0002mol)を計量し、メチルエチルケトンおよびトルエンに溶解させた。
この溶解液に対して、10分間窒素を通気して酸素を除去し、その後、撹拌しつつ60℃、16時間、加熱した。その後、この溶解液に対して、メチルエチルケトンをさらに加えた。
次いで、メタノール,ヘキサンを加え有機層を分離することで未反応モノマーを除去した。
さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を添加し、系内のメチルエチルケトン、メタノール及びヘキサンを減圧留去した。
以上より、下記式(7−1)及び式(7−2)で示される各共重合体を含む合成例1の20質量%共重合体溶液20gを得た(GPCによって測定されたMw=8500、Mw/Mn=1.8)。
(Synthesis Example 1)
N-Methylmaleimide (2.8 g, 0.025 mol), 5-norbornene-2-carboxylic acid (1.7 g, 0.012 mol), 5- in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and cooling tube. Methyl norbornene-2-carboxylate (1.9 g, 0.012 mol) and 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) (0.06 g, 0.0002 mol) were weighed and dissolved in methyl ethyl ketone and toluene. ..
The solution was aerated with nitrogen for 10 minutes to remove oxygen, and then heated at 60 ° C. for 16 hours with stirring. Then, methyl ethyl ketone was further added to this solution.
Then, methanol and hexane were added to separate the organic layer to remove unreacted monomers.
Further, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added, and methyl ethyl ketone, methanol and hexane in the system were distilled off under reduced pressure.
From the above, 20 g of a 20 mass% copolymer solution of Synthesis Example 1 containing each copolymer represented by the following formulas (7-1) and (7-2) was obtained (Mw = 8500 measured by GPC). , Mw / Mn = 1.8).
(合成例2)
撹拌機及び冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、N−メチルマレイミド(2.8g、0.025mol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸(1.7g、0.012mol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル(1.9g、0.012mol)及び4,4'−アゾビス(4−シアノ吉草酸)(0.07g、0.0002mol)、2−{[(2−カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸(0.006g、0.0002mol)を計量し、メチルエチルケトンおよびトルエンに溶解させた。
この溶解液に対して、10分間窒素を通気して酸素を除去し、その後、撹拌しつつ60℃、16時間、加熱した。その後、この溶解液に対して、メチルエチルケトンをさらに加えた。
次いで、メタノール、ヘキサンを加え有機層を分離することで未反応モノマーを除去した。
さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を添加し、系内のメチルエチルケトン、メタノール及びヘキサンを減圧留去した。これにより、合成例2の20質量%共重合体溶液20gを得た(GPCによって測定されたMw=5500、Mw/Mn=1.5)。
(Synthesis Example 2)
N-Methylmaleimide (2.8 g, 0.025 mol), 5-norbornen-2-carboxylic acid (1.7 g, 0.012 mol), 5- in a properly sized reaction vessel equipped with a stirrer and cooling tube. Methyl norbornen-2-carboxylate (1.9 g, 0.012 mol) and 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) (0.07 g, 0.0002 mol), 2-{[(2-carboxyethyl) Sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl} propanoic acid (0.006 g, 0.0002 mol) was weighed and dissolved in methyl ethyl ketone and toluene.
The solution was aerated with nitrogen for 10 minutes to remove oxygen, and then heated at 60 ° C. for 16 hours with stirring. Then, methyl ethyl ketone was further added to this solution.
Then, methanol and hexane were added to separate the organic layer to remove unreacted monomers.
Further, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added, and methyl ethyl ketone, methanol and hexane in the system were distilled off under reduced pressure. As a result, 20 g of the 20 mass% copolymer solution of Synthesis Example 2 was obtained (Mw = 5500, Mw / Mn = 1.5 measured by GPC).
