JP7324581B2 - Bank pattern formation method - Google Patents
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Description
本発明は、感光性樹脂組成物から得られる硬化膜のバンクパターンの形成方法に関する。この感光性樹脂組成物を用いた硬化膜のバンクパターンの形成方法は、特に液晶ディスプレイやELディスプレイにおける層間絶縁膜、インクジェット方式に対応した遮光壁または隔壁を形成する方法として好適である。 The present invention relates to a method for forming a bank pattern of a cured film obtained from a photosensitive resin composition. The method of forming a bank pattern of a cured film using this photosensitive resin composition is particularly suitable as a method of forming an interlayer insulating film in a liquid crystal display or an EL display, or a light-shielding wall or partition compatible with an inkjet method.
薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子、有機EL(electroluminescent)素子等のディスプレイ素子の作製工程においてインクジェットを用いたフルカラー表示基板作製技術が近年活発に検討されている。たとえば液晶表示素子におけるカラーフィルタ作製に関しては、従来の印刷法、電着法、染色法または顔料分散法に対して、あらかじめパターニングされた画素を規定する区画(以下バンクという)を、光を遮断する感光性樹脂層で形成し、このバンクに囲まれた領域にインク滴を滴下するカラーフィルタおよびその製造方法(特許文献1)などが提案されている。また有機EL表示素子においてもあらかじめバンクを作製し、同様に発光層となるインクを滴下し、有機EL表示素子を作製する方法(特許文献2)が提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, techniques for producing full-color display substrates using inkjet have been actively investigated in the process of producing display elements such as thin film transistor (TFT) type liquid crystal display elements and organic EL (electroluminescent) elements. For example, regarding the production of color filters in liquid crystal display elements, in contrast to the conventional printing method, electrodeposition method, dyeing method, or pigment dispersion method, pre-patterned sections defining pixels (hereinafter referred to as banks) are shielded from light. A color filter formed of a photosensitive resin layer, in which ink droplets are dropped onto a region surrounded by banks, and a method for manufacturing the same (Patent Document 1) have been proposed. Also in the case of organic EL display elements, a method has been proposed (Patent Document 2) in which a bank is prepared in advance and an ink that will form a light-emitting layer is similarly dropped to prepare an organic EL display element (Patent Document 2).
また、有機EL表示装置におけるコントラストを高め、視認性を向上させる目的で、バンク材料に顔料を混合して遮光性を持たせる試みがなされている。また、バンク材料の解像度を向上させる目的でバンク材料に微粒子を混合する試みがなされている。また、感光性樹脂組成物の屈折率や透明性の向上を目的として微粒子を混合する試みがなされている。しかしながら、これらの方法ではいずれも添加した顔料や微粒子の残渣がパターン開口部に残存し、有機EL表示装置の不良の原因となる問題があった。 For the purpose of increasing contrast and improving visibility in an organic EL display device, an attempt has been made to add a pigment to a bank material to impart a light-shielding property. Also, attempts have been made to mix fine particles into the bank material for the purpose of improving the resolution of the bank material. Attempts have also been made to mix fine particles for the purpose of improving the refractive index and transparency of the photosensitive resin composition. However, all of these methods have the problem that residues of added pigments and fine particles remain in pattern openings, causing defects in organic EL display devices.
バンクにおける開口部の残渣を抑制する方法として、撥液性を有するバンク材料の下層に親水性化合物を含有する層を設け、上層のバンク材料とともに現像除去することによってバンク材料の成分により親液性を有するべきバンク開口部が汚染されることを防ぐ方法が提案されている(特許文献5~7)。しかしながら、この方法では下層の親水性が高いために吸湿が起こりやすく、パターンが剥離する等の問題があった。 As a method for suppressing the residue in the opening of the bank, a layer containing a hydrophilic compound is provided as a lower layer of the bank material having liquid repellency, and is removed together with the upper layer of the bank material by development. Methods have been proposed to prevent contamination of bank openings that should have . However, in this method, since the lower layer is highly hydrophilic, moisture absorption tends to occur, and there are problems such as peeling of the pattern.
バンクにおける開口部の残渣を抑制する方法として、撥液性を有するバンク材料の下層に有機層を設け、上層のバンク材料でパターンを形成した後にドライエッチング工程により下層を除去することによってバンク開口部の親液性を向上する方法が提案されている(特許文献8)。しかしながら、この方法では工程が煩雑になる問題があった。 As a method for suppressing the residue in the opening of the bank, an organic layer is provided as a lower layer of a liquid-repellent bank material, a pattern is formed with the upper layer of the bank material, and then the lower layer is removed by a dry etching process to form a bank opening. A method for improving the lyophilicity of is proposed (Patent Document 8). However, this method has a problem that the process becomes complicated.
また、積層した二層の有機層に対して一度の露光工程、一度の現像工程を行うことによりパターンを形成方法として特許文献9、特許文献10が提案されている。しかしながら、これらはいずれもパターン開口部の残渣の抑制を目的としたものではなかった。また、特許文献9の方法では下層の有機層が感光性を有していないため、パターンの寸法を制御するためには精密な工程制御が必要であった。特許文献10の方法では露光工程の後に加熱処理を行う必要があり、工程が煩雑であった。 In addition, Patent Documents 9 and 10 propose a method of forming a pattern by performing one exposure process and one development process on two laminated organic layers. However, none of these are aimed at suppressing residues in pattern openings. Further, in the method of Patent Document 9, since the underlying organic layer does not have photosensitivity, precise process control is required to control the pattern dimensions. In the method of Patent Document 10, it was necessary to perform heat treatment after the exposure process, and the process was complicated.
本発明は、表示素子の性能を向上し得る顔料や微粒子を含有するバンク、プロセス的に簡便で生産コスト的にも有利な撥液性のバンクを用いても、バンク以外の領域に顔料や微粒子、撥液性のレジスト材料の成分などの残渣が残りにくいバンクパターンの形成方法を提供する。 Even if a bank containing a pigment or fine particles that can improve the performance of a display element or a liquid-repellent bank that is simple in process and advantageous in terms of production cost is used, the pigment or fine particles can be used in areas other than the bank. and a method for forming a bank pattern in which residues such as components of a liquid-repellent resist material are less likely to remain.
本発明者らは、基板上に直接または他の層を介して、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して下層膜を設け、この下層膜上に、撥液成分である重合体や微粒子を含有する第二の感光性樹脂組成物を、塗布してレジスト膜を設け、レジスト膜を露光および現像することによりバンクを形成する。この現像過程において、非バンク部の下層膜が、非バンク部のレジスト膜とともに除去されることで、基板上に撥液成分や微粒子等を含むレジスト膜残渣を低減させ開口部の親液性を維持したまま膜表面に撥水性と撥液性を効率的に付与できることを見出し、本発明を完成させた。
ここで、基板上にバンクが所在する領域はバンク部とし、バンク以外の領域は非バンク部とする。
The present inventors provided an underlayer film by coating a first photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin having an amide group directly or via another layer on a substrate, and on the underlayer film, A second photosensitive resin composition containing a liquid-repellent polymer and fine particles is applied to form a resist film, and the resist film is exposed and developed to form a bank. In this development process, the lower layer film in the non-bank areas is removed together with the resist film in the non-bank areas, thereby reducing the resist film residue containing lyophobic components and fine particles on the substrate and improving the lyophilicity of the openings. The inventors have found that water repellency and liquid repellency can be efficiently imparted to the film surface while maintaining the properties, and have completed the present invention.
Here, the region where the bank is located on the substrate is called the bank portion, and the region other than the bank is called the non-bank portion.
即ち、本発明は以下に関する。
1.基板上にバンクと該バンクによって区画された領域とを形成する方法であって、該バンクによって区画された領域に有機薄膜を形成するためのバンクパターンの形成方法において、
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含むバンクパターンの形成方法。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤、
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:微粒子、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤。
2.(b)成分は無機微粒子である上記1に記載のバンクパターンの形成方法。
3.(b)成分は着色剤を含む微粒子である上記1に記載のバンクパターンの形成方法。4.(b)成分の平均粒子径が5nm~1000nmである上記1乃至上記3のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
5.前記第一の感光性樹脂組成物は、下記(Z1)乃至(Z4)のうち少なくともいずれか1つを満足する上記1乃至上記4のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が(D-3)である光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する
6.前記第二の感光性樹脂組成物は、下記(z1)乃至(z4)のうち少なくともいずれか1つを満足する上記1乃至上記5のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。(z1):(e)成分である架橋剤をさらに含有する;
(z2):(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(z3):(d)成分が(d-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(f)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(z4):(d)成分が(d-3)である光酸発生剤であり、さらに(g)成分として、(d)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する
7.(D)および/または(d)成分がキノンジアジド化合物である上記1乃至上記4のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
8.(D)成分がキノンジアジド化合物であり、さらに、前記(Z1)および/または(Z2)のいずれかを満足する上記5に記載のバンクパターンの形成方法。
9.(d)成分がキノンジアジド化合物であり、さらに、前記(z1)および/または(z2)のいずれかを満足する上記6に記載のバンクパターンの形成方法。
10.(D)成分がジアゾナフトキノンである上記8に記載のバンクパターンの形成方法。
11.(d)成分がジアゾナフトキノンである上記9に記載のバンクパターンの形成方法。
12.第二の感光性樹脂組成物に、さらに下記(h)成分を含む上記1乃至上記11のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
(h)成分:撥液性基(h1)を有する重合体、
13.(h)成分が更に、下記(h2)を有する重合体である上記12に記載のバンクパターンの形成方法。
(h2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる少なくとも1つの基。
14.(h)成分が更に、下記(h3)を有する重合体である上記12または13に記載のバンクパターンの形成方法。
(h3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基。
15.(h)成分の前記撥液性基(h1)が炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及び式5で表されるポリシロキサン基からなる群より選ばれる少なくとも一種の基である上記12乃至上記14いずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
-(SiR1R2-O)n-SiR1R2R3・・・式5
(ただし、R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。)。
16.(h)成分の重合体がアクリル重合体である上記12乃至上記15のいずれか一項
に記載のバンクパターンの形成方法。
17.(h)成分のアクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至100,000である上記16に記載のバンクパターンの形成方法。
18.100質量部の(a)成分に、(h)成分が0.1質量部乃至20質量部を占めることを特徴とする上記12乃至上記17のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
19.(a)成分が撥液性基(h1)を有する樹脂であり、(h)成分を含まない上記1乃至上記11のいずれか一項記載のバンクパターンの形成方法。
20.100質量部の(a)成分中に撥液性基(h1)を有する重合単位が5質量部乃至30質量部を占めることを特徴とする上記19に記載のバンクパターンの形成方法。
21.(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂および/または(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至50,000である上記1乃至上記20のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
22.(a)成分100質量部に対して5質量部乃至500質量部の(b)成分を含有することを特徴とする上記1乃至上記21のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
23.(A)成分の100質量部に対して、(E)成分が1質量部乃至50質量部であることを特徴とする上記5乃至上記22のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
24.前記他の層が有機エロクトロルミネッセンスの正孔注入層である上記1乃至上記23のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法。
25.上記1乃至上記24のいずれか一項に記載のバンクパターンの形成方法により形成された硬化膜。
26.上記25に記載の硬化膜を有する表示素子。
27.上記25に記載の硬化膜を画像形成用隔壁として有する表示素子。
28.下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する、レジスト膜の下層膜形成用感光性樹脂組成物。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤。
That is, the present invention relates to the following.
1. In a method for forming banks and regions defined by the banks on a substrate, the method for forming a bank pattern for forming an organic thin film in the regions defined by the banks, comprising:
Underlayer film formation by coating a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) on a substrate directly or via another layer to provide an underlayer film process and
A resist film forming step of applying a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d) on the underlayer film to form a resist film. and,
a bank forming step of forming banks by exposing and developing the resist film, and removing the lower layer film in the non-bank portions together with the resist film in the non-bank portions during the developing process.
(A) component: an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) component: photosensitizer,
(a) component: alkali-soluble resin,
(b) component: fine particles,
(c) component: solvent,
(d) Component: Photosensitizer.
2. 2. The method for forming a bank pattern according to 1 above, wherein the component (b) is inorganic fine particles.
3. 2. The method for forming a bank pattern according to 1 above, wherein the component (b) is fine particles containing a coloring agent. 4. 4. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 3 above, wherein the component (b) has an average particle size of 5 nm to 1000 nm.
5. 5. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 4 above, wherein the first photosensitive resin composition satisfies at least one of the following (Z1) to (Z4).
(Z1): further containing a cross-linking agent as component (E);
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group of component (A) further has a self-crosslinking group or at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group and an amino group. further having reactive groups;
(Z3): a photoradical generator in which component (D) is (D-2), and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as component (F);
(Z4): A photoacid generator in which the (D) component is (D-3), and further, as the (G) component, two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the (D) component. 6. containing a compound having 6. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 5 above, wherein the second photosensitive resin composition satisfies at least one of the following (z1) to (z4). (z1): further containing a cross-linking agent as component (e);
(z2): The alkali-soluble resin of component (a) further has a self-crosslinking group or a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group and an amino group. further have;
(z3): a photoradical generator in which component (d) is (d-2), and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as component (f);
(z4): a photoacid generator in which the (d) component is (d-3), and as the (g) component, two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the (d) component. 7. containing a compound having 5. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 4 above, wherein the component (D) and/or (d) is a quinonediazide compound.
8. 6. The method for forming a bank pattern as described in 5 above, wherein component (D) is a quinone diazide compound and further satisfies (Z1) and/or (Z2).
9. 7. The method for forming a bank pattern as described in 6 above, wherein the component (d) is a quinonediazide compound and further satisfies any one of the above (z1) and/or (z2).
10. 8. The method for forming a bank pattern as described in 8 above, wherein the component (D) is diazonaphthoquinone.
11. 9. The method for forming a bank pattern as described in 9 above, wherein the component (d) is diazonaphthoquinone.
12. 12. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 11 above, wherein the second photosensitive resin composition further contains the following component (h).
(h) component: a polymer having a liquid-repellent group (h1),
13. 13. The method for forming a bank pattern as described in 12 above, wherein the component (h) further comprises a polymer having the following (h2).
(h2): at least one group selected from N-alkoxymethylamide groups, blocked isocyanate groups and trialkoxysilyl groups.
14. 14. The method of forming a bank pattern as described in 12 or 13 above, wherein the component (h) further comprises a polymer having the following (h3).
(h3): at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and an amino group;
15. At least the liquid-repellent group (h1) of component (h) is selected from the group consisting of a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group and a polysiloxane group represented by Formula 5 15. The method for forming a bank pattern according to any one of 12 to 14 above, which is a kind of group.
—(SiR 1 R 2 —O) n —SiR 1 R 2 R 3 Formula 5
(where R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group; R 3 represents hydrogen or an organic group having 1 to 10 carbon atoms; n is an integer of 1 to 200; represents ).
16. 16. The method for forming a bank pattern according to any one of 12 to 15 above, wherein the polymer of component (h) is an acrylic polymer.
17. 17. The method for forming a bank pattern as described in 16 above, wherein the acrylic polymer of component (h) has a number average molecular weight of 2,000 to 100,000 in terms of polystyrene.
18. Forming a bank pattern according to any one of items 12 to 17 above, wherein 0.1 to 20 parts by mass of component (h) is contained in 100 parts by mass of component (a). Method.
19. 12. The method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 11 above, wherein component (a) is a resin having a liquid-repellent group (h1) and component (h) is not contained.
20. The method for forming a bank pattern as described in 19 above, wherein polymer units having a liquid-repellent group (h1) account for 5 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of component (a).
21. 21. Any one of 1 to 20 above, wherein the alkali-soluble resin having an amide group as component (A) and/or the alkali-soluble resin as component (a) has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000 in terms of polystyrene. 3. The method of forming a bank pattern according to .
22. 22. The method of forming a bank pattern according to any one of the
23. 23. The method for forming a bank pattern as described in any one of 5 to 22 above, wherein component (E) is 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of component (A).
24. 24. The method of forming a bank pattern according to any one of the above 1 to 23, wherein the other layer is an organic electroluminescent hole injection layer.
25. 25. A cured film formed by the method for forming a bank pattern according to any one of 1 to 24 above.
26. 26. A display device comprising the cured film as described in 25 above.
27. 26. A display device having the cured film as described in 25 above as an image forming partition.
28. A photosensitive resin composition for forming an underlayer film of a resist film, containing the following components (A), (C) and (D).
(A) component: an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) Component: Photosensitizer.
本発明のバンクパターンの形成方法によれば、表示素子の性能を向上し得る顔料や微粒子を含有するバンク、プロセス的に簡便で生産コスト的にも有利な撥液性のバンクを用いても、非バンク部にある基板表面への撥液性成分や微粒子などのレジスト材料の残渣を抑制することで、基板表面の親液性が向上するバンクパターンを形成できる。つまり、バンクで区画された領域内に均一な有機薄膜を形成することができる。 According to the method of forming a bank pattern of the present invention, even if a bank containing pigments or fine particles that can improve the performance of a display element or a liquid-repellent bank that is simple in process and advantageous in terms of production cost is used, A bank pattern that improves the lyophilicity of the substrate surface can be formed by suppressing the residue of the resist material such as the lyophobic component and fine particles on the substrate surface in the non-bank portion. In other words, a uniform organic thin film can be formed within the regions partitioned by the banks.
以下、本発明のバンクパターンの形成方法の詳細を説明する。
本発明のバンクパターンの形成方法は、基板上にバンクと該バンクによって区画された領域とを形成する方法であって、該バンクによって区画された領域に有機薄膜を形成するためのバンクパターンの形成方法において、
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二
の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含むバンクパターンの形成方法である。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂
(C)成分:溶剤
(D)成分:感光剤
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂
(b)成分:微粒子
(c)成分:溶剤
(d)成分:感光剤
Details of the bank pattern forming method of the present invention will be described below.
A method of forming a bank pattern of the present invention is a method of forming banks and regions partitioned by the banks on a substrate, and forming a bank pattern for forming an organic thin film in the regions partitioned by the banks. in the method
Underlayer film formation by coating a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) on a substrate directly or via another layer to provide an underlayer film process and
A resist film forming step of applying a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d) on the underlayer film to form a resist film. and,
a bank forming step of forming banks by exposing and developing the resist film, and removing the underlying film in the non-bank portions together with the resist film in the non-bank portions during the developing process; be.
(A) component: alkali-soluble resin having an amide group (C) component: solvent (D) component: photosensitive agent (a) component: alkali-soluble resin (b) component: fine particles (c) component: solvent (d) component: photosensitizer
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(b)成分が無機微粒子であることが好ましい。
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(b)成分が着色剤を含む微粒子であることが好ましい。
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(b)成分の平均粒子径が1nm~1000nmであることが好ましい。
In the second photosensitive resin composition of the present invention, the component (b) is preferably inorganic fine particles.
In the second photosensitive resin composition of the present invention, the component (b) is preferably fine particles containing a colorant.
In the second photosensitive resin composition of the present invention, the component (b) preferably has an average particle size of 1 nm to 1000 nm.
本発明の第一の感光性樹脂組成物は、更に下記(Z1)乃至(Z4)の少なくともいずれか1つを満足することが好ましい。
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;、
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性重合性基を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が(D-3)である光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D-3)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
The first photosensitive resin composition of the present invention preferably further satisfies at least one of the following (Z1) to (Z4).
(Z1): further containing a cross-linking agent as component (E);
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group of component (A) further has a self-crosslinking group or at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group and an amino group. further having reactive groups;
(Z3): a photoradical generator in which the component (D) is (D-2), and further contains a compound having two or more ethylenically polymerizable groups as the component (F);
(Z4): A photoacid generator in which the (D) component is (D-3), and as the (G) component, two functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the (D-3) component. Contains compounds with one or more
本発明の第二の感光性樹脂組成物は、更に下記(z1)乃至(z4)の少なくともいずれか1つを満足することが好ましい。
(z1):(e)成分である架橋剤をさらに含有する;、
(z2):(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(z3):(d)成分が(d-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(f)成分として、エチレン性重合性基を2個以上有する化合物を含有する;
(z4):(d)成分が(d-3)である光酸発生剤であり、さらに(g)成分として、(d-3)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する。
The second photosensitive resin composition of the present invention preferably further satisfies at least one of the following (z1) to (z4).
(z1): further containing a cross-linking agent as component (e);
(z2): The alkali-soluble resin of component (a) further has a self-crosslinking group or a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group and an amino group. further have;
(z3): a photoradical generator in which component (d) is (d-2), and further contains a compound having two or more ethylenically polymerizable groups as component (f);
(z4): A photoacid generator in which the (d) component is (d-3), and as the (g) component, two functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the (d-3) component. Contains compounds with one or more
本発明の感光性樹脂組成物は、(D)および/または(d)成分がジアゾナフトキノンであるポジ型感光性樹脂組成物であることが好ましい。 The photosensitive resin composition of the present invention is preferably a positive photosensitive resin composition in which component (D) and/or component (d) is diazonaphthoquinone.
以下、本発明のバンクパターンの形成方法について、図1を参照しながら説明する。 A method of forming a bank pattern according to the present invention will be described below with reference to FIG.
<下層膜形成工程>
本発明の製造方法においては、まず、基板11に直接または他の層を介してアミド基を有するモノマーおよび後述するアルカリ可溶性基を有するモノマーからなる第一の感光性
樹脂組成物を塗布しプリベークして、撥液性のない下層膜12を設ける。
<Lower layer film forming process>
In the manufacturing method of the present invention, first, a first photosensitive resin composition composed of a monomer having an amide group and a monomer having an alkali-soluble group, which will be described later, is applied directly or via another layer to the
以下、下層膜の各成分の詳細を説明する。 Details of each component of the underlayer film will be described below.
<(A)成分>
本発明の(A)成分は、アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂である。アミド基を有することにより分子内または分子間で水素結合を形成し、後述する上層レジスト膜を塗布する際にその溶剤に対する耐溶剤性を発揮することができる。上層レジスト膜が塗布時点で基板と接触しない。(A)成分の樹脂には、アルカリ可溶性を付与すべくアルカリ可溶性基が含まれ、該アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、イミド基、スルホニル基、リン酸基、ボロン酸基、そして活性メチレン基および活性メチン基が挙げられる。なおフェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基はアルカリ可溶性基であるとともに、後述するように熱反応性の部位((E)成分の架橋剤と橋かけ構造を形成し得る部位)でもある。
また(A)成分は、上記アミド基を有するアルカリ可溶性の樹脂であれば、特にその他の構造や含まれる官能基は限定されない。例えば、後述する(G)酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含む場合、(A)成分は(G)成分との反応部位がなくてもよいし、また、(G)成分との反応部位を有する場合には、その反応部位は酸の作用により(G)成分と共有結合を形成しうる基、もしくは加熱により(G)成分と共有結合を形成しうる基であれば特に限定されない。
<(A) Component>
The (A) component of the present invention is an alkali-soluble resin having an amide group. By having an amide group, hydrogen bonds can be formed in molecules or between molecules, and when an upper layer resist film, which will be described later, is applied, solvent resistance to the solvent can be exhibited. The upper layer resist film does not come into contact with the substrate at the time of application. The resin of component (A) contains an alkali-soluble group for imparting alkali-solubility. Phosphate groups, boronate groups, and active methylene and methine groups are included. The phenolic hydroxy group and carboxyl group are not only alkali-soluble groups, but also heat-reactive sites (sites capable of forming a cross-linked structure with the cross-linking agent of component (E)) as described later.
Component (A) is not particularly limited in terms of other structures and contained functional groups as long as it is an alkali-soluble resin having the above amide group. For example, when containing a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid (G), which will be described later, the component (A) may not have a reaction site with the component (G), or the component (G ) When it has a reactive site with component (G), the reactive site may be a group capable of forming a covalent bond with component (G) by the action of an acid, or a group capable of forming a covalent bond with component (G) by heating. is not particularly limited.
ここで活性メチレン基とはメチレン基(-CH2-)のうち、隣接位置にカルボニル基を持ち、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。また、本発明において前記活性メチン基とは前記活性メチレン基においてメチレン基の1個の水素原子がアルキル基で置換された構造を有し、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。 Here, the active methylene group means a methylene group ( --CH.sub.2-- ) having a carbonyl group at an adjacent position and having reactivity with a nucleophilic reagent. In the present invention, the active methine group refers to the active methylene group having a structure in which one hydrogen atom of the methylene group is substituted with an alkyl group and having reactivity with a nucleophilic reagent.
活性メチレン基および活性メチン基の中でも活性メチレン基が好ましく、下記式(A1)で表される活性メチレン基がより好ましい。
上記式(A1)において、Rが表すアルキル基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルキル基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルキル基が好ましい。
そのような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、i-プロピル基等が挙げられる。
その中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が好ましい。
In the above formula (A1), the alkyl group represented by R includes, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of such alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group and the like.
Among them, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and the like are preferable.
上記式(A1)において、Rが表すアルコキシ基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルコキシ基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルコキシ基が好ましい。
そのような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、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基等が挙げられる。
その中でも、メトキシ基、エトキシ基、i-プロポキシ基及びn-プロポキシ基等が好
ましい。
In the above formula (A1), the alkoxy group represented by R includes, for example, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of such alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, s-butoxy and t-butoxy groups.
Among them, methoxy group, ethoxy group, i-propoxy group, n-propoxy group and the like are preferable.
上記式(A1)で表される基としては、例えば、以下の構造等が挙げられる。なお、構造式中、破線は結合手を表す。
上記(A)成分のアルカリ可溶性樹脂の中でも、アミド基を有するとともに、アルカリ可溶性基としてフェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種の基を有し、且つ、数平均分子量が2,000乃至50,000であるアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。 Among the alkali-soluble resins of the component (A), it has an amide group, has at least one group selected from the group consisting of a phenolic hydroxy group and a carboxyl group as an alkali-soluble group, and has a number average molecular weight. of 2,000 to 50,000 is preferred.
上記(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、かかる構造を有するアルカリ可溶性樹脂であればよく、樹脂を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。 The alkali-soluble resin of the component (A) may be any alkali-soluble resin having such a structure, and there are no particular restrictions on the type of backbone and side chains of the polymer constituting the resin.
然しながら、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、数平均分子量が2,000乃至50,000の範囲内にあるものである。数平均分子量が50,000を超えて過大なものであると、現像残渣が発生し易くなり、感度が大きく低下する一方、数平均分子量が2,000未満で過小なものであると、現像の際、露光部の膜減りが相当量発生し、硬化不足になる場合がある。 However, the alkali-soluble resin of component (A) has a number average molecular weight within the range of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is too large, exceeding 50,000, development residues are likely to occur, and the sensitivity is greatly reduced. At that time, a considerable amount of film loss occurs in the exposed area, which may result in insufficient curing.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、あるいはポリイミド前駆体又はポリイミド等が挙げることができる。中でも好ましい樹脂としてアクリル系樹脂(アクリル重合体)を挙げることができる。 (A) Component alkali-soluble resins include, for example, acrylic resins, polyhydroxystyrene resins, polyimide precursors, polyimides, and the like. Among them, acrylic resin (acrylic polymer) can be mentioned as a preferable resin.
また、本発明においては、複数種のモノマーを重合して得られる共重合体(以下、特定共重合体と称す。)からなるアルカリ可溶性樹脂を(A)成分として用いることもできる。この場合、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種の特定共重合体のブレンド物であってもよい。 Further, in the present invention, an alkali-soluble resin composed of a copolymer (hereinafter referred to as a specific copolymer) obtained by polymerizing a plurality of types of monomers can also be used as the component (A). In this case, the alkali-soluble resin of component (A) may be a blend of a plurality of specific copolymers.
すなわち、上記の特定共重合体は、アミド基を有するモノマーとともに、アルカリ可溶性を発現するモノマー、即ち好適なアルカリ可溶性基としてカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基を有するモノマーと、所望によりこれらモノマーと共重合可能なモノマーの群から選択される少なくとも一種のモノマーとを、必須の構成単位として形成された共重合体であって、その数平均分子量が2,000乃至50,000のものである。数平均分子量が50,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。
なお、アミド基を有するモノマーが同時にアルカリ可溶性基を有していてもよい。
That is, the above specific copolymer contains at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group and a phenolic hydroxy group as a monomer exhibiting alkali solubility, that is, a suitable alkali-soluble group, together with a monomer having an amide group. and optionally at least one monomer selected from the group of monomers copolymerizable with these monomers as essential structural units, the copolymer having a number average molecular weight of 2,000 from 50,000. A number average molecular weight greater than 50,000 may result in residue.
In addition, the monomer having an amide group may have an alkali-soluble group at the same time.
上記のアミド基を有するモノマーは、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N
-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-フェニルメタクリルアミド、N-フェニルアクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、4-ヒドロキシフェニルアクリルアミド等が挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、メタアクリルアミドが好ましい。
Monomers having the above amide groups are, for example, acrylamide, methacrylamide, N
-methylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide, N-phenylmethacrylamide, N-phenylacrylamide, 4-hydroxyphenylmethacrylamide, 4-hydroxyphenylacrylamide and the like, which may be used alone or Two or more kinds can be used in combination. Among them, methacrylamide is preferred.
上記の「カルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー」は、カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーが含まれる。これらのモノマーはカルボキシル基、又はフェノール性ヒドロキシ基を一個有するものに限らず、複数個有するものでもよい。 The "monomer having at least one selected from the group consisting of a carboxyl group and a phenolic hydroxy group" includes monomers having a carboxyl group and monomers having a phenolic hydroxy group. These monomers are not limited to having one carboxyl group or phenolic hydroxy group, and may have a plurality of them.
以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものでない。
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
Specific examples of the above monomers are listed below, but are not limited to these.
Examples of monomers having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono-(2-(acryloyloxy)ethyl) phthalate, mono-(2-(methacryloyloxy)ethyl) phthalate, N-(carboxyphenyl ) maleimide, N-(carboxyphenyl)methacrylamide, N-(carboxyphenyl)acrylamide and the like.
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of monomers having a phenolic hydroxy group include hydroxystyrene, N-(hydroxyphenyl)acrylamide, N-(hydroxyphenyl)methacrylamide, N-(hydroxyphenyl)maleimide, 4-hydroxyphenylmethacrylate and the like.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、アルカリ可溶性を発現するモノマーの比率、例えばカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基を有するモノマーの比率は、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造に用いる全てのモノマーのうち、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。アルカリ可溶性を発現するモノマー(カルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基を有するモノマー)が5質量%未満の場合には、アルカリ可溶性樹脂(アクリル重合体)のアルカリ溶解性が不足する。 In the production of the component (A) alkali-soluble resin (specific copolymer), the proportion of monomers exhibiting alkali solubility, for example, the proportion of monomers having at least one group selected from the group consisting of carboxyl groups and phenolic hydroxy groups The ratio is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, of all the monomers used for producing the component (A) alkali-soluble resin (specific copolymer). When the monomer exhibiting alkali solubility (monomer having at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group and a phenolic hydroxy group) is less than 5% by mass, alkali solubility of the alkali-soluble resin (acrylic polymer) Lack of sexuality.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂において、アミド基の導入量は、全繰り返し単位に対して5乃至60質量%であることが好ましく、5乃至40質量%であることがより好ましい。例えば、特定共重合体の製造において、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、アミド基を有するモノマーの比率を、例えば5乃至40質量%とすることができる。 In the component (A), the alkali-soluble resin, the amount of amide groups introduced is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, based on the total repeating units. For example, in the production of the specific copolymer, the ratio of the monomer having an amide group to all the monomers used in the production of the specific copolymer can be, for example, 5 to 40% by mass.
本発明の(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、硬化後のパターン形状をより安定化させるという点から、さらにヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを共重合させたものであることが好ましい。 The alkali-soluble resin, which is the component (A) of the present invention, is obtained by further copolymerizing a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group from the viewpoint of further stabilizing the pattern shape after curing. is preferred.
ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等が挙げられる。 Examples of monomers having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone and the like.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを使用する場合のその比率は、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、好ましくは5質量%乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%、最も好ましいのは20質量%乃至40質量%である。ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーが5質量%未満の場合は、共重合体のパターン形状の安定化効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、(A)成分のアルカリ可溶性基の割合が不足し、現像性等の特性が低下する場合がある。 In the production of component (A) alkali-soluble resin (specific copolymer), when using a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group, the ratio It is preferably 5% to 60% by weight, more preferably 10% to 50% by weight, and most preferably 20% to 40% by weight, relative to the monomer. If the amount of the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group is less than 5% by mass, the effect of stabilizing the pattern shape of the copolymer may not be obtained. If the amount is 60% by mass or more, the proportion of the alkali-soluble group in the component (A) is insufficient, and properties such as developability may deteriorate.
本発明の(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、共重合体のTgを上げるという点から、さらにN-置換マレイミド化合物を共重合させることもできる。 The alkali-soluble resin, which is the component (A) of the present invention, can be further copolymerized with an N-substituted maleimide compound in order to raise the Tg of the copolymer.
N-置換マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。透明性の観点から芳香環を有さない化合物が好ましく、現像性、透明性、耐熱性の点から脂環骨格を有するものがより好ましく、中でもシクロヘキシルマレイミドが最も好ましい。 Examples of N-substituted maleimide compounds include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, and the like. A compound having no aromatic ring is preferred from the viewpoint of transparency, and a compound having an alicyclic skeleton is more preferred from the viewpoint of developability, transparency and heat resistance, and cyclohexylmaleimide is most preferred.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、N-置換マレイミドを用いる場合の比率は、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、好ましくは5乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%である。N-置換マレイミドが5質量%未満の場合は、共重合体のTg向上効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、溶剤への溶解性が低下する場合がある。 When the N-substituted maleimide is used in the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A), the ratio is preferably 5 to 60 mass with respect to all the monomers used in the production of the specific copolymer. %, more preferably 10% by mass to 50% by mass. If the N-substituted maleimide is less than 5% by mass, the effect of improving the Tg of the copolymer may not be obtained. If it is 60% by mass or more, the solubility in the solvent may decrease.
本発明の第一の感光性樹脂組成物が要件(Z2)を満足する場合、本発明で用いられるアルカリ可溶性樹脂(A)は、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基(以下、架橋性基ともいう)をさらに有する共重合体であることが好ましい。例えばアルカリ可溶性樹脂(A)に、前記自己架橋性基及び架橋性基からなる群から選択される少なくとも1種の基を有する繰り返し単位を導入することにより、要件(Z2)を満足することができる。 When the first photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (Z2), the alkali-soluble resin (A) used in the present invention further has a self-crosslinking group, or has a hydroxy group, a carboxyl group, It is preferably a copolymer further having a group (hereinafter also referred to as a crosslinkable group) that reacts with at least one group selected from the group consisting of an amide group and an amino group. For example, the requirement (Z2) can be satisfied by introducing a repeating unit having at least one group selected from the group consisting of self-crosslinkable groups and crosslinkable groups into the alkali-soluble resin (A). .
上記自己架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基が挙げられる。 Examples of the self-crosslinkable groups include N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups.
上記架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable groups include N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, blocked isocyanate groups and the like.
かかる自己架橋性基又は架橋性基を(A)成分のアルカリ可溶性樹脂に含有させる場合の含有量は、(A)成分の樹脂における全ての繰り返し単位の合計に基いて、自己架橋性基又は架橋性基を有する単位を好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%の割合で含有する。 When the self-crosslinking group or crosslinkable group is contained in the alkali-soluble resin of component (A), the content of the self-crosslinkable group or crosslinkable group is based on the total of all repeating units in the resin of component (A). It preferably contains 10% to 70% by mass, particularly preferably 20% to 60% by mass, of units having a functional group.
(A)成分のアルカリ可溶性樹脂が、さらにN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基、及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する繰り返し単位を有する場合、例えば、ラジカル重合性を有し、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基及びアルコキシシリル基等
の自己架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する不飽和化合物(モノマー)を共重合させればよい。
The alkali-soluble resin of component (A) further includes self-crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups, and N-alkoxy groups. When having a repeating unit having at least one selected from crosslinkable groups such as a methyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, and a blocked isocyanate group, for example, it has radical polymerizability, An unsaturated compound having at least one selected from crosslinkable groups such as epoxy groups, oxetanyl groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups, and self-crosslinkable groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups and alkoxysilyl groups. (monomer) may be copolymerized.
ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等が挙げられる。 Monomers having radical polymerizability and having an N-alkoxymethyl group include N-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-methylolacrylamide and the like. mentioned.
ラジカル重合性を有し、さらにN-ヒドロキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of monomers having radical polymerizability and having an N-hydroxymethyl group include N-hydroxymethylacrylamide and N-hydroxymethylmethacrylamide.
ラジカル重合性を有し、さらにアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、3-アクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of monomers having radical polymerizability and having an alkoxysilyl group include 3-acryloyloxytrimethoxysilane, 3-acryloyloxytriethoxysilane, 3-methacryloyloxytrimethoxysilane, 3-methacryloyloxytriethoxysilane, and the like. mentioned.
ラジカル重合性を有し、さらにエポキシ基を有するモノマーとしては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレート、アクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテルなどが挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが好ましく用いられる。これらは、単独であるいは組み合わせて用いられる。 Examples of radically polymerizable monomers having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl acrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, α-ethyl acrylate-6,7-epoxyheptyl, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether and the like. Among these, glycidyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, etc. It is preferably used. These are used singly or in combination.
ラジカル重合性を有し、さらにオキセタニル基を有するモノマーとしては、例えば、オキセタニル基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。なお本明細書中、“(メタ)アクリル酸”なる記載はアクリル酸とメタクリル酸の双方を表す。
このようなモノマーの中では、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタンが好ましく、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン等が好ましく用いられる。
Examples of the radically polymerizable monomer having an oxetanyl group include (meth)acrylic acid esters having an oxetanyl group. In this specification, the term "(meth)acrylic acid" refers to both acrylic acid and methacrylic acid.
Among such monomers are 3-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3- ethyl-oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 3- (acryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 2-(acryloyloxymethyl)oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane, 2-(acryloyloxy) Methyl)-4-trifluoromethyloxetane is preferred, and 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane and the like are preferably used.
ラジカル重合性を有し、さらにビニル基を有するモノマーとしては、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等が挙げられる。 Monomers having radical polymerizability and having a vinyl group include 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl acrylate and 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl methacrylate.
ラジカル重合性を有し、さらにブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、
メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。
As a monomer having radical polymerizability and a blocked isocyanate group,
2-(0-(1'-methylpropylideneamino)carboxyamino)ethyl methacrylate, 2-(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino)ethyl methacrylate and the like.
本発明の第一の感光性樹脂組成物が(Z2)を満足する場合、ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー(不飽和化合物)から誘導される構成単位を、アルカリ可溶性樹脂(A)が有する全ての繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%含有する。この構成単位が10質量%未満の場合は、得られる硬化膜の耐熱性や表面硬度が低下する傾向にあり、一方この構成単位の量が70質量%を超える場合は感光性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向にある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention satisfies (Z2), it has radical polymerizability and contains an N-alkoxymethyl group, N-hydroxymethyl group, alkoxysilyl group, epoxy group, oxetanyl group, vinyl At least one group selected from self-crosslinkable groups such as groups and blocked isocyanate groups, and crosslinkable groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups Preferably 10% by mass to 70% by mass, particularly preferably 20% by mass, based on the total of all repeating units of the alkali-soluble resin (A), the structural unit derived from a monomer (unsaturated compound) having to 60% by mass. If the amount of this structural unit is less than 10% by mass, the heat resistance and surface hardness of the resulting cured film tend to decrease. It tends to be less stable.
また、本発明においては、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体、例えばアクリル重合体)は、上述のモノマー以外のモノマー(以下、その他モノマーと称す。)をも構成単位として形成された共重合体であってもよい。その他モノマーは、具体的には、上記カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種と共重合可能なものであればよく、(A)成分の特性を損ねない限り、特に限定されるものでない。そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、N-置換アクリルアミド化合物、マレイミド、アクリロニトリル、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
以下、当該その他モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, the component (A) alkali-soluble resin (a specific copolymer, such as an acrylic polymer) is also formed of monomers other than the above monomers (hereinafter referred to as other monomers) as structural units. It may be a copolymer. Other monomers, specifically, may be copolymerizable with at least one selected from the group consisting of the above-mentioned monomers having a carboxyl group and monomers having a phenolic hydroxyl group. It is not particularly limited as long as it does not damage it. Specific examples of such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, N-substituted acrylamide compounds, maleimide, acrylonitrile, styrene compounds and vinyl compounds.
Specific examples of the other monomer are listed below, but are not limited thereto.
前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、γ-ブチロラクトンアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、及びポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート等が挙げられる。 Examples of the acrylic ester compound include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2,2,2- trifluoroethyl acrylate, tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminoethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxy Butyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, γ-butyrolactone acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate, diethylene glycol mono acrylates, caprolactone 2-(acryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) ethyl ether acrylate, and the like.
前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-
8-トリシクロデシルメタクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、及びポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート等が挙げられる。
Examples of the methacrylate compounds include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2,2,2- trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxy Butyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, γ-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-
8-tricyclodecyl methacrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(methacryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, and the like.
前記N-置換アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the N-substituted acrylamide compounds include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide and the like.
前記スチレン化合物としては、ヒドロキシ基を有しないスチレン、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。 Examples of the styrene compound include styrene having no hydroxyl group, such as styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。 Examples of the vinyl compound include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, vinylnaphthalene, vinylanthracene, vinylcarbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 1,2 -epoxy-5-hexene and 1,7-octadiene monoepoxide.
(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の製造において、上記その他モノマーの比率は、特定共重合体の製造に用いる全てのモノマーに対して、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。80質量%よりも多くなると相対的に必須成分((A)成分を構成する必須のモノマー)が減るため、本発明の効果を十分に得ることが困難になる。 In the production of the alkali-soluble resin (specific copolymer) that is the component (A), the ratio of the other monomers is preferably 80% by mass or less with respect to all the monomers used in the production of the specific copolymer. , more preferably 50% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less. If it exceeds 80% by mass, the amount of essential components (essential monomers constituting component (A)) is relatively reduced, making it difficult to sufficiently obtain the effects of the present invention.
本発明に用いる(A)成分であるアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)を得る方法は特に限定されないが、例えば、アミド基及びカルボキシル基から選ばれる基を有するとともに、アルカリ可溶性基であるカルボキシル基、フェノール性ヒドロキシ基等から選択される少なくとも一種の基を有するモノマー、及び、所望によりヒドロキシアルキル基を有するモノマー、N-置換マレイミド化合物、そして所望によりN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー、所望によりそれ以外の共重合可能なモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50乃至110℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)を構成するモノマー及びアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(C)成分に記載する溶剤が挙げられる。 The method for obtaining the alkali-soluble resin (specific copolymer), which is the component (A) used in the present invention, is not particularly limited. , a monomer having at least one group selected from phenolic hydroxy groups and the like, and optionally a monomer having a hydroxyalkyl group, an N-substituted maleimide compound, and optionally an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, self-crosslinking groups such as alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetanyl groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups; Polymerization reaction at a temperature of 50 to 110° C. in a solvent in which a monomer having at least one group selected from crosslinkable groups, optionally other copolymerizable monomers, and optionally a polymerization initiator, etc. coexist. It is obtained by At that time, the solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the monomers constituting the alkali-soluble resin (specific copolymer) and the alkali-soluble resin (specific copolymer). Specific examples thereof include solvents described in component (C) described later.