得られた合成例2の共重合体(0.03g)を、減圧留去後、ジメチルスルホキシド(0.5g)に溶解し、日本電子製核磁気共鳴装置にて1H−NMR測定を行った。これにより、12.5ppm付近に2−{[(2−カルボキシエチル)スルファニルチオカルボニル]スルファニル}プロパン酸由来の末端カルボキシル基のピークが確認された。これにより、合成例2において共重合体末端にカルボキシル基をもつ共重合体が合成されたことが確認された。
また、合成例1のMw=8500と比較して、合成例2ではMw=5500であった。これにより、共重合体の合成過程において、成長共重合体から連鎖移動剤へのラジカルの移動が起こっていることが確認された。
以上より、合成例2の共重合体は、下式(8−1)、式(8−2)、式(8−3)及び式(8−4)で示される構造の各共重合体を含む。
The obtained copolymer (0.03 g) of Synthesis Example 2 was distilled off under reduced pressure, dissolved in dimethyl sulfoxide (0.5 g), and 1 H-NMR measurement was carried out with a nuclear magnetic resonance apparatus manufactured by JEOL Ltd. .. As a result, a peak of the terminal carboxyl group derived from 2-{[(2-carboxyethyl) sulfanylthiocarbonyl] sulfanyl} propanoic acid was confirmed at around 12.5 ppm. As a result, it was confirmed that a copolymer having a carboxyl group at the end of the copolymer was synthesized in Synthesis Example 2.
Further, compared with Mw = 8500 in Synthesis Example 1, Mw = 5500 in Synthesis Example 2. As a result, it was confirmed that radicals were transferred from the growth copolymer to the chain transfer agent in the process of synthesizing the copolymer.
From the above, the copolymer of Synthesis Example 2 is a copolymer having a structure represented by the following formulas (8-1), formula (8-2), formula (8-3) and formula (8-4). Including.
(合成例3)
撹拌機及び冷却管を備えた適切なサイズの反応容器に、N−メチルマレイミド(2.8g、0.025mol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸(1.7g、0.012mol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル(1.9g、0.012mol)、及び2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル(0.06g、0.0002mol)を計量し、メチルエチルケトンおよびトルエンに溶解させた。
この溶解液に対して、10分間窒素を通気して酸素を除去し、その後、撹拌しつつ60℃、16時間、加熱した。その後、この溶解液に対して、メチルエチルケトンをさらに加えた。
次いで、メタノール,ヘキサンを加え有機層を分離することで未反応モノマーを除去した。
さらにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を添加し、系内のメチルエチルケトン、メタノール及びヘキサンを減圧留去した。これにより、下記式(9−1)及び式(9−2)で示される各共重合体を含む合成例3の20質量%の共重合体溶液20gを得た(GPCによって測定されたMw=10000、Mw/Mn=1.5)。
(Synthesis Example 3)
N-Methylmaleimide (2.8 g, 0.025 mol), 5-norbornene-2-carboxylic acid (1.7 g, 0.012 mol), 5- in an appropriately sized reaction vessel equipped with a stirrer and cooling tube. Methyl norbornene-2-carboxylate (1.9 g, 0.012 mol) and 2,2'-azobis (2-methylpropionic acid) dimethyl (0.06 g, 0.0002 mol) were weighed and dissolved in methyl ethyl ketone and toluene. I let you.
The solution was aerated with nitrogen for 10 minutes to remove oxygen, and then heated at 60 ° C. for 16 hours with stirring. Then, methyl ethyl ketone was further added to this solution.
Then, methanol and hexane were added to separate the organic layer to remove unreacted monomers.
Further, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added, and methyl ethyl ketone, methanol and hexane in the system were distilled off under reduced pressure. As a result, 20 g of a 20 mass% copolymer solution of Synthesis Example 3 containing each of the copolymers represented by the following formulas (9-1) and (9-2) was obtained (Mw = measured by GPC). 10000, Mw / Mn = 1.5).
(架橋剤)
架橋剤1:下記式(10)で表される、架橋剤(ダイソー社製、LX−01)を使用した。
架橋剤2:下記式(11)で表される、架橋剤(プリンテック社製、VG3101L)を使用した。
(Crosslinking agent)
Cross-linking agent 1: A cross-linking agent (LX-01 manufactured by Daiso Corporation) represented by the following formula (10) was used.