このようにして得られる(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。本発明において、得られた(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の溶液をそのまま後述する感光性樹脂組成物の調製に用いてもよい。 The component (A) alkali-soluble resin (specific copolymer) thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent. In the present invention, the obtained solution of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of component (A) may be used as it is for the preparation of the photosensitive resin composition described below.
また、上記のようにして得られた(A)成分のアルカリ可溶性樹脂(特定共重合体)の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未
反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えばよい。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体を(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としてそのまま用いてもよく、あるいはその粉体を、たとえば後述する(C)成分に再溶解して溶液の状態として用いてもよい。
In addition, the solution of the alkali-soluble resin (specific copolymer) of the component (A) obtained as described above is added to diethyl ether, water, or the like while stirring to reprecipitate, and the formed precipitate is filtered. - After washing, the specific copolymer can be powdered by drying at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a purified powder of the specific copolymer can be obtained. If the purification cannot be sufficiently performed in one operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
In the present invention, the powder of the specific copolymer may be used as it is as the alkali-soluble resin of the component (A), or the powder may be re-dissolved in the component (C) described later to form a solution. may be used as
また、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、一部イミド化したポリアミド酸等のポリイミド前駆体、カルボン酸基含有ポリイミド等のポリイミドを用いることもでき、それらはアルカリ可溶性であれば特にその種類を限定されずに用いることができる。 Further, as the alkali-soluble resin of component (A), polyimide precursors such as polyamic acid, polyamic acid ester, partially imidized polyamic acid, and polyimides such as carboxylic acid group-containing polyimides can be used. As long as it is soluble, it can be used without particular limitation on its type.
ポリイミド前駆体である前記ポリアミド酸は、一般的に(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物とを重縮合して得ることができる。 The polyamic acid, which is a polyimide precursor, can generally be obtained by polycondensing (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound.
上記(a)テトラカルボン酸二無水物化合物は特に限定はなく、具体例として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸;1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物などの脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The above (a) tetracarboxylic dianhydride compound is not particularly limited, and specific examples include pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3' ,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride aromatic tetracarboxylic acids such as; 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2, 3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexanetetra Carboxylic acid dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic acid dianhydrides such as 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic acid dianhydride; 1,2,3,4 Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as -butanetetracarboxylic dianhydride can be mentioned.
These may be used singly or in combination of two or more.
また、上記(j)ジアミン化合物も特に限定されることはなく、例えば、2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸、4,6-ジアミノ-1,3-ベンゼンジカルボン酸、2,5-ジアミノ-1,4-ベンゼンジカルボン酸、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等のカルボキシル基を有するジアミン化合物;2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、2,5-ジアミノフェノール、4,6-ジアミノレゾルシノール、2,5-ジアミノハイドロキノン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3
-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等のフェノール性ヒドロキシ基を有するジアミン化合物;1,3-ジアミノ-4-メルカプトベンゼン、1,3-ジアミノ-5-メルカプトベンゼン、1,4-ジアミノ-2-メルカプトベンゼン、ビス(4-アミノ-3-メルカプトフェニル)エーテル、2,2-ビス(3-アミノ-4-メルカプトフェニル)ヘキサフルオロプロパン等のチオフェノール基を有するジアミン化合物;1,3-ジアミノベンゼン-4-スルホン酸、1,3-ジアミノベンゼン-5-スルホン酸、1,4-ジアミノベンゼン-2-スルホン酸、ビス(4-アミノベンゼン-3-スルホン酸)エーテル、4,4’-ジアミノビフェニル-3,3’-ジスルホン酸、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル-6,6’-ジスルホン酸等のスルホン酸基を有するジアミン化合物が挙げられる。また、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-メチレン-ビス(2,6-エチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2-イソプロピル-6-メチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリン)、2,4,6-トリメチル-1,3-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、o-トリジン、m-トリジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(4-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-トルイル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン等のジアミン化合物を挙げることが出来る。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The diamine compound (j) is also not particularly limited, and examples thereof include 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, and 4,6-diamino-1. , 3-benzenedicarboxylic acid, 2,5-diamino-1,4-benzenedicarboxylic acid, bis(4-amino-3-carboxyphenyl) ether, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl) ether, bis(4-amino-3-carboxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)sulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxybiphenyl, 4,4'- Diamino-3,3′-dicarboxy-5,5′-dimethylbiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dicarboxy-5,5′-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(4-amino -3-carboxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4- diamine compounds having a carboxyl group such as amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane; 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 2,5-diaminophenol, 4,6-diaminoresorcinol, 2,5-diaminohydroquinone, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl) ether, bis(4-amino-3-hydroxy phenyl)ether, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)ether, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino -3,5-dihydroxyphenyl)methane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3
-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)sulfone, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino- 3-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, 4,4'- Diamino-3,3′-dihydroxy-5,5′-dimethylbiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxy-5,5′-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(3-amino-4 -hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,4-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(4-amino- 3-hydroxyphenoxy)benzene, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4 -Diamine compounds having a phenolic hydroxy group such as (3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane; 1,3-diamino-4-mercaptobenzene, 1,3-diamino-5-mercaptobenzene, 1 ,4-diamino-2-mercaptobenzene, bis(4-amino-3-mercaptophenyl)ether, 2,2-bis(3-amino-4-mercaptophenyl)hexafluoropropane and other diamine compounds having a thiophenol group ; 1,3-diaminobenzene-4-sulfonic acid, 1,3-diaminobenzene-5-sulfonic acid, 1,4-diaminobenzene-2-sulfonic acid, bis(4-aminobenzene-3-sulfonic acid) ether , 4,4′-diaminobiphenyl-3,3′-disulfonic acid, 4,4′-diamino-3,3′-dimethylbiphenyl-6,6′-disulfonic acid, and other diamine compounds having a sulfonic acid group. be done. In addition, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-methylene-bis(2,6-ethylaniline), 4,4'-methylene-bis(2-isopropyl-6-methylaniline), 4, 4′-methylene-bis(2,6-diisopropylaniline), 2,4,6-trimethyl-1,3-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, o- tolidine, m-tolidine, 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl] Propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4- Diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis(4-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4 -toluyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2 -Diamines such as bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, etc. compounds can be mentioned.
These may be used singly or in combination of two or more.
本発明で用いられるポリアミド酸が(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物から製造される場合、両化合物の配合比、すなわち(j)ジアミン化合物の総モル数/(i)テトラカルボン酸二無水物化合物の総モル数は0.7乃至1.2であることが望ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1に近いほど生成するポリアミド酸の重合度は大きくなり分子量が増加する。 When the polyamic acid used in the present invention is produced from (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound, the blending ratio of both compounds, that is, (j) the total number of moles of the diamine compound/(i) The total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride compound is desirably 0.7 to 1.2. Similar to a conventional polycondensation reaction, the closer this molar ratio is to 1, the higher the polymerization degree of polyamic acid produced and the higher the molecular weight.
また、ジアミン化合物を過剰に用いて重合した際、残存するポリアミド酸の末端アミノ基に対してカルボン酸無水物を反応させ末端アミノ基を保護することもできる。
このようなカルボン酸無水物の例としてはフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、無
水マレイン酸、ナフタル酸無水物、水素化フタル酸無水物、メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物等を挙げることができる。
Further, when the diamine compound is used excessively for polymerization, the terminal amino groups of the residual polyamic acid can be reacted with a carboxylic acid anhydride to protect the terminal amino groups.
Examples of such carboxylic anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, maleic anhydride, naphthalic anhydride, hydrogenated phthalic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid. Anhydrides, itaconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride and the like can be mentioned.
ポリアミド酸の製造において、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物との反応の反応温度は-20乃至150℃、好ましくは-5乃至100℃の任意の温度を選択することができる。高分子量のポリアミド酸を得るには、反応温度5℃乃至40℃、反応時間1乃至48時間の範囲にて適宜選択する。低分子量で保存安定性の高く部分的にイミド化されたポリアミド酸を得るには反応温度40℃乃至90℃、反応時間10時間以上から選択することがより好ましい。
また、末端アミノ基を酸無水物で保護する場合の反応温度は-20乃至150℃、好ましくは-5乃至100℃の任意の温度を選択することができる。
In the production of polyamic acid, the reaction temperature for the reaction between the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be selected from -20 to 150°C, preferably from -5 to 100°C. In order to obtain polyamic acid having a high molecular weight, a reaction temperature of 5° C. to 40° C. and a reaction time of 1 to 48 hours are appropriately selected. In order to obtain a partially imidized polyamic acid having a low molecular weight and high storage stability, it is more preferable to select a reaction temperature of 40° C. to 90° C. and a reaction time of 10 hours or longer.
When the terminal amino group is protected with an acid anhydride, the reaction temperature can be selected from -20 to 150°C, preferably from -5 to 100°C.
ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物の反応は溶剤中で行なうことができる。その際に使用できる溶剤としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、2-エトキシプロピオン酸エチル、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メチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン等を挙げることができる。これらは単独でも、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミド酸を溶解しない溶剤であっても、重合反応により生成したポリアミド酸が析出しない範囲であれば、上記溶剤に混合して使用してもよい。 The reaction of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be carried out in a solvent. Solvents that can be used at that time include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, and tetramethylurea. , pyridine, dimethylsulfone, hexamethylsulfoxide, m-cresol, γ-butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 2- ethyl methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene Glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, carbitol acetate, ethyl cellosolve Acetate, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination. Furthermore, even a solvent that does not dissolve the polyamic acid may be mixed with the above solvent and used as long as the polyamic acid produced by the polymerization reaction is not precipitated.
このようにして得られたポリアミド酸を含む溶液は、感光性樹脂組成物の調製にそのまま用いることができる。また、ポリアミド酸を水、メタノール、エタノール等の貧溶剤に沈殿単離させて回収して用いることもできる。 The solution containing polyamic acid thus obtained can be used as it is for the preparation of a photosensitive resin composition. Alternatively, the polyamic acid can be precipitated and isolated in a poor solvent such as water, methanol, ethanol, etc., and then recovered and used.
また、(A)成分としては、任意のポリイミドも用いることができる。本発明に用いるポリイミドとは前記ポリアミド酸などのポリイミド前駆体を化学的又は熱的に50%以上イミド化させたものである。 Any polyimide can also be used as the component (A). The polyimide used in the present invention is obtained by chemically or thermally imidizing 50% or more of a polyimide precursor such as polyamic acid.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に用いるポリイミドは、アミド基を有するとともに、アルカリ溶解性を与えるためにカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基から選ばれる基を有することが好ましい。
ポリイミドへのアミド基の導入方法は、アミド基を有するモノマーを用いる方法、アミド基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法等が用いられる。
ポリイミドへのカルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基の導入方法は、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーを用いる方法、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法、或いは、ポ
リアミド酸などのポリイミド前駆体をイミド化する際にイミド化率を99%以下にする方法等が用いられる。
The polyimide used in the first photosensitive resin composition of the present invention preferably has an amide group and a group selected from a carboxyl group and a phenolic hydroxy group in order to impart alkali solubility.
As a method for introducing an amide group into a polyimide, a method using a monomer having an amide group, a method of blocking an amine terminal with an acid anhydride having an amide group, or the like is used.
A method for introducing a carboxyl group or a phenolic hydroxy group into a polyimide includes a method using a monomer having a carboxyl group or a phenolic hydroxy group, a method of blocking an amine terminal with an acid anhydride having a carboxyl group or a phenolic hydroxy group, Alternatively, a method for imidizing a polyimide precursor such as polyamic acid to an imidization rate of 99% or less is used.
このようなポリイミドは上述のポリアミド酸などのポリイミド前駆体を合成した後、化学イミド化もしくは熱イミド化を行うことで得ることができる。
化学イミド化の方法としては、一般的に、ポリイミド前駆体溶液に過剰の無水酢酸およびピリジンを添加し、室温から100℃で反応させる方法が用いられる。また、熱イミド化の方法としては、一般的に、ポリイミド前駆体溶液を温度180℃乃至250℃で脱水しながら加熱する方法が用いられる。
Such a polyimide can be obtained by synthesizing a polyimide precursor such as the polyamic acid described above, followed by chemical imidization or thermal imidization.
As a chemical imidization method, a method of adding excess acetic anhydride and pyridine to a polyimide precursor solution and reacting at room temperature to 100° C. is generally used. As a thermal imidization method, a method of heating a polyimide precursor solution at a temperature of 180° C. to 250° C. while dehydrating it is generally used.
また、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、さらにフェノールノボラック樹脂を用いることができる。 Phenol novolac resin can also be used as the alkali-soluble resin of component (A).
また、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリエステルポリカルボン酸を用いることもできる。ポリエステルポリカルボン酸は、酸二無水物とジオールから、国際公開第2009/051186号に記載の方法により、得ることができる。
酸二無水物としては、上記(i)テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
ジオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼン-1,3-ジメタノール、ベンゼン-1,4-ジメタノール等の芳香族ジオール;水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール;及びエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール等が挙げられる。
Moreover, polyester polycarboxylic acid can also be used as alkali-soluble resin of (A) component. A polyester polycarboxylic acid can be obtained from an acid dianhydride and a diol by the method described in WO 2009/051186.
Examples of acid dianhydrides include the above (i) tetracarboxylic dianhydrides.
Diols include aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol F, 4,4'-dihydroxybiphenyl, benzene-1,3-dimethanol and benzene-1,4-dimethanol; hydrogenated bisphenol A and hydrogenated bisphenol F , 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol; and ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol. and other aliphatic diols.
また、本発明においては、(A)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種のアルカリ可溶性樹脂の混合物であってもよい。 In the present invention, the component (A) alkali-soluble resin may be a mixture of a plurality of alkali-soluble resins.
<(C)成分>
本発明に用いる(C)成分は、溶剤として(A)成分、及び必要に応じて後述の(D)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分を溶解し、且つ所望により添加される後述のその他添加剤などを溶解するものであり、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
<(C) Component>
Component (C) used in the present invention dissolves component (A) as a solvent and, if necessary, component (D), component (E), component (F), and component (G) described below, and optionally It dissolves other additives to be added, which will be described later, and the type and structure of the solvent are not particularly limited as long as the solvent has such a dissolving ability.
斯様な(C)成分としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-3-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチルピロリドン等が挙げられる。 Examples of such component (C) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol. monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl-2-pentanone, 2-pentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone , ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate , ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and and N-methylpyrrolidone.
これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
これら(C)成分の中、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、2-ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、塗膜性が良好で安全性が高いという観点より好ましく、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プロピルエーテル、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、(A)成分の溶解性の観点から特に好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。
These solvents can be used singly or in combination of two or more.
Among these (C) components, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, etc. have good coating properties and are safe. Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol propyl ether, ethyl lactate, butyl lactate and the like are particularly preferred from the viewpoint of solubility of the component (A). These solvents are commonly used as solvents for photoresist materials.
<(D)成分>
(D)成分である感光剤としては、(D-1)1,2-キノンジアジド化合物、(D-2)光ラジカル発生剤、(D-3)光酸発生剤が挙げられる。
<(D) Component>
Examples of the photosensitive agent (D) include (D-1) a 1,2-quinonediazide compound, (D-2) a photoradical generator, and (D-3) a photoacid generator.
(D-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、ヒドロキシ基又はアミノ基のいずれか一方か、ヒドロキシ基及びアミノ基の両方を有する化合物であって、これらのヒドロキシ基又はアミノ基(ヒドロキシ基とアミノ基の両方を有する場合は、それらの合計量)のうち、好ましくは10モル%乃至100モル%、特に好ましくは20モル%乃至95モル%が1,2-キノンジアジドスルホン酸でエステル化、またはアミド化された化合物を用いることができる。
上記1,2-キノンジアジドスルホン酸としては、例えば1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホン酸、1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸、1,2-ベンゾキノン-2-ジアジド-4-スルホン酸等が挙げられ、前述のヒドロキシ基又はアミノ基のいずれか一方あるいは両方を有する化合物との反応では、該1,2-キノンジアジドスルホン酸の塩化物を用いることができる。
上記(D-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、ジアゾナフトキノンを用いることができる。
(D-1) The 1,2-quinonediazide compound includes either a hydroxy group or an amino group, or a compound having both a hydroxy group and an amino group, and these hydroxy groups or amino groups (hydroxy group and If it has both amino groups, preferably 10 mol% to 100 mol%, particularly preferably 20 mol% to 95 mol% of the total amount thereof) is esterified with 1,2-quinonediazide sulfonic acid, or Amidated compounds can be used.
Examples of the 1,2-quinonediazide sulfonic acids include 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid, 1,2-benzoquinone-2- Chlorides of 1,2-quinonediazide sulfonic acid can be used in the reaction with compounds having either or both of a hydroxyl group and an amino group, such as diazido-4-sulfonic acid.
As the 1,2-quinonediazide compound (D-1), diazonaphthoquinone can be used.
前記ヒドロキシ基を有する化合物としては例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ガリック酸メチル、ガリック酸エチル、1,3,3-トリス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4-イソプロプリデンジフェノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシフェニルスルホン、4,4-ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール、4,4’,4’’―トリスヒドロキシフェニルエタン、1,1,1-トリスヒドロキシフェニルエタン、4,4’-[1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’-ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,5-ビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)メチルなどのフェノール化合物、エタノール、2-プロパノール、4-ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2-メトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、2-メトキシプロパノール、2-ブトキシプロパノール、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの脂肪族アルコール類を挙げることができる。 Examples of compounds having a hydroxy group include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, hydroquinone, resorcinol, catechol, methyl gallate, ethyl gallate, 1,3,3-tris(4-hydroxyphenyl ) butane, 4,4-isopropylidenediphenol, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 4,4'-dihydroxyphenylsulfone, 4,4 -hexafluoroisopropylidenediphenol, 4,4′,4″-trishydroxyphenylethane, 1,1,1-trishydroxyphenylethane, 4,4′-[1-[4-[1-(4- hydroxyphenyl)-1-methylethyl]phenyl]ethylidene]bisphenol, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2′,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3, 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2',3,4,4'-pentahydroxybenzophenone, phenol compounds such as 2,5-bis(2-hydroxy-5-methylbenzyl)methyl, ethanol, 2- Aliphatic such as propanol, 4-butanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-methoxypropanol, 2-butoxypropanol, ethyl lactate, butyl lactate Alcohols can be mentioned.
また、前記アミノ基を含有する化合物としては、アニリン、o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン、4-アミノジフェニルメタン、4-アミノジフェニル、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、などのアニリン類、アミノシクロヘキサンを挙げることができる。 Examples of compounds containing an amino group include aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 4-aminodiphenylmethane, 4-aminodiphenyl, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and p-phenylenediamine. , 4,4′-diaminophenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, and other anilines, and aminocyclohexane.
さらに、ヒドロキシ基とアミノ基両方を含有する化合物としては、例えば、o-アミノ
フェノール、m-アミノフェノール、p-アミノフェノール、4-アミノレゾルシノール、2,3-ジアミノフェノール、2,4-ジアミノフェノール、4,4’-ジアミノ-4’’-ヒドロキシトリフェニルメタン、4-アミノ-4’,4’’-ジヒドロキシトリフェニルメタン、ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-カルボキシ-5-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのアミノフェノール類、2-アミノエタノール、3-アミノプロパノール、4-アミノシクロヘキサノールなどのアルカノールアミン類を挙げることができる。
Furthermore, compounds containing both a hydroxy group and an amino group include, for example, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 4-aminoresorcinol, 2,3-diaminophenol, 2,4-diaminophenol , 4,4′-diamino-4″-hydroxytriphenylmethane, 4-amino-4′,4″-dihydroxytriphenylmethane, bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)methane, 2,2-bis(4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-amino-3- Carboxy-5-hydroxyphenyl)hexafluoropropane and other aminophenols, 2-aminoethanol, 3-aminopropanol, 4-aminocyclohexanol and other alkanolamines can be mentioned.
これらの1,2-キノンジアジド化合物は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。 These 1,2-quinonediazide compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に(D-1)成分のキノンジアジド基を有する化合物を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは5質量部乃至100質量部、より好ましくは8質量部乃至50質量部、更に好ましくは10質量部乃至40質量部である。5質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、100質量部を超えると、短時間での露光で1,2-キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、(D-1)成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention is a positive photosensitive resin composition, the content of the compound having a quinonediazide group as component (D-1) is 100 masses of component (A). parts by mass, preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 8 to 50 parts by mass, even more preferably 10 to 40 parts by mass. If the amount is less than 5 parts by mass, the difference in dissolution rate in the developer between the exposed area and the unexposed area of the positive photosensitive resin composition becomes small, and patterning by development may be difficult. On the other hand, if the amount exceeds 100 parts by mass, the 1,2-quinonediazide compound may not be sufficiently decomposed by exposure for a short period of time, resulting in a decrease in sensitivity, or component (D-1) may absorb light, resulting in formation of a cured film. It may reduce transparency.
(D-2)光ラジカル発生剤は、露光によりラジカルを発生するものであれば特に制限はない。具体例としては、例えばベンゾフェノン、ミヒラーケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン、2-エチルアントラキノン、フェナントレン等の芳香族ケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル類、メチルベンゾイン、エチルベンゾイン等のベンゾイン、2-(o-クロロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール2量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール2量体、2,4,5-トリアリールイミダゾール2量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メチルフェニル)イミダゾール2量体、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン、2-トリクロロメチル-5-スチリル-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-シアノスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-トリクロロメチル-5-(p-メトキシスチリル)-1,3,4-オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール化合物、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-p-メトキシスチリル-S-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(1-p-ジメチルアミノフェニル-1,3-ブタジエニル)-S-トリアジン、2-トリクロロメチル-4-アミノ-6-p-メトキシスチリル-S-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン、2-(4-エトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン、2-(4-ブトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス-トリクロロメチル-S-トリアジン等のハロメチル-S-トリアジン系化合物、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノプロパノン、1,2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1,1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、ベンジル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノベンゾエート、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2-n-ブトキシエチル-
4-ジメチルアミノベンゾエート、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2,4-ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-(4-フェニルチオフェニル)-1,2-オクタンジオン-2-(O-ベンゾイルオキシム)、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O-アセチルオキシム)、4-ベンゾイル-メチルジフェニルサルファイド、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニルケトン、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルフォリニル)フェニル]-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキサイド、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルフォリニル)-1-プロパノン等が挙げられる。
上記の光ラジカル発生剤は、市販品として容易に入手が可能であり、その具体例としては、例えばIRGACURE173、IRGACURE 500、IRGACURE 2959、IRGACURE 754、IRGACURE 907、IRGACURE 369、IRGACURE 1300、IRGACURE 819、IRGACURE 819DW、IRGACURE 1880、IRGACURE 1870、DAROCURE TPO、DAROCURE 4265、IRGACURE 784、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02、IRGACURE 250(以上、BASF社製)、KAYACURE DETX-S、KAYACURE CTX、KAYACURE BMS、KAYACURE 2-EAQ(以上、日本化薬(株)製)、TAZ-101、TAZ-102、TAZ-103、TAZ-104、TAZ-106、TAZ-107、TAZ-108、TAZ-110、TAZ-113、TAZ-114、TAZ-118、TAZ-122、TAZ-123、TAZ-140、TAZ-204(以上みどり化学(株)製)等が挙げられる。
これらの光ラジカル発生剤単独で使用しても、二種類以上を併用することも可能である。
(D-2) The photo-radical generator is not particularly limited as long as it generates radicals upon exposure. Specific examples include benzophenone, Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 4-methoxy-4'-dimethylaminobenzophenone, 2-ethylanthraquinone, aromatic ketones such as phenanthrene, benzoin methyl ether, and benzoin ethyl. Ethers, benzoin ethers such as benzoin phenyl ether, benzoins such as methylbenzoin and ethylbenzoin, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-phenylimidazole dimer, 2-(o-chlorophenyl)-4,5- Di(m-methoxyphenyl)imidazole dimer, 2-(o-fluorophenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2-(o-methoxyphenyl)-4,5-diphenylimidazole dimer, 2,4,5-triarylimidazole dimer, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-di(m-methylphenyl)imidazole dimer, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4 -morpholinophenyl)-butanone, 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-(p-cyanostyryl)-1,3,4-oxadiazole , 2-trichloromethyl-5-(p-methoxystyryl)-1,3,4-oxadiazole and other halomethyloxadiazole compounds, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-p-methoxystyryl- S-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(1-p-dimethylaminophenyl-1,3-butadienyl)-S-triazine, 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxy Styryl-S-triazine, 2-(naphth-1-yl)-4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2-(4-ethoxy-naphth-1-yl)-4,6-bis-trichloro Halomethyl-S-triazine compounds such as methyl-S-triazine, 2-(4-butoxy-naphth-1-yl)-4,6-bis-trichloromethyl-S-triazine, 2,2-dimethoxy-1, 2-diphenylethan-1-one, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanone, 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl) -butanone-1,1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, benzyl, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, benzyl methyl ketal, dimethylaminobenzoate, p-dimethylaminobenzoic acid isoamyl, 2-n-butoxyethyl-
4-dimethylaminobenzoate, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-(4-phenylthiophenyl)-1,2-octanedione-2-(O- benzoyloxime), ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-1-(O-acetyloxime), 4-benzoyl-methyldiphenylsulfide, 1- Hydroxy-cyclohexyl-phenyl ketone, 2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, 2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl ) methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, α-dimethoxy-α-phenylacetophenone, phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, diphenyl(2, 4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone and the like.
The above photoradical generators are readily available as commercial products, and specific examples thereof include IRGACURE 173, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, IRGACURE 754, IRGACURE 907, IRGACURE 369, IRGACURE 1300, IRGACURE 819, IRGACURE 819DW, IRGACURE 1880, IRGACURE 1870, DAROCURE TPO, DAROCURE 4265, IRGACURE 784, IRGACURE OXE01, IRGACURE OXE02, IRGACURE 250 (manufactured by BASF), KAYACURE DETX-S, KAYAC URE CTX, KAYACURE BMS, KAYACURE 2-EAQ (above , manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), TAZ-101, TAZ-102, TAZ-103, TAZ-104, TAZ-106, TAZ-107, TAZ-108, TAZ-110, TAZ-113, TAZ-114, TAZ-118, TAZ-122, TAZ-123, TAZ-140, TAZ-204 (manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) and the like.
These photo-radical generators may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に(D-2)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分の100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部乃至20質量部であり、特に好ましくは1質量部乃至15質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる場合がある。また、この割合が過大である場合には、塗膜の透過率が低下したり、未露光部の現像不良が起こる場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention contains component (D-2), the content is 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). is preferred, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and particularly preferably 1 to 15 parts by mass. If this ratio is too small, the exposed portion may be insufficiently cured, and the pattern may not be formed, or even if it is formed, the film may be unreliable. On the other hand, if this ratio is excessively high, the transmittance of the coating film may be lowered, or development failure may occur in the unexposed areas.
(D-3)の光酸発生剤は紫外線照射時に光分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。光酸発生剤が光分解した際に発生する酸としては、例えば、塩酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、2-ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p-キシレン-2-スルホン酸、m-キシレン-2-スルホン酸、4-エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン-1-スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸又はその水和物や塩等が挙げられる。 The photoacid generator (D-3) is not particularly limited as long as it is a compound that photodecomposes upon exposure to ultraviolet rays to generate an acid. Acids generated when the photoacid generator is photolyzed include, for example, hydrochloric acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p- toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzene Sulfonic acid, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctanesulfonic acid, perfluoro(2-ethoxyethane)sulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, nonafluorobutane-1-sulfonic acid, sulfones such as dodecylbenzenesulfonic acid Acids or their hydrates and salts are mentioned.
光酸発生剤としては、例えば、ジアゾメタン化合物、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ジスルホン系化合物、スルホン酸誘導体化合物、ニトロベンジル化合物、ベンゾイントシレート化合物、鉄アレーン錯体、ハロゲン含有トリアジン化合物、アセトフェノン誘導体化合物、及び、シアノ基含有オキシムスルホネート化合物などが挙げられる。
従来知られ又は従来から使用されている光酸発生剤は、いずれも、特に限定されることなく、本発明において適用することができる。なお、本発明において、(D)成分の光酸発生剤は、一種単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。具体例としては、下記式[PAG-1]~式[PAG-41]で表される化合物等を挙げることができる。
Examples of photoacid generators include diazomethane compounds, onium salt compounds, sulfonimide compounds, disulfone compounds, sulfonic acid derivative compounds, nitrobenzyl compounds, benzoin tosylate compounds, iron arene complexes, halogen-containing triazine compounds, and acetophenone derivative compounds. , and cyano group-containing oxime sulfonate compounds.
Any conventionally known or conventionally used photoacid generator can be applied in the present invention without particular limitation. In the present invention, the component (D) photoacid generator may be used alone or in combination of two or more. Specific examples include compounds represented by the following formulas [PAG-1] to [PAG-41].
本実施の形態の第一の感光性樹脂組成物に(D-3)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至20質量部、より好ましくは0.1質量部乃至10質量部、更に好ましくは0.5質量部乃至8質量部である。(D-3)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。しかし、20質量部より多い場合、未露光部が現像不良となったり、組成物の保存安定性が低下する場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present embodiment contains component (D-3), the content is preferably 0.01 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A). parts, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, still more preferably 0.5 to 8 parts by mass. By setting the content of component (D-3) to 0.01 part by mass or more, sufficient thermosetting and solvent resistance can be imparted. However, if the amount is more than 20 parts by mass, the unexposed area may be poorly developed, or the storage stability of the composition may be lowered.
<(E)成分>
(E)成分は架橋剤であり、本発明の第一の感光性樹脂組成物が要件(Z1)を満たす場合に組成物中に導入されるものである。より具体的には、(A)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を有する化合物である。以下、具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。熱架橋剤は、例えば、(E1)アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物や(E2)下記式(1)で表される架橋性化合物から選ばれるものが好ましい。これらの架橋剤は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
<(E) component>
Component (E) is a cross-linking agent, which is introduced into the composition when the first photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (Z1). More specifically, it is a compound having a structure capable of forming a crosslinked structure by thermal reaction with the heat-reactive site (eg, carboxyl group and/or phenolic hydroxy group) of component (A). Specific examples are given below, but are not limited to these. The thermal cross-linking agent is selected from, for example, (E1) a cross-linking compound having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups and (E2) a cross-linking compound represented by the following formula (1). is preferred. These cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more.
(E1)成分のアルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物は、熱硬化時の高温に曝されると、脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。このような化合物としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。 When the crosslinkable compound having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups, which is the component (E1), is exposed to a high temperature during thermosetting, the crosslinking reaction proceeds through a dehydration condensation reaction. . Such compounds include, for example, compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, and phenoplastic compounds.
アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、例えば、1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ブトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)グリコールウリル、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(ブトキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(メトキシメチル)尿素、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)-4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリノン、および1,3-ビス(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリノン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製グリコールウリル化合物(商品名:サイメル(登録商
標)1170、パウダーリンク(登録商標)1174)等の化合物、メチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)65)、ブチル化尿素樹脂(商品名:UFR(登録商標)300、U-VAN10S60、U-VAN10R、U-VAN11HV)、DIC(株)製尿素/ホルムアルデヒド系樹脂(高縮合型、商品名:ベッカミン(登録商標)J-300S、同P-955、同N)等が挙げられる。
Specific examples of alkoxymethylated glycoluril include 1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis(butoxymethyl)glycoluril, 1,3,4 ,6-tetrakis(hydroxymethyl)glycoluril, 1,3-bis(hydroxymethyl)urea, 1,1,3,3-tetrakis(butoxymethyl)urea, 1,1,3,3-tetrakis(methoxymethyl) urea, 1,3-bis(hydroxymethyl)-4,5-dihydroxy-2-imidazolinone, 1,3-bis(methoxymethyl)-4,5-dimethoxy-2-imidazolinone and the like. Commercially available products include compounds such as glycoluril compounds manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (trade name: Cymel (registered trademark) 1170, Powderlink (registered trademark) 1174), methylated urea resin (trade name: UFR (registered trademark) 65 ), butylated urea resin (trade name: UFR (registered trademark) 300, U-VAN10S60, U-VAN10R, U-VAN11HV), DIC Corporation urea / formaldehyde resin (high condensation type, trade name: Beccamin ( registered trademarks) J-300S, P-955, N) and the like.
アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としてはテトラメトキシメチルベンゾグアナミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製(商品名:サイメル(登録商標)1123)、(株)三和ケミカル製(商品名:ニカラック(登録商標)BX-4000、同BX-37、同BL-60、同BX-55H)等が挙げられる。 Specific examples of alkoxymethylated benzoguanamine include tetramethoxymethylbenzoguanamine. Commercially available products manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (trade name: Cymel (registered trademark) 1123), manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. (trade names: Nikalac (registered trademark) BX-4000, BX-37, BL- 60, BX-55H) and the like.
アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン等が挙げられる。市販品として、三井サイテック(株)製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:サイメル(登録商標)300、同301、同303、同350)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:マイコート(登録商標)506、同508)、三和ケミカル製メトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MW-30、同MW-22、同MW-11、同MW-100LM、同MS-001、同MX-002、同MX-730、同MX-750、同MX-035)、ブトキシメチルタイプメラミン化合物(商品名:ニカラック(登録商標)MX-45、同MX-410、同MX-302)等が挙げられる。 Specific examples of alkoxymethylated melamine include hexamethoxymethylmelamine. As commercially available products, Mitsui Cytec Co., Ltd. methoxymethyl type melamine compounds (trade names: Cymel (registered trademark) 300, Cymel 301, Cymel 303, and 350), butoxymethyl type melamine compounds (trade name: Mycoat (registered trademark) ) 506, 508), Sanwa Chemical methoxymethyl type melamine compounds (trade names: Nikalac (registered trademark) MW-30, MW-22, MW-11, MW-100LM, MS-001, MX-002, MX-730, MX-750, MX-035), butoxymethyl-type melamine compounds (trade names: Nikalac (registered trademark) MX-45, MX-410, MX-302), etc. mentioned.
また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。 It may also be a compound obtained by condensing a melamine compound, a urea compound, a glycoluril compound and a benzoguanamine compound in which a hydrogen atom of such an amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group. Examples include high molecular weight compounds made from melamine and benzoguanamine compounds described in US Pat. No. 6,323,310. Commercially available products of the melamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.). Commercially available products of the benzoguanamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 1123 ( (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) and the like.
フェノプラスト系化合物の具体例としては、例えば、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、2,6-ビス(ヒドロキシメチル)-4-メトキシフェノール、3,3’,5,5’-テトラキス(ヒドロキシメチル)ビフェニル-4,4’-ジオール、3,3’-メチレンビス(2-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンメタノール)、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2-メチル-6-ヒドロキシメチルフェノール]、4,4’-メチレンビス[2-メチル-6-ヒドロキシメチルフェノール]、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(ヒドロキシメチル)フェノール]、2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール、2,6-ビス(メトキシメチル)クレゾール、2,6-ビス(メトキシメチル)-4-メトキシフェノール、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)ビフェニル-4,4’-ジオール、3,3’-メチレンビス(2-メトキシ-5-メチルベンゼンメタノール)、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2-メチル-6-メトキシメチルフェノール]、4,4’-メチレンビス[2-メチル-6-メトキシメチルフェノール]、4,4’-(1-メチルエチリデン)ビス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、4,4’-メチレンビス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、等が挙げられる。市販品としても入手が可能であり、その具体例としては、26DMPC、46DMOC、DM-BIPC-F、DM-BIOC-F、TM-BIP-A、BISA-F、BI25X-DF、BI25X-TPA(以上、旭有機材工業(株)製)等が挙げられる。 Specific examples of phenoplast compounds include 2,6-bis(hydroxymethyl)phenol, 2,6-bis(hydroxymethyl)cresol, 2,6-bis(hydroxymethyl)-4-methoxyphenol, 3 , 3′,5,5′-tetrakis(hydroxymethyl)biphenyl-4,4′-diol, 3,3′-methylenebis(2-hydroxy-5-methylbenzenemethanol), 4,4′-(1-methyl ethylidene)bis[2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 4,4′-methylenebis[2-methyl-6-hydroxymethylphenol], 4,4′-(1-methylethylidene)bis[2,6- bis(hydroxymethyl)phenol], 4,4′-methylenebis[2,6-bis(hydroxymethyl)phenol], 2,6-bis(methoxymethyl)phenol, 2,6-bis(methoxymethyl)cresol, 2 ,6-bis(methoxymethyl)-4-methoxyphenol, 3,3′,5,5′-tetrakis(methoxymethyl)biphenyl-4,4′-diol, 3,3′-methylenebis(2-methoxy-5 -methylbenzenemethanol), 4,4′-(1-methylethylidene)bis[2-methyl-6-methoxymethylphenol], 4,4′-methylenebis[2-methyl-6-methoxymethylphenol], 4, 4′-(1-methylethylidene)bis[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], 4,4′-methylenebis[2,6-bis(methoxymethyl)phenol], and the like. It is also available as a commercial product, and specific examples include 26DMPC, 46DMOC, DM-BIPC-F, DM-BIOC-F, TM-BIP-A, BISA-F, BI25X-DF, BI25X-TPA ( The above, manufactured by Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd.) and the like can be mentioned.
さらに、(E1)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。 Furthermore, as the component (E1), an acrylamide compound substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or Polymers made using methacrylamide compounds can also be used.
そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びN-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1,000乃至50,000であり、好ましくは、1,500乃至20,000であり、より好ましくは2,000乃至10,000である。 Examples of such polymers include poly(N-butoxymethylacrylamide), copolymers of N-butoxymethylacrylamide and styrene, copolymers of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, N-ethoxymethyl Copolymers of methacrylamide and benzyl methacrylate, copolymers of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate, and the like are included. Such polymers have a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 20,000, more preferably 2,000 to 10,000.
また本発明の第一の感光性樹脂組成物は、(E2)成分として、下記式(1)で表される架橋性化合物を含有することができる。
(E2)成分は、式(1)で表されるシクロアルケンオキサイド構造を有する化合物であれば特に限定されない。その具体例としては、下記式E2-1及びE2-2や、以下に示す市販品等が挙げられる。
市販品としては、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000(ダイセル(株)製 商品名)、脂環式エポキシ樹脂であるデナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製 商
品名)、CY175、CY177、CY179(以上、Huntsman Corporation製 商品名)、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、Huntsman Corporation製 商品名)、エピクロン200、同400(以上、DIC(株)製 商品名)、エピコート871、同872(以上、三菱ケミカル(株)製 商品名)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製 商品名)、等を挙げることができる。また、これらの架橋性化合物は、単独または2種類以上を組み合わせて用いることができる。
Commercially available products include Epolead GT-401, Epolead GT-403, Epolead GT-301, Epolead GT-302, Celoxide 2021, Celoxide 3000 (manufactured by Daicel Co., Ltd.), and Denacol EX-, an alicyclic epoxy resin. 252 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), CY175, CY177, CY179 (manufactured by Huntsman Corporation), Araldite CY-182, CY-192, CY-184 (manufactured by Huntsman Corporation) ), Epiclon 200, Epiclon 400 (these are the trade names of DIC Corporation), Epicort 871 and Epicort 872 (these are the trade names of Mitsubishi Chemical Corporation), ED-5661, ED-5662 (these are Celanese Coating Co., Ltd. product name), etc. can be mentioned. Moreover, these crosslinkable compounds can be used individually or in combination of 2 or more types.
これらのうち、耐熱性、耐溶剤性、耐長時間焼成耐性等の耐プロセス性、および透明性の観点からシクロヘキセンオキサイド構造を有する、式E2-1及び式E2-2で表される化合物、エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000が好ましい。 Among them, compounds represented by formulas E2-1 and E2-2, which have a cyclohexene oxide structure from the viewpoint of heat resistance, solvent resistance, process resistance such as long-term baking resistance, and transparency, and Epolead GT-401, GT-403, GT-301, GT-302, Celoxide 2021 and Celoxide 3000 are preferred.
また、E成分としては(E1)成分、(E2)成分として示したもの以外の(A)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる化合物も用いることができる。具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等のエポキシ化合物、VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、デグサジャパン(株)製)、タケネート(登録商標)B-882N、同タケネートB―7075(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、三井化学(株)製)等のイソシアネート化合物等が挙げられる。 In addition, as component E, components (E1) and (E2) are heat-reactive sites (e.g., carboxyl groups and/or phenolic hydroxy groups) of component (A) other than those shown as component (E2). can also be used. Specifically, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexane. diol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N,N,N',N', -tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, and N,N,N',N',-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, etc. Epoxy compound, VESTANAT B1358/100, VESTAGON BF 1540 (above, isocyanurate-type modified polyisocyanate, manufactured by Degussa Japan Co., Ltd.), Takenate (registered trademark) B-882N, Takenate B-7075 (above, isocyanurate-type modified Examples include isocyanate compounds such as polyisocyanate and Mitsui Chemicals, Inc.).
また、E成分としては(A)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を2個以上有する重合体を用いることができる。具体的には、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のエポキシ基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、2-イソシアナトエチルメタクリレート(カレンズMOI[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-イソシアナトエチルアクリレート(カレンズAOI[登録商標]、昭和電工(株)製)等のイソシアナート基を有する化合物、または2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート(カレンズMOI-BM[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI-BP[登録商標]、昭和電工(株)製)等のブロックイソシアネート基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。これらの化合物は単独、もしくは複数を組み合わせて使用してポリマーを製造しても良く、そのほかの化合物と組み合わせてポリマーを製造しても良い。 Also, as component E, a polymer having two or more structures capable of forming a cross-linked structure by thermal reaction with the heat-reactive sites (e.g., carboxyl groups and/or phenolic hydroxy groups) of component (A) should be used. can be done. Specifically, for example, polymers produced using compounds having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3-methacryloxypropyltrimethoxy Polymer produced using a compound having an alkoxysilyl group such as silane, 2-isocyanatoethyl methacrylate (Karenzu MOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), 2-isocyanatoethyl acrylate (Karenzu AOI [ registered trademark], manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), or 2-(0-[1′-methylpropylideneamino]carboxyamino)ethyl methacrylate (KarenzuMOI-BM [registered trademark], Showa Denko Co., Ltd.), 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino]ethyl methacrylate (Karenzu MOI-BP [registered trademark], Showa Denko Co., Ltd.) and other compounds having a blocked isocyanate group. Polymers made using These compounds may be used singly or in combination to produce a polymer, or may be combined with other compounds to produce a polymer.