Cross-linking agent 2: A cross-linking agent (VG3101L manufactured by Printec Co., Ltd.) represented by the following formula (11) was used.
(界面活性剤)
パーフルオロアルキル基を持つ界面活性剤(メガファックF477、DIC社製)を界面活性剤1として使用した。
(Surfactant)
A surfactant having a perfluoroalkyl group (Megafuck F477, manufactured by DIC Corporation) was used as the surfactant 1.
(感光剤)
4,4'−(1−{4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル}エチリデン)ビスフェノールと1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロライドとのエステル化物(ダイトーケミックス社製:PA−28)を感光剤1として使用した。
(Photosensitive agent)
An esterified product of 4,4'-(1- {4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl} ethylidene) bisphenol and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride (Daito Chemix) Manufacture: PA-28) was used as the photosensitizer 1.
(実施例及び比較例の感光性樹脂組成物の調製)
各実施例、各比較例について、表1に示される配合量で、合成例1〜3で作製した共重合体の20%PGMEA溶液、架橋剤、界面活性剤、感光剤を適量のプロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート(PGMEA)に溶解させ撹拌した。撹拌後、0.2μmのフィルターで濾過して、ワニス状の感光性樹脂組成物を調製した。
ここで、各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物を調製するにあたり、PGMEAは共重合体成分の含有量が30%となるよう調製した。
なお、表1に記載した配合組成は全て質量部で記載する。
(Preparation of Photosensitive Resin Compositions of Examples and Comparative Examples)
For each Example and each Comparative Example, a 20% PGMEA solution of the copolymer prepared in Synthesis Examples 1 to 3, a cross-linking agent, a surfactant, and a photosensitizer were added in an appropriate amount of propylene glycol 1 in the blending amounts shown in Table 1. -It was dissolved in monomethyl ether 2-acetylate (PGMEA) and stirred. After stirring, the mixture was filtered through a 0.2 μm filter to prepare a varnish-like photosensitive resin composition.
Here, in preparing the photosensitive resin compositions of each Example and each Comparative Example, PGMEA was prepared so that the content of the copolymer component was 30%.
All the compounding compositions shown in Table 1 are listed in parts by mass.
(感度)
実施例3の感光性樹脂組成物をHMDS(Hexamethyldisilazane)処理した4インチシリコンウエハー上に回転塗布し、90℃、120秒間ホットプレートにてベーク後、約8.0μm厚の薄膜を得た。この薄膜にキヤノン社製g+h+i線マスクアライナー(PLA−501F)にて10μmのラインとスペースの幅が1:1のマスクを使用し露光した。次いで、110℃、120秒間ホットプレートにてベーク後、2.38質量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で23℃、60秒間現像することで形成されたレジストパターンが、10μmのライン幅:スペース幅=1:1となるときの露光量(mJ/cm2)を感度とした。
これにより、実施例3は、適切な感度を備える感光性樹脂組成物であることを確認した。
(sensitivity)
The photosensitive resin composition of Example 3 was rotationally coated on a 4-inch silicon wafer treated with HMDS (Hexamethyldisilazane), baked on a hot plate at 90 ° C. for 120 seconds, and then a thin film having a thickness of about 8.0 μm was obtained. This thin film was exposed to a Canon g + h + i line mask aligner (PLA-501F) using a mask having a line width of 10 μm and a space width of 1: 1. Next, the resist pattern formed by baking on a hot plate at 110 ° C. for 120 seconds and then developing with a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 23 ° C. for 60 seconds has a line width of 10 μm: space width =. The exposure amount (mJ / cm 2 ) at 1: 1 was defined as the sensitivity.
As a result, it was confirmed that Example 3 was a photosensitive resin composition having appropriate sensitivity.