(A)成分がヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基を有する場合には、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基を2つ以上有する化合物を(E)成分と
して用いることができる。
(A) When the component has at least one group that reacts with a group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amido group, and an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amido group, A compound having two or more groups represented by amino groups can be used as the component (E).
これらの架橋性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 These crosslinkable compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物における架橋剤として(E)成分を選択した場合の含有量は、(A)成分の100質量部に対して1質量部乃至50質量部、好ましくは1質量部乃至40質量部、より好ましくは1質量部乃至30質量部である。架橋性化合物の含有量が少ない場合には、架橋性化合物によって形成される架橋の密度が十分ではないため、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等を向上させる効果が得られない場合がある。一方、50質量部を超える場合には、未架橋の架橋性化合物が存在し、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等が低下し、また、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。 When the component (E) is selected as the cross-linking agent in the first photosensitive resin composition of the present invention, the content is 1 part by mass to 50 parts by mass, preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is from 1 to 40 parts by mass, more preferably from 1 to 30 parts by mass. When the content of the crosslinkable compound is small, the density of the crosslinks formed by the crosslinkable compound is not sufficient, so the effect of improving heat resistance after pattern formation, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 50 parts by mass, uncrosslinked crosslinkable compounds are present, and the heat resistance after pattern formation, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. are lowered, and the photosensitive resin composition is also deteriorated. storage stability may deteriorate.
<(F)成分>
(F)成分はエチレン性重合性基を2個以上有する化合物である。ここで言うところのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物とは、一分子中に重合性基を2個以上有し、且つそれらの重合性基が分子末端にある化合物のことを意味し、それらの重合性基とは、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合性基のことを意味する。
この(F)成分であるエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は、本発明の第一の感光性樹脂組成物におけるネガ型感光性樹脂組成物の溶液において、各成分との相溶性が良好で、且つ現像性に影響を与えないという観点から、分子量(該化合物がポリマーである場合、重量平均分子量)が1,000以下の化合物が好ましい。
<(F) Component>
Component (F) is a compound having two or more ethylenically polymerizable groups. The term "compound having two or more ethylenically polymerizable groups" as used herein means a compound having two or more polymerizable groups in one molecule and having those polymerizable groups at the ends of the molecule. , the polymerizable group means at least one polymerizable group selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group and an allyl group.
The compound having two or more ethylenic polymerizable groups, which is the component (F), is compatible with each component in the solution of the negative photosensitive resin composition in the first photosensitive resin composition of the present invention. A compound having a molecular weight (weight-average molecular weight when the compound is a polymer) of 1,000 or less is preferred from the viewpoint of good performance and no influence on developability.
このような化合物の具体例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3,5-トリアクリロイルヘキサヒドロ-S-トリアジン、1,3,5-トリメタクリロイルヘキサヒドロ-S-トリアジン、トリス(ヒドロキシエチルアクリロイル)イソシアヌレート、トリス(ヒドロキシエチルメタクリロイル)イソシアヌレート、トリアクリロイルホルマール、トリメタクリロイルホルマール、1,6-ヘキサンジオールアクリレート、1,6-ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エタンジオールジアクリレート、エタンジオールジメタクリレート、2-ヒドロキシプロパンジオールジアクリレート、2-ヒドロキシプロパンジオールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、イソプロピレングリコールジアクリレート、イソプロピレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、N,N’-ビス(アクリロイル)システイン、N,N’-ビス(メタクリロイル)システイン、チオジグリコールジアクリレート、チオジグリコールジメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノールFジアクリレート、ビスフェノールFジメタクリレート、ビスフェノールSジアクリレート、ビスフェノールSジメタクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタクリレート、ジアリルエー
テルビスフェノールA、o―ジアリルビスフェノールA、マレイン酸ジアリル、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
Specific examples of such compounds include dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol triacrylate, and pentaerythritol triacrylate. Erythritol trimethacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, tetramethylolpropane tetraacrylate, tetramethylolpropane tetramethacrylate, tetramethylolmethanetetraacrylate, tetramethylolmethanetetramethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,3,5-triacryloyl hexahydro-S-triazine, 1,3,5-trimethacryloyl hexahydro-S-triazine, tris(hydroxyethyl acryloyl) isocyanurate, tris(hydroxyethyl methacryloyl) isocyanurate, triacryloyl formal, trimethacryloyl formal, 1,6-hexanediol acrylate, 1,6-hexanediol methacrylate, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, ethanediol diacrylate, ethanediol dimethacrylate, 2-hydroxypropanediol diol Acrylates, 2-hydroxypropanediol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, isopropylene glycol diacrylate, isopropylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, N,N'-bis(acryloyl ) cysteine, N,N'-bis(methacryloyl)cysteine, thiodiglycol diacrylate, thiodiglycol dimethacrylate, bisphenol A diacrylate, bisphenol A dimethacrylate, bisphenol F diacrylate, bisphenol F dimethacrylate, bisphenol S diacrylate , bisphenol S dimethacrylate, bisphenoxyethanol fluorenediacrylate, bisphenoxyethanolfluorenedimethacrylate, diallyl ether bisphenol A, o-diallyl bisphenol A, diallyl maleate, triallyl trimellitate and the like.
上記の多官能アクリレート化合物は、市販品として容易に入手が可能であり、その具体例としては、例えばKYARAD T-1420、同DPHA、同DPHA-2C、同D-310、同D-330、同DPCA-20、同DPCA-30、同DPCA-60、同DPCA-120、同DN-0075、同DN-2475、同R-526、同NPGDA、同PEG400DA、同MANDA、同R-167、同HX-220、同HX620、同R-551、同R-712、同R-604、同R-684、同GPO-303、同TMPTA、同THE-330、同TPA-320、同TPA-330、同PET-30、同RP-1040(以上、日本化薬(株)製)、アロニックスM-210、同M-240、同M-6200、同M-309、同M-400、同M-402、同M-405、同M-450、同M-7100、同M-8030、同M-8060、同M-1310、同M-1600、同M-1960、同M-8100、同M-8530、同M-8560、同M-9050(以上、東亞合成(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400、同260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業(株)製)、A-9300、A-GLY-9E、A-GLY-20E、A-TMM-3、A-TMM-3L、A-TMM-3LM-N、A-TMPT、AD-TMP、ATM-35E、A-TMMT、A-9550、A-DPH、TMPT、9PG、701、1206PE、NPG、NOD-N,HD-N,DOD-N,DCP,BPE-1300N,BPE-900,BPE-200,BPE-100,BPE-80N,23G,14G,9G,4G,3G,2G,1G (以上、新中村化学工業(株)製)等を挙げることができる。
これらのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
The above polyfunctional acrylate compounds are readily available as commercial products, and specific examples include KYARAD T-1420, DPHA, DPHA-2C, D-310, D-330, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-120, DN-0075, DN-2475, R-526, NPGDA, PEG400DA, MANDA, R-167, HX -220, HX620, R-551, R-712, R-604, R-684, GPO-303, TMPTA, THE-330, TPA-320, TPA-330, PET-30, RP-1040 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Aronix M-210, M-240, M-6200, M-309, M-400, M-402, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060, M-1310, M-1600, M-1960, M-8100, M-8530, M-8560, M-9050 (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), Viscoat 295, 300, 360, GPT, 3PA, 400, 260, 312, 335HP (Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), A-9300, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-TMM-3L, A-TMM-3LM-N, A-TMPT, AD -TMP, ATM-35E, A-TMMT, A-9550, A-DPH, TMPT, 9PG, 701, 1206PE, NPG, NOD-N, HD-N, DOD-N, DCP, BPE-1300N, BPE-900 , BPE-200, BPE-100, BPE-80N, 23G, 14G, 9G, 4G, 3G, 2G, 1G (all manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
These compounds having two or more ethylenic polymerizable groups can be used singly or in combination of two or more.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に(F)成分を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に対して5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは10質量部乃至150質量部であり、特に好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる可能性がある。また、この割合が過大である場合には、プリベーク後の塗膜にタックが発生したり、現像時に未露光部が溶解不良となる場合がある。 The content of component (F) in the first photosensitive resin composition of the present invention is preferably 5 parts by mass to 200 parts by mass, more preferably 100 parts by mass of component (A). is 10 to 150 parts by mass, particularly preferably 50 to 150 parts by mass. If this ratio is too small, the exposed portion will be insufficiently cured, and there is a possibility that the pattern cannot be formed, or even if it is formed, the film will be unreliable. If this ratio is too high, tackiness may occur in the pre-baked coating film, or the unexposed portion may become poorly dissolved during development.
<(G)成分>
本発明の第一の感光性樹脂組成物に用いられる(G)成分は、酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物である。このような酸により共有結合を形成する官能基としてはエポキシ基、アルコキシメチル基、ヒドロキシメチル基等が挙げられる。
<(G) Component>
The (G) component used in the first photosensitive resin composition of the present invention is a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid. Examples of functional groups that form covalent bonds with acids include epoxy groups, alkoxymethyl groups, and hydroxymethyl groups.
エポキシ基を2個以上有する化合物としては、例えば、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,2-エポキシ-4-(エポキシエチル)シクロヘキサン、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、2,6-ジグリシジルフェニルグリシジルエーテル、1,1,3-トリス[p-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニル]プロパン、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジルエステル、4,4’-メチレンビス(N,N-ジグリシジルアニリン)、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、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル及びビスフェノール-A-ジグリシジルエーテル、及びペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等を挙げることができる。
Examples of compounds having two or more epoxy groups include tris(2,3-epoxypropyl)isocyanurate, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,2-epoxy-4-(epoxyethyl)cyclohexane, and glycerol. Triglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, 2,6-diglycidylphenyl glycidyl ether, 1,1,3-tris[p-(2,3-epoxypropoxy)phenyl]propane,
また、エポキシ基を2個以上有する化合物としては、入手が容易である点から市販品の
化合物を用いてもよい。以下にその具体例(商品名)を挙げるが、これらに限定されるものではない:YH-434、YH434L(新日化エポキシ製造(株)製)等のアミノ基を有するエポキシ樹脂;エポリードGT-401、同GT-403、同GT-301、同GT-302、セロキサイド2021、セロキサイド3000(ダイセル(株)製)等のシクロヘキセンオキサイド構造を有するエポキシ樹脂;エピコート1001、同1002、同1003、同1004、同1007、同1009、同1010、同828(以上、油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂;エピコート807(油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂;エピコート152、同154(以上、油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)、EPPN201、同202(以上、日本化薬(株)製)等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂;EOCN-102、EOCN-103S、EOCN-104S、EOCN-1020、EOCN-1025、EOCN-1027(以上、日本化薬(株)製)、エピコート180S75(油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)等のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂;デナコールEX-252(ナガセケムテックス(株)製)、CY175、CY177、CY179、アラルダイトCY-182、同CY-192、同CY-184(以上、Huntsman
Corporation製)、エピクロン200、同400(以上、大日本インキ化学工業(株)(現DIC(株))製)、エピコート871、同872(以上、油化シェルエポキシ(株)(現三菱ケミカル(株))製)、ED-5661、ED-5662(以上、セラニーズコーティング(株)製)等の脂環式エポキシ樹脂;デナコールEX-611、同EX-612、同EX-614、同EX-622、同EX-411、同EX-512、同EX-522、同EX-421、同EX-313、同EX-314、同EX-321(ナガセケムテックス(株)製)等の脂肪族ポリグリシジルエーテル等。
As the compound having two or more epoxy groups, a commercially available compound may be used because it is easily available. Specific examples (trade names) are listed below, but are not limited to: Epoxy resins having an amino group such as YH-434 and YH434L (manufactured by Shin Nikka Epoxy Mfg. Co., Ltd.); Epolead GT- epoxy resins having a cyclohexene oxide structure such as 401, GT-403, GT-301, GT-302, Celoxide 2021, Celoxide 3000 (manufactured by Daicel Corporation); Epicoat 1001, 1002, 1003, 1004 , 1007, 1009, 1010, 828 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Co., Ltd.)) and other bisphenol A type epoxy resins; Bisphenol F type epoxy resins such as (currently manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation); , Nippon Kayaku Co., Ltd.) and other phenol novolac epoxy resins; ), cresol novolac type epoxy resins such as Epicoat 180S75 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Corporation)); Araldite CY-182, Araldite CY-192, and CY-184 (above, Huntsman
Corporation), Epiclon 200, Epiclon 400 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. (currently DIC Corporation)), Epicort 871, Epicort 872 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. (currently Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) Ltd.), ED-5661, ED-5662 (manufactured by Celanese Coating Co., Ltd.); 622, EX-411, EX-512, EX-522, EX-421, EX-313, EX-314, EX-321 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), etc. glycidyl ether and the like.
また、エポキシ基を2個以上有する化合物としてはエポキシ基を有するポリマーを使用することもできる。
上記エポキシ基を有するポリマーは、例えばエポキシ基を有する付加重合性モノマーを用いた付加重合により製造することができる。一例として、ポリグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートとエチルメタクリレートの共重合体、グリシジルメタクリレートとスチレンと2-ヒドロキシエチルメタクリレートの共重合体等の付加重合ポリマーや、エポキシノボラック等の縮重合ポリマーを挙げることができる。
A polymer having an epoxy group can also be used as the compound having two or more epoxy groups.
The epoxy group-containing polymer can be produced, for example, by addition polymerization using an epoxy group-containing addition polymerizable monomer. Examples thereof include addition polymerization polymers such as polyglycidyl acrylate, copolymers of glycidyl methacrylate and ethyl methacrylate, copolymers of glycidyl methacrylate, styrene and 2-hydroxyethyl methacrylate, and condensation polymerization polymers such as epoxy novolak. .
或いは、上記エポキシ基を有するポリマーは、ヒドロキシ基を有する高分子化合物とエピクロルヒドリン、グリシジルトシレート等のエポキシ基を有する化合物との反応により製造することもできる。 Alternatively, the epoxy group-containing polymer can be produced by reacting a hydroxyl group-containing polymer with an epoxy group-containing compound such as epichlorohydrin or glycidyl tosylate.
このようなポリマーの重量平均分子量としては、例えば、300乃至20,000である。 The weight average molecular weight of such polymers is, for example, 300 to 20,000.
これらのエポキシ基を2個以上有する化合物は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。 These compounds having two or more epoxy groups can be used alone or in combination of two or more.
アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する化合物は、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。 Compounds having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups include, for example, compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, and phenoplast compounds. .
アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、上記の段落[0108]で記載したとおりである。 Specific examples of alkoxymethylated glycoluril are as described in paragraph [0108] above.
アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としては、上記の段落[0109]で記載したとおりである。 Specific examples of the alkoxymethylated benzoguanamine are as described in paragraph [0109] above.
アルコキシメチル化メラミンの具体例としては、上記の段落[0110]で記載したとおりである。 Specific examples of the alkoxymethylated melamine are as described in paragraph [0110] above.
また、このようなアミノ基の水素原子がメチロール基またはアルコキシメチル基で置換されたメラミン化合物、尿素化合物、グリコールウリル化合物及びベンゾグアナミン化合物を縮合させて得られる化合物であってもよい。例えば、米国特許第6323310号に記載されているメラミン化合物およびベンゾグアナミン化合物から製造される高分子量の化合物が挙げられる。前記メラミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)303(三井サイテック(株)製)等が挙げられ、前記ベンゾグアナミン化合物の市販品としては、商品名:サイメル(登録商標)1123(三井サイテック(株)製)等が挙げられる。 It may also be a compound obtained by condensing a melamine compound, a urea compound, a glycoluril compound and a benzoguanamine compound in which a hydrogen atom of such an amino group is substituted with a methylol group or an alkoxymethyl group. Examples include high molecular weight compounds made from melamine and benzoguanamine compounds described in US Pat. No. 6,323,310. Commercially available products of the melamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 303 (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.). Commercially available products of the benzoguanamine compound include trade name: Cymel (registered trademark) 1123 ( (manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) and the like.
フェノプラスト系化合物の具体例としては、上記の段落[0112]で記載したとおりである。 Specific examples of the phenoplast-based compound are as described in paragraph [0112] above.
さらに、(G)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。 Furthermore, as the component (G), an acrylamide compound substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or Polymers made using methacrylamide compounds can also be used.
そのようなポリマーとしては、例えば、ポリ(N-ブトキシメチルアクリルアミド)、N-ブトキシメチルアクリルアミドとスチレンとの共重合体、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミドとメチルメタクリレートとの共重合体、N-エトキシメチルメタクリルアミドとベンジルメタクリレートとの共重合体、及びN-ブトキシメチルアクリルアミドとベンジルメタクリレートと2-ヒドロキシプロピルメタクリレートとの共重合体等が挙げられる。このようなポリマーの重量平均分子量は、1,000乃至50,000であり、好ましくは、1,500乃至20,000であり、より好ましくは2,000乃至10,000である。 Examples of such polymers include poly(N-butoxymethylacrylamide), copolymers of N-butoxymethylacrylamide and styrene, copolymers of N-hydroxymethylmethacrylamide and methylmethacrylate, N-ethoxymethyl Copolymers of methacrylamide and benzyl methacrylate, copolymers of N-butoxymethylacrylamide, benzyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate, and the like are included. Such polymers have a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, preferably 1,500 to 20,000, more preferably 2,000 to 10,000.
本発明の第一の感光性樹脂組成物に(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有させる場合の含有量は、(A)成分100質量部に基づいて5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、ネガ型感光性樹脂組成物の光硬化性が低下する場合があり、他方、過大である場合には未露光部の現像性が低下し残膜や残渣の原因となる場合がある。 When the first photosensitive resin composition of the present invention contains a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid as component (G), the content is based on 100 parts by mass of component (A). 5 parts by mass to 200 parts by mass, more preferably 50 parts by mass to 150 parts by mass. If this ratio is too small, the photocurability of the negative photosensitive resin composition may be lowered, while if it is too large, the developability of the unexposed area is lowered, resulting in residual film or residue. It may be the cause.
<その他添加剤>
更に、本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レベリング剤、界面活性剤、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、密着促進剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
界面活性剤として好ましくは含フッ素ポリマーのフッ素系界面活性剤を用いる。このようなフッ素系界面活性剤として、例えばメガファック(登録商標)F-251、同F-281、同F-430、同F-444、同R-30、同R-40、同F-553、同F-554、同F-555、同F-556、同F-557、同F-558(以上、DIC(株)製)、サーフロン(登録商標)S-242、同S-243、同S-385、同S-386
、同S-420、同S-611(以上、ACGセイミケミカル(株)製)等が挙げられる。これらのフッ素系界面活性剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
<Other additives>
Furthermore, the first photosensitive resin composition used in the present invention may optionally contain leveling agents, surfactants, rheology modifiers, pigments, dyes, storage stabilizers, as long as the effects of the present invention are not impaired. Antifoaming agents, adhesion promoters, or dissolution promoters such as polyhydric phenols and polyhydric carboxylic acids can be contained.
As the surfactant, a fluoropolymer fluorosurfactant is preferably used. Examples of such fluorosurfactants include Megafac (registered trademark) F-251, F-281, F-430, F-444, R-30, R-40, and F-553. , F-554, F-555, F-556, F-557, F-558 (manufactured by DIC Corporation), Surflon (registered trademark) S-242, S-243, S-385, S-386
, S-420 and S-611 (manufactured by ACG Seimi Chemical Co., Ltd.). These fluorosurfactants may be used alone or in combination of two or more.
<レジスト膜形成工程>
上述のように下層膜12を形成した後は、第二の感光性樹脂組成物を下層膜12の上に塗布しプリベークしてレジスト膜13を形成する(図1)。通常、この第二の感光性樹脂組成物は、下層膜12の全面に塗布してレジスト膜13を形成する。
以下、レジスト膜の各成分の詳細を説明する。
<Resist film forming process>
After forming the underlayer film 12 as described above, the second photosensitive resin composition is applied onto the underlayer film 12 and prebaked to form a resist film 13 (FIG. 1). Generally, the second photosensitive resin composition is applied to the entire surface of the lower layer film 12 to form the resist
Details of each component of the resist film will be described below.
<(a)成分>
本発明の(a)成分は、アルカリ可溶性基を有する樹脂である。アルカリ可溶性基としては、例えば、フェノール性ヒドロキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、イミド基、スルホニル基、リン酸、ボロン酸及び活性メチレン基および活性メチン基が挙げられる。
<(a) component>
The component (a) of the present invention is a resin having an alkali-soluble group. Alkali-soluble groups include, for example, phenolic hydroxy groups, carboxyl groups, acid anhydride groups, imide groups, sulfonyl groups, phosphoric acid groups, boronic acid groups and active methylene groups and active methine groups.
活性メチレン基とはメチレン基(-CH2-)のうち、隣接位置にカルボニル基を持ち、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。また、本発明において前記活性メチン基とは前記活性メチレン基においてメチレン基の1個の水素原子がアルキル基で置換された構造を有し、求核試薬に対する反応性を持つものを言う。 The active methylene group means a methylene group ( --CH.sub.2-- ) having a carbonyl group at an adjacent position and having reactivity with a nucleophilic reagent. In the present invention, the active methine group refers to the active methylene group having a structure in which one hydrogen atom of the methylene group is substituted with an alkyl group and having reactivity with a nucleophilic reagent.
活性メチレン基および活性メチン基の中でも活性メチレン基が好ましく、下記式(a1)で表される活性メチレン基がより好ましい。
上記式(a1)において、Rが表すアルキル基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルキル基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルキル基が好ましい。
そのような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、i-プロピル基等が挙げられる。
その中でも、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が好ましい。
In the above formula (a1), the alkyl group represented by R includes, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of such alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl and i-propyl groups.
Among them, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and the like are preferable.
上記式(a1)において、Rが表すアルコキシ基としては、例えば、炭素原子数1乃至20のアルコキシ基が挙げられ、炭素原子数1乃至5のアルコキシ基が好ましい。
そのような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、i-プロポキシ基、n-ブトキシ基、i-ブトキシ基、s-ブトキシ基、t-ブトキシ基等が挙げられる。
その中でも、メトキシ基、エトキシ基及びn-プロポキシ基等が好ましい。
In the above formula (a1), the alkoxy group represented by R includes, for example, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of such alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, i-propoxy, n-butoxy, i-butoxy, s-butoxy and t-butoxy groups.
Among them, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group and the like are preferable.
上記式(a1)で表される基としては、例えば、以下の構造等が挙げられる。なお、構造式中、破線は結合手を表す。
上記アルカリ可溶性基の中でも、フェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも1種の有機基を有し、且つ、数平均分子量が2,000乃至50,000であるアルカリ可溶性樹脂であることが好ましい。 Among the above alkali-soluble groups, an alkali-soluble resin having at least one organic group selected from the group consisting of a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group and having a number average molecular weight of 2,000 to 50,000. Preferably.
上記(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、かかる構造を有するアルカリ可溶性樹脂であればよく、樹脂を構成する高分子の主鎖の骨格及び側鎖の種類などについて特に限定されない。 The alkali-soluble resin of component (a) may be any alkali-soluble resin having such a structure, and there are no particular restrictions on the skeleton of the polymer main chain and the types of side chains that constitute the resin.
然しながら、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、数平均分子量が2,000乃至50,000の範囲内にあるものである。数平均分子量が50,000を超えて過大なものであると、現像残渣が発生し易くなり、感度が大きく低下する一方、数平均分子量が2,000未満で過小なものであると、現像の際、露光部の膜減りが相当量発生し、硬化不足になる場合がある。 However, the alkali-soluble resin of component (a) has a number average molecular weight within the range of 2,000 to 50,000. If the number average molecular weight is too large, exceeding 50,000, development residues are likely to occur, and the sensitivity is greatly reduced. At that time, a considerable amount of film loss occurs in the exposed area, which may result in insufficient curing.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリヒドロキシスチレン系樹脂、あるいはポリイミド前駆体又はポリイミド等が挙げることができる。 Examples of the alkali-soluble resin (a) include acrylic resins, polyhydroxystyrene resins, polyimide precursors, and polyimides.
また、本発明においては、複数種のモノマーを重合して得られる共重合体(以下、特定共重合体と称す。)からなるアルカリ可溶性樹脂を(a)成分として用いることもできる。この場合、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種の特定共重合体のブレンド物であってもよい。 In the present invention, an alkali-soluble resin comprising a copolymer obtained by polymerizing multiple types of monomers (hereinafter referred to as a specific copolymer) can also be used as the component (a). In this case, the alkali-soluble resin as component (a) may be a blend of a plurality of specific copolymers.
すなわち、上記の特定共重合体は、アルカリ可溶性を発現するモノマー、即ちフェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマーと、これらモノマーと共重合可能なモノマーの群から選択される少なくとも一種のモノマーとを、必須の構成単位として形成された共重合体であって、その数平均分子量が2,000乃至50,000のものである。数平均分子量が50,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。 That is, the above-mentioned specific copolymer is selected from the group of monomers exhibiting alkali solubility, that is, monomers having at least one selected from the group consisting of phenolic hydroxy groups and carboxyl groups, and monomers copolymerizable with these monomers. It is a copolymer formed with at least one selected monomer as an essential structural unit, and has a number average molecular weight of 2,000 to 50,000. A number average molecular weight greater than 50,000 may result in residue.
上記の「フェノール性ヒドロキシ基及びカルボキシル基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー」は、フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマー及びカルボキシル基を有するモノマーが含まれる。これらのモノマーはフェノール性ヒドロキシ基又はカルボキシル基を一個有するものに限らず、複数個有するものでもよい。 The "monomer having at least one selected from the group consisting of a phenolic hydroxy group and a carboxyl group" includes monomers having a phenolic hydroxy group and monomers having a carboxyl group. These monomers are not limited to having one phenolic hydroxy group or carboxyl group, and may have a plurality of phenolic hydroxy groups or carboxyl groups.
以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものでない。
カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-
(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
Specific examples of the above monomers are listed below, but are not limited thereto.
Examples of monomers having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono-(2-(acryloyloxy)ethyl) phthalate, mono-(2-(methacryloyloxy)ethyl) phthalate, N-(carboxyphenyl ) maleimide, N-
(Carboxyphenyl) methacrylamide, N-(carboxyphenyl) acrylamide and the like.
フェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、ヒドロキシスチレン、N-(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、N-(ヒドロキシフェニル)マレイミド、4-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of monomers having a phenolic hydroxy group include hydroxystyrene, N-(hydroxyphenyl)acrylamide, N-(hydroxyphenyl)methacrylamide, N-(hydroxyphenyl)maleimide, 4-hydroxyphenylmethacrylate and the like.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造における不飽和カルボン酸誘導体及び/またはフェノール性ヒドロキシ基と重合性不飽和基を有するモノマーの比率は、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造に用いる全てのモノマーのうち、好ましくは5モル%乃至90モル%、より好ましくは10モル%乃至60モル%、最も好ましくは10モル%乃至30モル%である。不飽和カルボン酸誘導体が5重量%未満の場合には、重合体のアルカリ溶解性が不足する。 The ratio of the unsaturated carboxylic acid derivative and/or the monomer having a phenolic hydroxyl group and the polymerizable unsaturated group in the production of the component (a) alkali-soluble resin is Of the monomers, it is preferably 5 mol % to 90 mol %, more preferably 10 mol % to 60 mol %, most preferably 10 mol % to 30 mol %. If the unsaturated carboxylic acid derivative is less than 5% by weight, the alkali solubility of the polymer is insufficient.
本発明の(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、硬化後のパターン形状をより安定化させるという点から、さらにヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーを共重合させたものであることが好ましい。 The alkali-soluble resin, which is the component (a) of the present invention, is obtained by copolymerizing a monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group in order to further stabilize the pattern shape after curing. is preferred.
ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン等が挙げられる。 Examples of monomers having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone and the like.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造におけるヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーの比率は、好ましくは5質量%乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%、最も好ましいのは20質量%乃至40質量%である。ヒドロキシアルキル基と重合性不飽和基とを有するモノマーが5質量%未満の場合は共重合体のパターン形状の安定化効果が得られない場合がある。60質量%以上の場合には、(a)成分のアルカリ可溶性基が不足し、現像性等の特性が低下する場合がある。 The ratio of the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group in the production of the component (a) alkali-soluble resin is preferably 5% by mass to 60% by mass, more preferably 10% by mass to 50% by mass, most preferably Preferred is 20% to 40% by mass. If the amount of the monomer having a hydroxyalkyl group and a polymerizable unsaturated group is less than 5% by mass, the effect of stabilizing the pattern shape of the copolymer may not be obtained. If the amount is 60% by mass or more, the alkali-soluble groups of component (a) may be insufficient, resulting in deterioration of properties such as developability.
本発明の(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂は、共重合体のTgを上げるという点から、さらにN置換マレイミド化合物を共重合させたものであることが好ましい。 The alkali-soluble resin, which is the component (a) of the present invention, is preferably copolymerized with an N-substituted maleimide compound in order to raise the Tg of the copolymer.
N置換マレイミド化合物マレイミド化合物としては、例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、及びN-シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。透明性の観点から芳香環を有さない物が好ましく、現像性、透明性、耐熱性の点から脂環骨格を有するものがより好ましく、中でもシクロヘキシルマレイミドが最も好ましい。 N-Substituted Maleimide Compounds Examples of maleimide compounds include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide. From the viewpoint of transparency, those having no aromatic ring are preferred, and from the viewpoints of developability, transparency and heat resistance, those having an alicyclic skeleton are more preferred, and cyclohexylmaleimide is most preferred.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂の製造におけるN-置換マレイミドの比率は、好ましくは5質量%乃至60質量%、より好ましくは10質量%乃至50質量%、最も好ましいのは20質量%乃至40質量%である。N-置換マレイミドが5質量%未満の場合は共重合体のTgが低くなり、耐熱性に劣る場合がある。60質量%以上の場合には、透明性が低下する場合がある。 The ratio of the N-substituted maleimide in the production of the component (a) alkali-soluble resin is preferably 5% to 60% by mass, more preferably 10% to 50% by mass, and most preferably 20% to 40% by mass. %. If the N-substituted maleimide content is less than 5% by mass, the copolymer may have a low Tg and poor heat resistance. If it is 60% by mass or more, the transparency may deteriorate.
本発明の第二の感光性樹脂組成物が要件(z2)を満足する場合、本発明で用いられる
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基(以下、架橋性基ともいう)をさらに有する共重合体であることが好ましい。
When the second photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (z2), the alkali-soluble resin of component (a) used in the present invention further has a self-crosslinking group, or has a hydroxy group, a carboxyl It is preferably a copolymer further having a group (hereinafter also referred to as a crosslinkable group) that reacts with at least one group selected from the group consisting of groups, amido groups and amino groups.
上記自己架橋性基としてはN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基が挙げられる。 Examples of the self-crosslinkable groups include N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups.
上記架橋性基としては、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable groups include N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, blocked isocyanate groups and the like.
かかる自己架橋性基又は架橋性基を(a)成分のアルカリ可溶性樹脂に含有させる場合の含有量は、(a)成分の樹脂における繰り返し単位1単位あたり、0.1乃至0.9個であることが好ましく、現像性と耐溶剤性の観点から、0.1乃至0.8個であることがさらに好ましい。 When the self-crosslinking group or crosslinkable group is contained in the component (a) alkali-soluble resin, the content thereof is 0.1 to 0.9 per repeating unit in the component (a) resin. , and more preferably 0.1 to 0.8 from the viewpoint of developability and solvent resistance.
(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、さらにN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する繰り返し単位を有する場合、例えば、ラジカル重合性を有し、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基及びアルコキシシリル基等の自己架橋性基から選ばれる少なくとも1種を有する不飽和化合物を共重合させればよい。 The alkali-soluble resin of component (a) further contains self-crosslinking groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, oxetane groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups, and N-alkoxymethyl groups. group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, a vinyl group, a repeating unit having at least one selected from a crosslinkable group such as a blocked isocyanate group, for example, having radical polymerizability, epoxy crosslinkable groups such as groups, oxetane groups, vinyl groups and blocked isocyanate groups; and self-crosslinkable groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups and alkoxysilyl groups. Copolymerization may be carried out.
ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基を有する不飽和化合物としては、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等が挙げられる。 Radically polymerizable unsaturated compounds having an N-alkoxymethyl group include N-butoxymethylacrylamide, N-isobutoxymethylacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, and N-methylolacrylamide. etc.
ラジカル重合性を有し、さらにN-ヒドロキシメチル基を有するモノマーとしては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of monomers having radical polymerizability and having an N-hydroxymethyl group include N-hydroxymethylacrylamide and N-hydroxymethylmethacrylamide.
ラジカル重合性を有し、さらにアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、3-アクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-アクリロイルオキシトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of monomers having radical polymerizability and having an alkoxysilyl group include 3-acryloyloxytrimethoxysilane, 3-acryloyloxytriethoxysilane, 3-methacryloyloxytrimethoxysilane, 3-methacryloyloxytriethoxysilane, and the like. mentioned.
ラジカル重合性を有し、さらにエポキシ基を有する不飽和化合物としては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、α-n-プロピルアクリル酸グリシジル、α-n-ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸-3,4-エポキシブチル、メタクリル酸-3,4-エポキシブチル、アクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、α-エチルアクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが挙げられる。これらのうち、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸-6,7-エポキシヘプチル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが好ましく用いられる。これらは、単独
であるいは組み合わせて用いられる。
Examples of the radically polymerizable unsaturated compound having an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethylacrylate, glycidyl α-n-propylacrylate, and α-n-butyl acrylate. glycidyl, 3,4-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl acrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, α-ethyl acrylate-6, 7-epoxyheptyl, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate and the like. Among these, glycidyl methacrylate, 6,7-epoxyheptyl methacrylate, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, etc. It is preferably used. These are used singly or in combination.
ラジカル重合性を有し、さらにオキセタン基を有する不飽和化合物としては、例えば、オキセタン基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。なお、このようなモノマーの中では、3-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-2-フェニル-オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2-(メタクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタン、2-(アクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタンが好ましく、3-(メタクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)-3-エチル-オキセタン等が好ましく用いられる。 Examples of unsaturated compounds having radical polymerizability and having an oxetane group include (meth)acrylic acid esters having an oxetane group. Among such monomers, 3-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)- 3-ethyl-oxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-(methacryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-2-phenyl-oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)oxetane, 2-(acryloyloxymethyl)oxetane, 2-(methacryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane, 2-( Acryloyloxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane is preferred, and 3-(methacryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane, 3-(acryloyloxymethyl)-3-ethyl-oxetane and the like are preferably used.
ラジカル重合性を有し、さらにビニル基を有するモノマーとしては、アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等が挙げられる。 Monomers having radical polymerizability and having a vinyl group include 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl acrylate and 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl methacrylate.
ラジカル重合性を有し、さらにブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。 Examples of radically polymerizable monomers having a blocked isocyanate group include 2-(0-(1′-methylpropylideneamino)carboxyamino)ethyl methacrylate and 2-(3,5-dimethylpyrazolyl) methacrylate. carbonylamino)ethyl and the like.
本発明の第二の感光性樹脂組成物が(z1)を満足する場合、ラジカル重合性を有し、N-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有する不飽和化合物から誘導される構成単位を、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が有する全ての繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10質量%乃至70質量%、特に好ましくは20質量%乃至60質量%含有する。この構成単位が10質量%未満の場合は得られる硬化膜の耐熱性や表面硬度が低下する傾向にあり、一方この構成単位の量が70質量%を超える場合は感放射線性樹脂組成物の保存安定性が低下する傾向にある。 When the second photosensitive resin composition of the present invention satisfies (z1), it has radical polymerizability and includes an N-alkoxymethyl group, N-hydroxymethyl group, alkoxysilyl group, epoxy group, oxetane group, vinyl At least one group selected from self-crosslinkable groups such as groups and blocked isocyanate groups, and crosslinkable groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups Preferably 10% by mass to 70% by mass, particularly preferably 20% by mass to It contains 60% by mass. If the amount of this structural unit is less than 10% by mass, the heat resistance and surface hardness of the resulting cured film tend to decrease. It tends to be less stable.
また、本発明においては、(a)成分のアクリル重合体は、上述のモノマー以外のモノマー(以下、その他モノマーと称す。)をも構成単位として形成された共重合体であってもよい。その他モノマーは、具体的には、上記カルボキシル基を有するモノマー及びフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種と共重合可能なものであればよく、(a)成分の特性を損ねない限り、特に限定されるものでない。そのようなモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
以下、当該その他モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, the acrylic polymer of component (a) may be a copolymer in which monomers other than the above monomers (hereinafter referred to as other monomers) are also used as structural units. Other monomers may specifically be copolymerizable with at least one selected from the group consisting of the above-mentioned monomers having a carboxyl group and monomers having a phenolic hydroxyl group. It is not particularly limited as long as it does not damage it. Specific examples of such monomers include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide, acrylamide compounds, acrylonitrile, styrene compounds and vinyl compounds.
Specific examples of the other monomer are listed below, but are not limited thereto.
前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルア
クリレート、tert-ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、2-メチル-2-アダマンチルアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、等が挙げられる。
Examples of the acrylic ester compound include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2,2,2- trifluoroethyl acrylate, tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminoethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxy Butyl acrylate, 2-methyl-2-adamantyl acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate and 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate, diethylene glycol monoacrylate, caprolactone 2-(acryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) ethyl ether acrylate, and the like.
前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、及び、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート等が挙げられる。 Examples of the methacrylate compounds include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2,2,2- trifluoroethyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxy butyl methacrylate, 2-methyl-2-adamantyl methacrylate, γ-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate, and 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(methacryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylate and the like.
前記アクリルアミド化合物としては、例えば、N-メチルアクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-ブトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the acrylamide compounds include N-methylacrylamide, N-methylmethacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-dimethylmethacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-butoxy Methyl acrylamide, N-butoxymethyl methacrylamide and the like.
前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3-エテニル-7-オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、及び、1,7-オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。 Examples of the vinyl compound include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, vinylnaphthalene, vinylanthracene, vinylcarbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 1,2 -epoxy-5-hexene and 1,7-octadiene monoepoxide.
前記スチレン化合物としては、ヒドロキシ基を有しないスチレン、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。 Examples of the styrene compound include styrene having no hydroxyl group, such as styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, and bromostyrene.
(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂の製造において、上記その他モノマーの比率は80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下である。80質量%よりも多くなると相対的に必須成分が減るため、本発明の効果を十分に得ることが困難になる。 In the production of the alkali-soluble resin as component (a), the ratio of the other monomers is preferably 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less. If the content exceeds 80% by mass, the amount of essential components is relatively reduced, making it difficult to sufficiently obtain the effects of the present invention.
本発明に用いる(a)成分であるアルカリ可溶性樹脂を得る方法は特に限定されないが、例えば、カルボキシル基、フェノール性ヒドロキシ基、及び、熱又は酸の作用によりカルボン酸又はフェノール性ヒドロキシ基を生成する基からなる群から選択される少なくとも一種を有するモノマー、ヒドロキシアルキル基を有するモノマー、所望によりN-アルコキシメチル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタン基、ビニル基及びブロックイソシアネート基等の自己架橋性基及びN-アルコキシメチ
ル基、N-ヒドロキシメチル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、ビニル基、ブロックイソシアネート基等の架橋性基から選ばれる少なくとも1種の基を有するモノマー、所望によりそれ以外の共重合可能なモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性樹脂を構成するモノマー及び特定官能基を有するアクリル重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(c)成分に記載する溶剤が挙げられる。
The method for obtaining the alkali-soluble resin, which is the component (a) used in the present invention, is not particularly limited. a monomer having at least one selected from the group consisting of groups, a monomer having a hydroxyalkyl group, optionally an N-alkoxymethyl group, an N-hydroxymethyl group, an alkoxysilyl group, an epoxy group, an oxetane group, a vinyl group and a blocked isocyanate A monomer having at least one group selected from self-crosslinking groups such as groups and crosslinkable groups such as N-alkoxymethyl groups, N-hydroxymethyl groups, alkoxysilyl groups, epoxy groups, vinyl groups, and blocked isocyanate groups, It can be obtained by carrying out a polymerization reaction at a temperature of 50°C to 110°C in a solvent in which other copolymerizable monomers, if desired, and a polymerization initiator, etc. are allowed to coexist. At that time, the solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the monomers constituting the alkali-soluble resin and the acrylic polymer having a specific functional group. Specific examples include the solvents described in component (c), which will be described later.
このようにして得られる特定官能基を有するアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。 The acrylic polymer having a specific functional group thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent.
また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する(c)成分に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
In addition, the solution of the specific copolymer obtained as described above is added to diethyl ether, water, or the like under stirring to reprecipitate, and after filtering and washing the generated precipitate, Then, the powder of the specific copolymer can be obtained by drying at room temperature or by heating. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a purified powder of the specific copolymer can be obtained. If the purification cannot be sufficiently performed in one operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
In the present invention, the powder of the above-mentioned specific copolymer may be used as it is, or the powder may be redissolved in the component (c), which will be described later, for example, and used in the form of a solution.
また、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、一部イミド化したポリアミド酸等のポリイミド前駆体、カルボン酸基含有ポリイミド等のポリイミドを用いることもでき、それらはアルカリ可溶性であれば特にその種類を限定されずに用いることができる。 As the alkali-soluble resin of component (a), polyimide precursors such as polyamic acid, polyamic acid ester, and partially imidized polyamic acid, and polyimides such as carboxylic acid group-containing polyimides can be used. As long as it is soluble, it can be used without particular limitation on its type.
ポリイミド前駆体である前記ポリアミド酸は、一般的に(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物とを重縮合して得ることができる。 The polyamic acid, which is a polyimide precursor, can generally be obtained by polycondensing (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound.
上記(i)テトラカルボン酸二無水物化合物は特に限定はなく、具体例として、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-テトラメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物のような脂環式テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物のような脂肪族テトラカルボン酸二無水物を挙げることができる。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The (i) tetracarboxylic dianhydride compound is not particularly limited, and specific examples include pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3' ,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride aromatic tetracarboxylic acids such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2-dimethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2, 3,4-tetramethyl-1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclohexanetetra Carboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides such as 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic dianhydride, 1,2,3, Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as 4-butanetetracarboxylic dianhydride may be mentioned.
These may be used singly or in combination of two or more.