(アルカリ可溶性)
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上に塗布し、80℃、90秒の条件で乾燥することで、厚さ約5.0μmの薄膜を得た。この薄膜を2.38%TMAH現像液に3分浸漬した後、純水で洗浄した。洗浄後の薄膜を目視にて観察し、残渣が無いものを○、残渣が有るものを×とした。
これにより、各実施例は、適切なアルカリ可溶性を備える感光性樹脂組成物であることを確認した。
(Alkali soluble)
The photosensitive resin compositions of each Example and each Comparative Example were applied onto a silicon wafer and dried at 80 ° C. for 90 seconds to obtain a thin film having a thickness of about 5.0 μm. This thin film was immersed in a 2.38% TMAH developer for 3 minutes and then washed with pure water. The thin film after cleaning was visually observed, and the one without residue was marked with ◯, and the one with residue was marked with x.
From this, it was confirmed that each Example was a photosensitive resin composition having an appropriate alkali solubility.
(樹脂膜の作製)
各実施例および各比較例のそれぞれについて、得られた感光性樹脂組成物を用いて次のように樹脂膜を作製した。まず、6インチウェハにワニス状感光性樹脂組成物を塗布した後、80℃、90秒の条件下で熱処理を施すことにより脱溶媒を行った。次いで、オーブン中で感光性樹脂組成物に対し熱処理を行い、感光性樹脂組成物を硬化させた。各実施例、各比較例では、上記ウェハが載置されたオーブン内を30℃、30分で窒素にて置換し、昇温速度5℃/minで160℃まで昇温した後、160℃にて90分間保持することにより上記熱処理を行った。上記熱処理後、降温速度5℃/minでオーブン内の温度を70℃以下まで降温させ、上記ウェハを取り出した。次いで、フッ酸を用いて上記ウェハから感光性樹脂組成物の硬化膜を剥離して、60℃、10時間の条件下で乾燥した。これにより、樹脂膜を得た。
(Preparation of resin film)
For each of each Example and each Comparative Example, a resin film was prepared as follows using the obtained photosensitive resin composition. First, a varnish-like photosensitive resin composition was applied to a 6-inch wafer, and then heat treatment was performed at 80 ° C. for 90 seconds to remove the solvent. Next, the photosensitive resin composition was heat-treated in an oven to cure the photosensitive resin composition. In each Example and each Comparative Example, the inside of the oven on which the wafer was placed was replaced with nitrogen at 30 ° C. for 30 minutes, the temperature was raised to 160 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min, and then the temperature was increased to 160 ° C. The above heat treatment was performed by holding for 90 minutes. After the heat treatment, the temperature in the oven was lowered to 70 ° C. or lower at a temperature lowering rate of 5 ° C./min, and the wafer was taken out. Then, the cured film of the photosensitive resin composition was peeled off from the wafer using hydrofluoric acid, and dried under the conditions of 60 ° C. and 10 hours. As a result, a resin film was obtained.
(耐薬品性)
各実施例及び各比較例の感光性樹脂組成物を用いた樹脂膜について、耐薬品性を以下のように評価した。
まず、上記により作製した樹脂膜について、溶剤浸漬前の膜厚を測定した。次いで、上記樹脂膜をN−メチルピロリドン(関東化学社製)中に60℃、10分間浸漬した後、純水リンスを行った後、溶剤浸漬後の膜厚を測定した。
以上より測定した溶剤浸漬前の膜厚、溶剤浸漬後の膜厚から、以下の式を用いて膜厚変化率を算出した。膜厚変化率が小さいほど、耐薬品性が高いことを示す。
膜厚変化率(%)=[{(溶剤浸漬後の膜厚)−(溶剤浸漬前の膜厚)}/(溶剤浸漬前の膜厚)]×100
(chemical resistance)
The chemical resistance of the resin film using the photosensitive resin composition of each Example and each Comparative Example was evaluated as follows.
First, the film thickness of the resin film prepared as described above was measured before immersion in the solvent. Next, the resin film was immersed in N-methylpyrrolidone (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) at 60 ° C. for 10 minutes, rinsed with pure water, and then the film thickness after immersion in a solvent was measured.