また、上記(j)ジアミン化合物も特に限定されることはなく、例えば、2,4-ジアミノ安息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、3,5-ジアミノ安息香酸、4,6-ジアミノ-1,3-ベンゼンジカルボン酸、2,5-ジアミノ-1,4-ベンゼンジカルボン酸、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジカルボキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-
5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジカルボキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-カルボキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,4-ジアミノフェノール、3,5-ジアミノフェノール、2,5-ジアミノフェノール、4,6-ジアミノレゾルシノール、2,5-ジアミノハイドロキノン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3,5-ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-5,5’-ジメトキシビフェニル、1,4-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等フェノール性ヒドロキシ基を有するジアミン化合物、1,3-ジアミノ-4-メルカプトベンゼン、1,3-ジアミノ-5-メルカプトベンゼン、1,4-ジアミノ-2-メルカプトベンゼン、ビス(4-アミノ-3-メルカプトフェニル)エーテル、2,2-ビス(3-アミノ-4-メルカプトフェニル)ヘキサフルオロプロパン等チオフェノール基を有するジアミン化合物、1,3-ジアミノベンゼン-4-スルホン酸、1,3-ジアミノベンゼン-5-スルホン酸、1,4-ジアミノベンゼン-2-スルホン酸、ビス(4-アミノベンゼン-3-スルホン酸)エーテル、4,4’-ジアミノビフェニル-3,3’-ジスルホン酸、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルビフェニル-6,6’-ジスルホン酸等スルホン酸基を有するジアミン化合物が挙げられる。また、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-メチレン-ビス(2,6-エチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2-イソプロピル-6-メチルアニリン)、4,4’-メチレン-ビス(2,6-ジイソプロピルアニリン)、2,4,6-トリメチル-1,3-フェニレンジアミン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、o-トリジン、m-トリジン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(4-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アニリノ)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-トルイル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン等のジアミン化合物を挙げるこ
とが出来る。
これらは、1種単独で用いてもよく、又は2種以上の化合物を組み合わせて用いてもよい。
The diamine compound (j) is also not particularly limited, and examples thereof include 2,4-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid, and 4,6-diamino-1. , 3-benzenedicarboxylic acid, 2,5-diamino-1,4-benzenedicarboxylic acid, bis(4-amino-3-carboxyphenyl) ether, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl) ether, bis(4-amino-3-carboxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dicarboxyphenyl)sulfone, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxybiphenyl, 4,4'- diamino-3,3'-dicarboxy-
5,5'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dicarboxy-5,5'-dimethoxybiphenyl, 1,4-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, 1, 3-bis(4-amino-3-carboxyphenoxy)benzene, bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]propane , 2,2-bis[4-(4-amino-3-carboxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,4-diaminophenol, 3,5-diaminophenol, 2,5-diaminophenol, 4,6- Diaminoresorcinol, 2,5-diaminohydroquinone, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)ether, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)ether , bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)methane, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)methane, bis(3-amino-4- hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)sulfone, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoro Propane, 2,2-bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3,5-dihydroxyphenyl)hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3 ,3′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxy-5,5′-dimethylbiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxy-5,5′-dimethoxybiphenyl , 1,4-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,3-bis(3-amino-4-hydroxyphenoxy)benzene, 1,4-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy) Benzene, 1,3-bis(4-amino-3-hydroxyphenoxy)benzene, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy) ) Phenyl]propane, diamine compounds having a phenolic hydroxy group such as 2,2-bis[4-(3-amino-4-hydroxyphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 1,3-diamino-4-mercaptobenzene, 1 , 3-diamino-5-mercaptobenzene, 1,4-diamino-2-mercaptobenzene, bis(4-amino-3-mercaptophenyl)ether, 2,2-bis(3-amino-4-mercaptophenyl)hexa Diamine compounds having a thiophenol group such as fluoropropane, 1,3-diaminobenzene-4-sulfonic acid, 1,3-diaminobenzene-5-sulfonic acid, 1,4-diaminobenzene-2-sulfonic acid, bis(4 -aminobenzene-3-sulfonic acid) ether, 4,4'-diaminobiphenyl-3,3'-disulfonic acid, 4,4'-diamino-3,3'-dimethylbiphenyl-6,6'-disulfonic acid, etc. A diamine compound having a sulfonic acid group can be mentioned. In addition, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-methylene-bis(2,6-ethylaniline), 4,4'-methylene-bis(2-isopropyl-6-methylaniline), 4, 4′-methylene-bis(2,6-diisopropylaniline), 2,4,6-trimethyl-1,3-phenylenediamine, 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, o- tolidine, m-tolidine, 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl] Propane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4- Diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis(4-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-anilino)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4 -toluyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 2,2 -Diamines such as bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, etc. compounds can be mentioned.
These may be used singly or in combination of two or more.
本発明で用いられるポリアミド酸が(i)テトラカルボン酸二無水物化合物と(j)ジアミン化合物から製造される場合、両化合物の配合比、すなわち(j)ジアミン化合物の総モル数/(i)テトラカルボン酸二無水物化合物の総モル数は0.7乃至1.2であることが望ましい。通常の重縮合反応同様、このモル比が1に近いほど生成するポリアミド酸の重合度は大きくなり分子量が増加する。 When the polyamic acid used in the present invention is produced from (i) a tetracarboxylic dianhydride compound and (j) a diamine compound, the blending ratio of both compounds, that is, (j) the total number of moles of the diamine compound/(i) The total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride compound is desirably 0.7 to 1.2. Similar to a conventional polycondensation reaction, the closer this molar ratio is to 1, the higher the polymerization degree of polyamic acid produced and the higher the molecular weight.
また、ジアミン化合物を過剰に用いて重合した際、残存するポリアミド酸の末端アミノ基に対してカルボン酸無水物を反応させ末端アミノ基を保護することもできる。
このようなカルボン酸無水物の例としてはフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、無水マレイン酸、ナフタル酸無水物、水素化フタル酸無水物、メチル-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、無水イタコン酸、テトラヒドロフタル酸無水物等を挙げることができる。
Further, when the diamine compound is used excessively for polymerization, the terminal amino groups of the residual polyamic acid can be reacted with a carboxylic acid anhydride to protect the terminal amino groups.
Examples of such carboxylic anhydrides include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, maleic anhydride, naphthalic anhydride, hydrogenated phthalic anhydride, methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid. Anhydrides, itaconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride and the like can be mentioned.
ポリアミド酸の製造において、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物との反応の反応温度は-20℃乃至150℃、好ましくは-5℃乃至100℃の任意の温度を選択することができる。高分子量のポリアミド酸を得るには、反応温度5℃乃至40℃、反応時間1時間乃至48時間の範囲にて適宜選択する。低分子量で保存安定性の高く部分的にイミド化されたポリアミド酸を得るには反応温度40℃乃至90℃、反応時間10時間以上から選択することがより好ましい。
また、末端アミノ基を酸無水物で保護する場合の反応温度は-20℃乃至150℃、好ましくは-5℃乃至100℃の任意の温度を選択することができる。
In the production of polyamic acid, the reaction temperature for the reaction between the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be selected from -20°C to 150°C, preferably from -5°C to 100°C. In order to obtain polyamic acid having a high molecular weight, a reaction temperature of 5° C. to 40° C. and a reaction time of 1 hour to 48 hours are appropriately selected. In order to obtain a partially imidized polyamic acid having a low molecular weight and high storage stability, it is more preferable to select a reaction temperature of 40° C. to 90° C. and a reaction time of 10 hours or longer.
When the terminal amino group is protected with an acid anhydride, the reaction temperature can be selected from -20°C to 150°C, preferably from -5°C to 100°C.
ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物化合物の反応は溶剤中で行なうことができる。その際に使用できる溶剤としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、N-メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、m-クレゾール、γ-ブチロラクトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、2-エトキシプロピオン酸エチル、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メチルエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン等を挙げることができる。これらは単独でも、混合して使用しても良い。さらに、ポリアミド酸を溶解しない溶剤であっても、重合反応により生成したポリアミド酸が析出しない範囲で、上記溶剤に混合して使用してもよい。 The reaction of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride compound can be carried out in a solvent. Solvents that can be used at that time include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, N-methylcaprolactam, dimethylsulfoxide, tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, Hexamethylsulfoxide, m-cresol, γ-butyrolactone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, methyl 3-methoxypropionate, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, 3 - ethyl ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, carbitol acetate, ethyl cellosolve acetate, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, Examples include methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, and the like. These may be used singly or in combination. Further, even a solvent that does not dissolve the polyamic acid may be mixed with the above solvent and used as long as the polyamic acid produced by the polymerization reaction does not precipitate out.
このようにして得られたポリアミド酸を含む溶液は、感光性樹脂組成物の調製にそのまま用いることができる。また、ポリアミド酸を水、メタノール、エタノール等の貧溶剤に沈殿単離させて回収して用いることもできる。 The solution containing polyamic acid thus obtained can be used as it is for the preparation of a photosensitive resin composition. Alternatively, the polyamic acid can be precipitated and isolated in a poor solvent such as water, methanol, ethanol, etc., and then recovered and used.
また、(a)成分としては、任意のポリイミドも用いることができる。本発明に用いるポリイミドとは前記ポリアミド酸などのポリイミド前駆体を化学的又は熱的に50%以上イミド化させたものである。 Any polyimide can also be used as the component (a). The polyimide used in the present invention is obtained by chemically or thermally imidizing 50% or more of a polyimide precursor such as polyamic acid.
本発明の第二の感光性樹脂組成物に用いるポリイミドは、アルカリ溶解性を与えるためにカルボキシル基及びフェノール性ヒドロキシ基から選ばれる基を有することが好ましい。
ポリイミドへのカルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基の導入方法は、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有するモノマーを用いる方法、カルボキシル基又はフェノール性ヒドロキシ基を有する酸無水物でアミン末端を封止する方法、或いは、ポリアミド酸などのポリイミド前駆体をイミド化する際にイミド化率を99%以下にする方法等が用いられる。
The polyimide used in the second photosensitive resin composition of the present invention preferably has a group selected from carboxyl groups and phenolic hydroxy groups in order to impart alkali solubility.
A method for introducing a carboxyl group or a phenolic hydroxy group into a polyimide includes a method using a monomer having a carboxyl group or a phenolic hydroxy group, a method of blocking an amine end with an acid anhydride having a carboxyl group or a phenolic hydroxy group, Alternatively, a method for imidizing a polyimide precursor such as polyamic acid to an imidization rate of 99% or less is used.
このようなポリイミドは上述のポリアミド酸などのポリイミド前駆体を合成した後、化学イミド化もしくは熱イミド化を行うことで得ることができる。
化学イミド化の方法としては一般的にポリイミド前駆体溶液に過剰の無水酢酸およびピリジンを添加し室温から100℃で反応させる方法が用いられる。また、熱イミド化の方法としては一般的に、ポリイミド前駆体溶液を温度180℃乃至250℃で脱水しながら過熱する方法が用いられる。
Such a polyimide can be obtained by synthesizing a polyimide precursor such as the polyamic acid described above, followed by chemical imidization or thermal imidization.
As a method of chemical imidization, a method of adding excess acetic anhydride and pyridine to a polyimide precursor solution and reacting at room temperature to 100° C. is generally used. As a thermal imidization method, a method of heating a polyimide precursor solution at a temperature of 180° C. to 250° C. while dehydrating it is generally used.
また、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、さらにフェノールノボラック樹脂を用いることができる。 Phenol novolac resin can also be used as the alkali-soluble resin of component (a).
また、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂としては、ポリエステルポリカルボン酸を用いることもできる。ポリエステルポリカルボン酸は、酸二無水物とジオールから、WO2009/051186に記載の方法により、得ることができる。
酸二無水物としては、上記(i)テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
ジオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ベンゼン-1,3-ジメタノール、ベンゼン-1,4-ジメタノール等の芳香族ジオール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール、及びエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール等が挙げられる。
Polyester polycarboxylic acid can also be used as the alkali-soluble resin of component (a). A polyester polycarboxylic acid can be obtained from an acid dianhydride and a diol by the method described in WO2009/051186.
Examples of acid dianhydrides include the above (i) tetracarboxylic dianhydrides.
Diols include aromatic diols such as bisphenol A, bisphenol F, 4,4′-dihydroxybiphenyl, benzene-1,3-dimethanol and benzene-1,4-dimethanol, hydrogenated bisphenol A and hydrogenated bisphenol F. , 1,4-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol and other alicyclic diols, and ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and other aliphatic diols such as
また、本発明においては、(a)成分のアルカリ可溶性樹脂は、複数種のアルカリ可溶性樹脂の混合物であってもよい。 In the present invention, the component (a) alkali-soluble resin may be a mixture of a plurality of alkali-soluble resins.
<(b)成分>
本発明に用いる(b)成分の微粒子は、顔料、染料などの着色剤の微粒子、もしくは有機または無機の微粒子である。
<(b) component>
The fine particles of component (b) used in the present invention are fine particles of colorants such as pigments and dyes, or organic or inorganic fine particles.
染料としては、例えば、ベンゼンアゾ系染料、アントラキノン染料等が挙げられる。 Examples of dyes include benzeneazo dyes and anthraquinone dyes.
顔料としては、例えば、カーボンブラック、ベンゾフラノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料等の黒色有機顔料、チタン、銅、鉄、もしくは銀等の金属またはその酸化物・窒化物等の微粒子等の黒色無機顔料、またはC.I.ピグメントイエロー20、86、93、109、110、117、125、138、148、154、166、C.I.ピグメントオレンジ36、43、51、61、C.I.ピグメントレッド9、97、122、149、168、177、180、192、217、220、228、240、C.I.ピグ
メントバイオレット19、23、30、40、50、C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:4、22、60、64、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブラウン23、25、26等が挙げられる。
Examples of pigments include black organic pigments such as carbon black, benzofuranone-based black pigments, and perylene-based black pigments, and black inorganic pigments such as fine particles of metals such as titanium, copper, iron, or silver, or oxides and nitrides thereof. , or C.I. I. Pigment Yellow 20, 86, 93, 109, 110, 117, 125, 138, 148, 154, 166, C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 61, C.I. I. Pigment Red 9, 97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 217, 220, 228, 240, C.I. I. Pigment Violet 19, 23, 30, 40, 50, C.I. I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:4, 22, 60, 64, C.I. I. Pigment Green 7, C.I. I. Pigment Brown 23, 25, 26 and the like.
着色剤とは、顔料、染料等を有するが、(b)成分が着色剤である場合には、好ましくは顔料を含む微粒子である。 The coloring agent contains pigments, dyes, etc. When the component (b) is a coloring agent, it is preferably fine particles containing pigments.
(b)成分の微粒子は、構造によりレジスト膜に耐溶剤性、耐熱性といった安定性や、透明性、光拡散性、屈折率制御といった光学特性を付与できる場合もある。 Depending on the structure, the fine particles of the component (b) may impart stability such as solvent resistance and heat resistance to the resist film, and optical properties such as transparency, light diffusion and refractive index control.
(b)成分の微粒子は前述の役割を果たすものであれば特に限定されないが、有機微粒子、無機微粒子を挙げることができる。 The fine particles of the component (b) are not particularly limited as long as they fulfill the above-mentioned role, and examples thereof include organic fine particles and inorganic fine particles.
前記有機微粒子、無機微粒子の形状は特に限定されないが、例えば、ビーズ状の略球形であってもよく、ビーズが連結した鎖状や、粉末等の不定形のものであってもよい。 The shape of the organic fine particles and inorganic fine particles is not particularly limited, but may be, for example, a nearly spherical bead shape, a chain shape in which beads are linked, or an irregular shape such as powder.
本発明で使用する前記有機微粒子の平均粒径は、5nm~1000nmであることが望ましい。ここで平均粒径(μm)とは、Mie理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定して得られる50%体積径(メジアン径)である。 The average particle size of the organic fine particles used in the present invention is preferably 5 nm to 1000 nm. Here, the average particle diameter (μm) is a 50% volume diameter (median diameter) obtained by measurement by a laser diffraction/scattering method based on Mie theory.
前記有機微粒子としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル粒子(PMMA粒子)、シリコーン粒子、ポリスチレン粒子、ポリカーボネート粒子、アクリルスチレン粒子、ベンゾグアナミン粒子、メラミン粒子、ポリオレフィン粒子、ポリエステル粒子、ポリアミド粒子、ポリイミド粒子、ポリフッ化エチレン粒子等があげられる。 Examples of the organic fine particles include polymethyl methacrylate particles (PMMA particles), silicone particles, polystyrene particles, polycarbonate particles, acrylic styrene particles, benzoguanamine particles, melamine particles, polyolefin particles, polyester particles, polyamide particles, polyimide particles, polyfluoride particles. ethylene chloride particles, and the like.
前記有機微粒子は、市販品を好適に用いることができ、例えば、テクポリマー(登録商標)MBXシリーズ、同SBXシリーズ、同MSXシリーズ、同SMXシリーズ、同SSXシリーズ、同BMXシリーズ、同ABXシリーズ、同ARXシリーズ、同AFXシリーズ、同MBシリーズ、同MBPシリーズ、同MB-Cシリーズ、同ACXシリーズ、同ACPシリーズ[以上、積水化成品工業(株)製];トスパール(登録商標)シリーズ[モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン(同)製];エポスター(登録商標)シリーズ、同MAシリーズ、同STシリーズ、同MXシリーズ[以上、(株)日本触媒製];オプトビーズ(登録商標)シリーズ[日産化学(株)製];フロービーズシリーズ[住友精化(株)製];トレパール(登録商標)PPS、同PAI、同PES、同EP[以上、東レ(株)製];3M(登録商標)ダイニオンTFマイクロパウダーシリーズ[3M社製];ケミスノー(登録商標)MXシリーズ、同MZシリーズ、同MRシリーズ、同KMRシリーズ、同KSRシリーズ、同MPシリーズ、同SXシリーズ、同SGPシリーズ[以上、綜研化学(株)製];タフチック(登録商標)AR650シリーズ、同AR-750シリーズ、同FH-Sシリーズ、同A-20、同YKシリーズ、同ASFシリーズ、同HUシリーズ、同Fシリーズ、同Cシリーズ、同WSシリーズ[以上、東洋紡(株)製];アートパール(登録商標)GRシリーズ、同SEシリーズ、同Gシリーズ、同GSシリーズ、同Jシリーズ、同MFシリーズ、同BEシリーズ[以上、根上工業(株)製];信越シリコーン(登録商標)KMPシリーズ[信越化学工業(株)製]等を用いることができる。 Commercially available organic fine particles can be suitably used, for example, Techpolymer (registered trademark) MBX series, SBX series, MSX series, SMX series, SSX series, BMX series, ABX series, ARX series, AFX series, MB series, MBP series, MB-C series, ACX series, ACP series [manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.]; Tospearl (registered trademark) series [Momentive Performance Materials Japan (same)]; Eposter (registered trademark) series, MA series, ST series, MX series [manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.]; Optobeads (registered trademark) series [ Nissan Chemical Co., Ltd.]; Flowbead series [Sumitomo Seika Co., Ltd.]; Trepal (registered trademark) PPS, PAI, PES, EP [all manufactured by Toray Industries]; 3M (registered trademark) ) Dynion TF micro powder series [manufactured by 3M]; Chemisnow (registered trademark) MX series, MZ series, MR series, KMR series, KSR series, MP series, SX series, SGP series Soken Chemical Co., Ltd.]; C series, WS series [manufactured by Toyobo Co., Ltd.]; Artpearl (registered trademark) GR series, SE series, G series, GS series, J series, MF series, BE series , manufactured by Neagari Kogyo Co., Ltd.]; Shin-Etsu Silicone (registered trademark) KMP series [manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.].
前記無機微粒子としては、例えばシリカ、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム等、およびこれらを含む複合酸化物等が挙げられる。 Examples of the inorganic fine particles include silica, aluminum oxide, aluminum hydroxide, talc, calcium carbonate, mica, magnesium hydroxide, tin oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and composite oxides containing these.
これらの無機微粒子の中でもシリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタニウムが好ましく、
特に平均一次粒子径が5nm~100nmの値を有する粒子が好ましい。ここで平均一次粒子径は透過型電子教観察により測定される一次粒子径の平均値である。
Among these inorganic fine particles, silica, zirconium oxide, and titanium oxide are preferred.
Particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 100 nm are particularly preferred. Here, the average primary particle size is the average value of primary particle sizes measured by transmission electron observation.
上述した粒子のうちコロイダルシリカ粒子としては、シリカゾルを用いることができる。シリカゾルはケイ酸ナトリウム水溶液を原料として公知の方法により製造される水性シリカゾルまたはその水性シリカゾルの分散媒である水を有機溶媒に置換して得られる有機溶媒分散シリカゾルを使用することができる。 Silica sol can be used as the colloidal silica particles among the particles described above. The silica sol can be an aqueous silica sol produced by a known method using an aqueous sodium silicate solution as a raw material, or an organic solvent-dispersed silica sol obtained by replacing water, which is the dispersion medium of the aqueous silica sol, with an organic solvent.
また、メチルシリケートやエチルシリケート等のアルコキシシランをアルコール等の有機溶媒中で触媒(例えば、アンモニア、有機アミン化合物、水酸化ナトリウム等のアルカリ触媒)の存在下に加水分解し、縮合して得られるシリカゾルまたはそのシリカゾルの分散媒を他の有機溶媒に溶媒置換したオルガノシリカゾルを用いることもできる。
上記オルガノシリカゾルの市販品の例としては、例えば商品名MA-ST-S(メタノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MT-ST(メタノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MA-ST-UP(メタノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MA-ST-M(メタノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MA-ST-L(メタノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名IPA-ST-S(イソプロパノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名IPA-ST(イソプロパノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名IPA-ST-UP(イソプロパノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名IPA-ST-L(イソプロパノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名IPA-ST-ZL(イソプロパノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名NPC-ST-30(n-プロピルセロソルブ分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名PGM-ST(1-メトキシ-2-プロパノール分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名DMAC-ST(ジメチルアセトアミド分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名XBA-ST(キシレン・n-ブタノール混合溶媒分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名EAC-ST(酢酸エチル分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名PMA-ST(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MEK-ST(メチルエチルケトン分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MEK-ST-UP(メチルエチルケトン分散シリカゾル、日産化学(株)製)、商品名MEK-ST-L(メチルエチルケトン分散シリカゾル、日産化学(株)製)及び商品名MIBK-ST(メチルイソブチルケトン分散シリカゾル、日産化学(株)製)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
In addition, alkoxysilanes such as methyl silicate and ethyl silicate are hydrolyzed in an organic solvent such as alcohol in the presence of a catalyst (for example, ammonia, an organic amine compound, an alkali catalyst such as sodium hydroxide), and are obtained by condensation. A silica sol or an organosilica sol obtained by replacing the dispersion medium of the silica sol with another organic solvent can also be used.