From the film thickness before solvent immersion and the film thickness after solvent immersion measured from the above, the film thickness change rate was calculated using the following formula. The smaller the rate of change in film thickness, the higher the chemical resistance.
Film thickness change rate (%) = [{(Film thickness after solvent immersion)-(Film thickness before solvent immersion)} / (Film thickness before solvent immersion)] x 100
(耐熱性)
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物を用いた樹脂膜についてガラス転移温度Tgを測定した。測定は、樹脂膜からなる試験片(幅5mm×長さ10mm以上×厚み0.005mm以上0.01mm以下)に対し、熱機械分析装置(ThermoMechanical Analysis:TMA)を用いて、開始温度30℃、測定温度範囲30℃から400℃、昇温速度5℃/minの条件下において行った。
(Heat-resistant)
The glass transition temperature Tg was measured for the resin film using the photosensitive resin composition of each Example and each Comparative Example. The measurement was performed on a test piece made of a resin film (width 5 mm × length 10 mm or more × thickness 0.005 mm or more and 0.01 mm or less) using a thermomechanical analyzer (Thermo Mechanical Analysis: TMA) at a starting temperature of 30 ° C. The measurement was carried out under the conditions of a measurement temperature range of 30 ° C. to 400 ° C. and a heating rate of 5 ° C./min.
(機械的特性)
上記耐薬品性及び上記耐熱性の評価のほかに、機械的特性の評価を行った。これは、密な架橋構造を形成する感光性樹脂組成物は、機械的特性が向上すると推測したためである。
各実施例および各比較例の感光性樹脂組成物を用いた樹脂膜に対し、以下のようにして引張伸び率及び引張強度を測定した。まず、樹脂膜からなる試験片(幅10mm×長さ60mm以上×厚み0.005mm以上0.01mm以下)に対して引張試験(引張速度:0.05mm/min)を、温度23℃、湿度55%の雰囲気中で実施した。引張試験は、オリエンテック社製引張試験機(テンシロンRTC−1210A)を用いて行った。次いで、当該引張試験の結果から、引張伸び率及び引張強度を算出した。ここでは、上記引張試験を試験回数n=5で行い、5回の最大値を求め、これを測定値とした。
機械的特性の評価の結果、連鎖移動剤を用いて合成した合成例2を用いた実施例2及び3では、引張り伸び率及び引張強度が向上することが確認された。
(Mechanical characteristics)
In addition to the above-mentioned chemical resistance and the above-mentioned heat resistance evaluation, mechanical properties were evaluated. This is because it is presumed that the photosensitive resin composition forming a dense crosslinked structure has improved mechanical properties.
The tensile elongation and tensile strength of the resin film using the photosensitive resin composition of each Example and each Comparative Example were measured as follows. First, a tensile test (tensile speed: 0.05 mm / min) was performed on a test piece made of a resin film (width 10 mm × length 60 mm or more × thickness 0.005 mm or more and 0.01 mm or less) at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 55. Conducted in a% atmosphere. The tensile test was performed using a tensile tester (Tencilon RTC-1210A) manufactured by Orientec. Next, the tensile elongation and tensile strength were calculated from the results of the tensile test. Here, the above tensile test was performed with the number of tests n = 5, the maximum value of 5 times was obtained, and this was used as the measured value.
As a result of the evaluation of the mechanical properties, it was confirmed that the tensile elongation and the tensile strength were improved in Examples 2 and 3 using Synthesis Example 2 synthesized by using the chain transfer agent.
上述した各実施例、各比較例の配合量、及び、評価結果を下記表1に示す。
なお、評価結果の項における「-」は、いずれも評価を行っていないことを示す。
Table 1 below shows the blending amounts of each of the above-mentioned Examples and Comparative Examples, and the evaluation results.
A "-" in the evaluation result section indicates that no evaluation has been performed.
表1に示すように、各実施例の感光性樹脂組成物は、各比較例の感光性樹脂組成物と比べて、耐熱性及び耐薬品性が向上することが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the photosensitive resin compositions of each example had improved heat resistance and chemical resistance as compared with the photosensitive resin compositions of each comparative example.
100 電子装置
30 層間絶縁膜
32 パッシベーション膜
34 最上層配線
40 再配線層
42、44 絶縁層
46 再配線
50 UBM層
52 バンプ
100
Claims (8)
架橋剤と、
感光剤と、
を含む、ポジ型感光性樹脂組成物。
lおよびmはそれぞれ、共重合体中における、A及びBのモル含有率を示し、
l+m=1であり、0.1≦l≦0.9、0.1≦m≦0.9であり、
Aは、一般式(A2)により示される構造単位を含み、
Bは下記一般式(B1)、一般式(B2)、式(B3)、式(B4)、式(B5)または一般式(B6)により示される構造単位の1種以上を含み、
Xは前記架橋剤と反応する官能基を含む炭素数1以上30以下の有機基であり、
Yは水素または炭素数1以上30以下の有機基である。)
a1は0、1または2である。)
R5、R6、R7およびR8に少なくとも1つのカルボキシル基を含み、
a2は0、1または2である。)
With a cross-linking agent
Photosensitizer and
A positive photosensitive resin composition containing.
l and m indicate the molar content of A and B in the copolymer, respectively.
l + m = 1, 0.1 ≦ l ≦ 0.9, 0.1 ≦ m ≦ 0.9,
A comprises a structure unit of displayed in accordance with one general formula (A2),
B includes one or more of the structural units represented by the following general formula (B1), general formula (B2), formula (B3), formula (B4), formula (B5) or general formula (B6).
X is an organic group having 1 to 30 carbon atoms and containing a functional group that reacts with the cross-linking agent.
Y is hydrogen or an organic group having 1 or more and 30 or less carbon atoms. )
a 1 is 0, 1 or 2. )
R 5 , R 6 , R 7 and R 8 contain at least one carboxyl group
a 2 is 0, 1 or 2. )
前記架橋剤は、前記共重合体と反応する官能基として、グリシジル基、オキセタニル基及びブロックイソシアネート基からなる群より選択される1種以上を含む、ポジ型感光性樹脂組成物。 In the positive photosensitive resin composition according to claim 1,
The cross-linking agent is a positive photosensitive resin composition containing at least one selected from the group consisting of a glycidyl group, an oxetanyl group and a blocked isocyanate group as a functional group that reacts with the copolymer.
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Xは、前記架橋剤と反応する前記官能基として、カルボキシル基、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、イミダゾール基、イミダゾリン基、エステル基及びアミド基からなる群より選択される1種以上を含む、ポジ型感光性樹脂組成物。 In the positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2.
The X in the copolymer represented by the general formula (1) is a carboxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a hydroxyl group, an imidazole group, an imidazoline group, or an ester as the functional group that reacts with the cross-linking agent. A positive photosensitive resin composition containing one or more selected from the group consisting of a group and an amide group.
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Aは、前記一般式(A1)により示される構造単位及び前記一般式(A2)により示される構造単位を含む、ポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3.
The A in the copolymer represented by the general formula (1) is a positive photosensitive resin composition containing the structural unit represented by the general formula (A1) and the structural unit represented by the general formula (A2). ..
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Yは、架橋剤と反応する官能基としてカルボキシル基、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、イミダゾール類、イミダゾリン類、エステル基及びアミド基からなる群より選択される1種以上を含む、ポジ型感光性樹脂組成物。 In the positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 4.
The Y in the copolymer represented by the general formula (1) is a carboxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a hydroxyl group, imidazoles, imidazolines, ester groups and amides as functional groups that react with the cross-linking agent. A positive photosensitive resin composition containing one or more selected from the group consisting of groups.
前記一般式(1)で示される共重合体における前記Bは、前記式(B5)または前記一般式(B6)により示される構造単位を含む、ポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 5.
The B in the copolymer represented by the general formula (1) is a positive photosensitive resin composition containing a structural unit represented by the formula (B5) or the general formula (B6).
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