Commercially available examples of the organosilica sol include, for example, trade name MA-ST-S (methanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), trade name MT-ST (methanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Trade name MA-ST-UP (methanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name MA-ST-M (methanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name MA-ST-L (methanol-dispersed Silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name IPA-ST-S (isopropanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name IPA-ST (isopropanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name IPA-ST-UP (isopropanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), trade name IPA-ST-L (isopropanol-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), trade name IPA-ST-ZL (isopropanol-dispersed silica sol, Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name NPC-ST-30 (n-propyl cellosolve dispersion silica sol, Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name PGM-ST (1-methoxy-2-propanol dispersion silica sol, Nissan Chemical ( Ltd.), trade name DMAC-ST (dimethylacetamide-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), trade name XBA-ST (xylene/n-butanol mixed solvent-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name EAC-ST (ethyl acetate dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name PMA-ST (propylene glycol monomethyl ether acetate dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name MEK-ST (methyl ethyl ketone dispersed silica sol, Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name MEK-ST-UP (methyl ethyl ketone dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), trade name MEK-ST-L (methyl ethyl ketone dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) and trade name MIBK -ST (methyl isobutyl ketone-dispersed silica sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and the like, but are not limited thereto.
上述した粒子のうち酸化ジルコニウムおよび酸化ジルコニウムを含む複合酸化物の粒子の例としては、例えばナノユースZR-40BL(水分散ジルコニアゾル)、ナノユースOZ-S30M(メタノール分散ジルコニアゾル)、ナノユースOZ-S30K(メチルエチルケトン分散ジルコニアゾル)、ナノユースOZ-S40K-AC(メチルエチルケトン分散ジルコニアゾル)、サンコロイドHZ-400M7(メタノール分散ジルコニアゾル)(以上全て商品名、日産化学(株)製)等を挙げることができるが、これらに限定されない。 Examples of particles of zirconium oxide and composite oxides containing zirconium oxide among the above-mentioned particles include nano-use ZR-40BL (water-dispersed zirconia sol), nano-use OZ-S30M (methanol-dispersed zirconia sol), nano-use OZ-S30K ( methyl ethyl ketone dispersed zirconia sol), Nanouse OZ-S40K-AC (methyl ethyl ketone dispersed zirconia sol), Sancolloid HZ-400M7 (methanol dispersed zirconia sol) (all trade names, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), etc. , but not limited to.
上述した粒子のうち酸化チタンおよび酸化チタンを含む複合酸化物の粒子の例としては、例えば商品名サンコロイドHT-R305M7-20(メタノール分散チタニアゾル、日産化学(株)製)等を挙げることができるが、これに限定されない。 Examples of the particles of titanium oxide and composite oxides containing titanium oxide among the above-mentioned particles include, for example, Sancolloid HT-R305M7-20 (trade name: methanol-dispersed titania sol, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). but not limited to this.
これらの有機および無機微粒子は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。 These organic and inorganic fine particles may be used singly or in combination of two or more.
本発明の第二の感光性樹脂組成物における(b)成分の含有量は、(a)成分、後述の(d)成分、(e)成分、(f)成分、(h)成分および(q)成分の合計質量を100質量部としたとき、好ましくは5質量部乃至1000質量部、より好ましくは10質量部
乃至500質量部、更に好ましくは10質量部乃至200質量部である。(b)成分の含有量が5質量部より少ない場合、着色、安定性向上、光学特性制御などの目的とする特性が得られない場合がある。また、(b)成分の含有量が1000質量部より多い場合、レジスト膜の製膜性が低下する場合がある。
The content of component (b) in the second photosensitive resin composition of the present invention is component (a), component (d) described later, component (e), component (f), component (h) and component (q). ) is preferably 5 to 1000 parts by mass, more preferably 10 to 500 parts by mass, still more preferably 10 to 200 parts by mass when the total mass of the components is 100 parts by mass. If the content of component (b) is less than 5 parts by mass, desired properties such as coloration, improved stability, and control of optical properties may not be obtained. Moreover, when the content of the component (b) is more than 1000 parts by mass, the film formability of the resist film may deteriorate.
<(c)成分>
本発明に用いる(c)成分は、溶剤として(a)成分、(b)成分、及び必要に応じて後述の(d)成分、(e)成分、(f)成分、(g)成分、(h)成分、(q)成分を溶解し、且つ所望により添加される後述のその他添加剤などを溶解するものであり、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
<(c) component>
Component (c) used in the present invention includes components (a) and (b) as solvents, and if necessary, components (d), (e), (f), (g), ( It dissolves the components h) and (q) and also dissolves the other additives described below that are added if desired. It is not limited.
斯様な(c)成分としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(C)成分と同じものが挙げられる。 Examples of such component (c) include the same component (C) used in the upper layer film-forming composition described above.
これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
これら(c)成分の中、下層膜を溶解させない点からヒドロキシ基を有しない溶媒、すなわち、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2-ブタノン、3-メチル-2-ペンタノン、2-ペンタノン、2-ヘプタノン、γ―ブチロラクトン、エトキシ酢酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及びN-メチルピロリドン等が好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。
ヒドロキシ基を有する溶剤を用いる場合は、上述した通り下層膜を溶解させない点からヒドロキシ基を有しない溶剤と組み合わせて使用することが好ましい。組み合わせる溶媒は塗膜性が良好で下層膜を溶解させなければ一種類でも二種類以上でも特に限定はされない。この場合、下層膜を溶解させない観点からヒドロキシ基を有する溶剤の量は(c)成分全体に対して70重量%以下が好ましく、60重量%以下がより好ましく、50重量%以下が更に好ましく、30重量%以下が最も好ましい。
These solvents can be used singly or in combination of two or more.
Among these components (c), solvents that do not have a hydroxyl group because they do not dissolve the lower layer film, i.e., methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, Cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl-2-pentanone, 2-pentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3- Ethyl ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, ethyl acetate, butyl acetate, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like are preferred. These solvents are commonly used as solvents for photoresist materials.
When a solvent having a hydroxy group is used, it is preferable to use it in combination with a solvent having no hydroxy group from the viewpoint of not dissolving the lower layer film as described above. Solvents to be combined are not particularly limited, and may be one type or two or more types as long as they have good coating properties and do not dissolve the underlying film. In this case, from the viewpoint of not dissolving the underlayer film, the amount of the solvent having a hydroxyl group is preferably 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, still more preferably 50% by weight or less, with respect to the entire component (c). Weight percent or less is most preferred.
<(d)成分>
(d)成分である感光剤としては、(d-1)1,2-キノンジアジド化合物、(d-2)光ラジカル発生剤、(d-3)光酸発生剤が挙げられる。
<(d) component>
Examples of the photosensitive agent as the component (d) include (d-1) a 1,2-quinonediazide compound, (d-2) a photoradical generator, and (d-3) a photoacid generator.
(d-1)1,2-キノンジアジド化合物としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分中に挙げた(D-1)と同じものが挙げられる。 (d-1) As the 1,2-quinonediazide compound, the same compounds as (D-1) listed in the component (D) used in the upper layer film-forming composition can be mentioned.
これらの1,2-キノンジアジド化合物は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。 These 1,2-quinonediazide compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第二の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に(d-1)成分のキノンジアジド基を有する化合物を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(h)成分の合計100質量部に対して、好ましくは5質量部乃至100質量部、より好ましくは8質量部乃至50質量部、更に好ましくは10質量部乃至40質量部である。5質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、100質量部を超えると、短時間での露光で1,2-キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、(d-1)成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう
場合がある。
When the second photosensitive resin composition of the present invention is a positive photosensitive resin composition, the content of the compound having a quinonediazide group as component (d-1) is It is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 8 to 50 parts by mass, still more preferably 10 to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of components h) in total. If the amount is less than 5 parts by mass, the difference in dissolution rate in the developer between the exposed area and the unexposed area of the positive photosensitive resin composition becomes small, and patterning by development may be difficult. On the other hand, if the amount exceeds 100 parts by mass, the 1,2-quinonediazide compound may not be sufficiently decomposed by exposure in a short time, resulting in a decrease in sensitivity, or the component (d-1) may absorb light, resulting in formation of a cured film. It may reduce transparency.
(d-2)光ラジカル発生剤は、露光によりラジカルを発生するものであれば特に制限はない。具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分中に挙げた(D-2)と同じものが挙げられる。 (d-2) The photo-radical generator is not particularly limited as long as it generates radicals upon exposure. Specific examples are the same as (D-2) listed in the component (D) used in the composition for forming the upper layer film.
本発明の第二の感光性樹脂組成物に(d-2)成分を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(h)成分の合計100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部乃至20質量部であり、特に好ましくは1質量部乃至15質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる場合がある。また、この割合が過大である場合には、塗膜の透過率が低下したり、未露光部の現像不良が起こる場合がある。 When the second photosensitive resin composition of the present invention contains component (d-2), the content is from 0.1 part by mass to 100 parts by mass in total of component (a) and component (h). It is preferably 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts by mass, and particularly preferably 1 to 15 parts by mass. If this ratio is too small, the exposed portion may be insufficiently cured, and the pattern may not be formed, or even if it is formed, the film may be unreliable. On the other hand, if this ratio is excessively high, the transmittance of the coating film may be lowered, or development failure may occur in the unexposed areas.
(d-3)の光酸発生剤は紫外線照射時に光分解して酸を発生する化合物であれば特に限定されるものではない。光酸発生剤が光分解した際に発生する酸としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分の(D-3)中に挙げた光酸発生剤が光分解した際に発生する酸と同じものが挙げられる。 The photoacid generator (d-3) is not particularly limited as long as it is a compound that photodecomposes upon irradiation with ultraviolet rays to generate an acid. As the acid generated when the photoacid generator is photolyzed, when the photoacid generator listed in (D-3) of the component (D) used in the upper layer film forming composition is photolyzed. The same as the acid generated in
光酸発生剤としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(D)成分の(D-3)中に挙げた光酸発生剤と同じものが挙げられる。 Examples of the photoacid generator include the same photoacid generators listed in (D-3) of the component (D) used in the composition for forming the upper layer film.
本実施の形態の第二の感光性樹脂組成物に(d-3)成分を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(h)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.01質量部乃至20質量部、より好ましくは0.1質量部乃至10質量部、更に好ましくは0.5質量部乃至8質量部である。(d-3)成分の含有量を0.01質量部以上とすることで、充分な熱硬化性および溶剤耐性を付与することができる。しかし、20質量部より多い場合、未露光部が現像不良となったり、組成物の保存安定性が低下する場合がある。 When the second photosensitive resin composition of the present embodiment contains component (d-3), the content is preferably 0 with respect to a total of 100 parts by mass of components (a) and (h). 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, even more preferably 0.5 to 8 parts by mass. By setting the content of component (d-3) to 0.01 parts by mass or more, sufficient thermosetting and solvent resistance can be imparted. However, if the amount is more than 20 parts by mass, the unexposed area may be poorly developed, or the storage stability of the composition may be lowered.
<(e)成分>
(e)成分は架橋剤であり、本発明の第二の感光性樹脂組成物が要件(z1)を満たす場合に組成物中に導入されるものである。より具体的には、(a)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を有する化合物である。以下、具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。熱架橋剤は、例えば、(e1)アルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物や(e2)下記式(2)で表される架橋性化合物から選ばれるものが好ましい。これらの架橋剤は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
<(e) component>
Component (e) is a cross-linking agent, which is introduced into the composition when the second photosensitive resin composition of the present invention satisfies the requirement (z1). More specifically, it is a compound having a structure capable of forming a crosslinked structure by thermal reaction with the heat-reactive site (eg, carboxyl group and/or phenolic hydroxy group) of component (a). Specific examples are given below, but are not limited to these. The thermal cross-linking agent is selected from, for example, (e1) a cross-linking compound having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups and (e2) a cross-linking compound represented by the following formula (2). is preferred. These cross-linking agents can be used alone or in combination of two or more.
(e1)成分のアルコキシメチル基及びヒドロキシメチル基から選ばれる置換基を2個以上有する架橋性化合物は、熱硬化時の高温に曝されると、脱水縮合反応により架橋反応が進行するものである。このような化合物としては、例えば、アルコキシメチル化グリコールウリル、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、およびアルコキシメチル化メラミン等の化合物、およびフェノプラスト系化合物が挙げられる。 The crosslinkable compound (e1) having two or more substituents selected from alkoxymethyl groups and hydroxymethyl groups undergoes a dehydration condensation reaction when exposed to high temperatures during thermosetting. . Such compounds include, for example, compounds such as alkoxymethylated glycoluril, alkoxymethylated benzoguanamine, and alkoxymethylated melamine, and phenoplastic compounds.
アルコキシメチル化グリコールウリルの具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。 As specific examples of the alkoxymethylated glycoluril, the same ones listed as the component (E) used in the upper layer film-forming composition can be used.
アルコキシメチル化ベンゾグアナミンの具体例としては前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。
As specific examples of the alkoxymethylated benzoguanamine, the same ones listed as the component (E) used in the upper layer film-forming composition can be used.
フェノプラスト系化合物の具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。 As specific examples of the phenoplast-based compound, the same compounds as those listed in the component (E) used in the upper layer film-forming composition can be used.
さらに、(e1)成分としては、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルメタクリルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-ブトキシメチルメタクリルアミド等のヒドロキシメチル基またはアルコキシメチル基で置換されたアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物を使用して製造されるポリマーも用いることができる。 Furthermore, as the component (e1), an acrylamide compound substituted with a hydroxymethyl group or an alkoxymethyl group such as N-hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-ethoxymethylacrylamide, N-butoxymethylmethacrylamide, or Polymers made using methacrylamide compounds can also be used.
そのようなポリマーとしては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げた(E1)と同じものを用いることができる。 As such a polymer, the same polymer as (E1) listed in the component (E) used in the upper layer film-forming composition can be used.
また本発明の第二の感光性樹脂組成物は、(e2)成分として、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(E)成分中に挙げた(E2)と同じものを用いることができる。
In the second photosensitive resin composition of the present invention, as the component (e2), the same component (E2) as the component (E) used in the upper layer film-forming composition can be used. .
また、e成分としては(e1)成分、(e2)成分として示したもの以外の(a)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる化合物も用いることができる。具体的には、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、2,2-ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,3,5,6-テトラグリシジル-2,4-ヘキサンジオール、N,N,N’,N’,-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、及びN,N,N’,N’,-テトラグリシジル-4、4’-ジアミノジフェニルメタン等のエポキシ化合物、VESTANAT B1358/100、VESTAGON BF 1540(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、デグサジャパン(株)製)、タケネート(登録商標)B-882N、同タケネートB―7075(以上、イソシアヌレート型変性ポリイソシアネート、三井化学(株)製)等のイソシアネート化合物等が挙げられる。 In addition, as the e component, a thermally reactive site (e.g., carboxyl group and/or phenolic hydroxy group) of the component (a) other than those shown as the (e1) component and the (e2) component is crosslinked by thermal reaction. can also be used. Specifically, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexane. diol diglycidyl ether, glycerol diglycidyl ether, 2,2-dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether, 1,3,5,6-tetraglycidyl-2,4-hexanediol, N,N,N',N', -tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis(N,N-diglycidylaminomethyl)cyclohexane, and N,N,N',N',-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, etc. Epoxy compound, VESTANAT B1358/100, VESTAGON BF 1540 (above, isocyanurate-type modified polyisocyanate, manufactured by Degussa Japan Co., Ltd.), Takenate (registered trademark) B-882N, Takenate B-7075 (above, isocyanurate-type modified Examples include isocyanate compounds such as polyisocyanate and Mitsui Chemicals, Inc.).
また、e成分としては(a)成分の熱反応性部位(たとえば、カルボキシル基及び/又はフェノール性ヒドロキシ基)と熱反応により橋架け構造を形成しうる構造を2個以上有する重合体を用いることができる。具体的には、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート等のエポキシ基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する化合物を使用して製造されるポリマー、2-イソシアナトエチルメタクリレート(カレンズMOI[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-イソシアナトエチルアクリレート(カレンズAOI[登録商標]、昭和電工(株)製)等のイソシアナート基を有する化合物、または2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチルメタクリレート(カレンズMOI-BM[登録商標]、昭和電工(株)製)、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチルメタクリレート(カレンズMOI-BP[登録商標]、昭和電工(株)製)等のブロックイソシアネート基を有する化合物を使用して製造されるポリマーが挙げられる。これらの化合物は単独、もしくは複数を組み合わせて使用してポリマーを製造しても良く、そのほかの化合物と組み合わせてポリマーを製造しても
良い。
Also, as the component e, a polymer having two or more structures capable of forming a cross-linked structure by thermal reaction with the heat-reactive sites (e.g., carboxyl groups and/or phenolic hydroxy groups) of the component (a) should be used. can be done. Specifically, for example, polymers produced using compounds having an epoxy group such as glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate, 3-methacryloxypropyltrimethoxy Polymer produced using a compound having an alkoxysilyl group such as silane, 2-isocyanatoethyl methacrylate (Karenzu MOI [registered trademark], manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), 2-isocyanatoethyl acrylate (Karenzu AOI [ registered trademark], manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), or 2-(0-[1′-methylpropylideneamino]carboxyamino)ethyl methacrylate (KarenzuMOI-BM [registered trademark], Showa Denko Co., Ltd.), 2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino]ethyl methacrylate (Karenzu MOI-BP [registered trademark], Showa Denko Co., Ltd.) and other compounds having a blocked isocyanate group. Polymers made using These compounds may be used singly or in combination to produce a polymer, or may be combined with other compounds to produce a polymer.
(a)成分がヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基を有する場合には、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基で表される基を2つ以上有する化合物を(e)成分として用いることができる。 (a) When the component has at least one group that reacts with a group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amido group, and an amino group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amido group, A compound having two or more groups represented by amino groups can be used as the component (e).
これらの架橋性化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 These crosslinkable compounds can be used alone or in combination of two or more.
本発明の第二の感光性樹脂組成物における架橋剤として(e)成分を選択した場合の含有量は、(a)成分と(h)成分の合計100質量部に対して1質量部乃至50質量部、好ましくは1質量部乃至40質量部、より好ましくは1質量部乃至30質量部である。架橋性化合物の含有量が少ない場合には、架橋性化合物によって形成される架橋の密度が十分ではないため、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等を向上させる効果が得られない場合がある。一方、50質量部を超える場合には、未架橋の架橋性化合物が存在し、パターン形成後の耐熱性、耐溶剤性、長時間の焼成に対する耐性等が低下し、また、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。 When component (e) is selected as the cross-linking agent in the second photosensitive resin composition of the present invention, the content is 1 part by mass to 50 parts by mass per 100 parts by mass of components (a) and (h). Part by mass, preferably 1 to 40 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass. When the content of the crosslinkable compound is small, the density of the crosslinks formed by the crosslinkable compound is not sufficient, so the effect of improving heat resistance after pattern formation, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 50 parts by mass, uncrosslinked crosslinkable compounds are present, and the heat resistance after pattern formation, solvent resistance, resistance to long-term baking, etc. are lowered, and the photosensitive resin composition is also deteriorated. storage stability may deteriorate.
<(f)成分>
(f)成分はエチレン性重合性基を2個以上有する化合物である。ここで言うところのエチレン性重合性基を2個以上有する化合物とは、一分子中に重合性基を2個以上有し、且つそれらの重合性基が分子末端にある化合物のことを意味し、それらの重合性基とは、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基及びアリル基からなる群より選ばれる少なくとも1種類の重合性基のことを意味する。
この(f)成分であるエチレン性重合性基を2個以上有する化合物は、本発明の第二の感光性樹脂組成物におけるネガ型感光性樹脂組成物の溶液において、各成分との相溶性が良好で、且つ現像性に影響を与えないという観点から、分子量(該化合物がポリマーである場合、重量平均分子量)が1,000以下の化合物が好ましい。
<(f) component>
Component (f) is a compound having two or more ethylenically polymerizable groups. The term "compound having two or more ethylenically polymerizable groups" as used herein means a compound having two or more polymerizable groups in one molecule and having those polymerizable groups at the ends of the molecule. , the polymerizable group means at least one polymerizable group selected from the group consisting of an acrylate group, a methacrylate group, a vinyl group and an allyl group.
The compound having two or more ethylenically polymerizable groups, which is the component (f), is compatible with each component in the solution of the negative photosensitive resin composition in the second photosensitive resin composition of the present invention. A compound having a molecular weight (weight-average molecular weight when the compound is a polymer) of 1,000 or less is preferred from the viewpoint of good performance and no influence on developability.
このような化合物の具体例としては、前述した上層膜形成用組成物中で用いる(F)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。 Specific examples of such compounds are the same as those listed in the component (F) used in the upper layer film-forming composition described above.
本発明の第二の感光性樹脂組成物に(f)成分を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(h)成分の合計の100質量部に対して5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは10質量部乃至150質量部であり、特に好ましくは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、露光部が硬化不足となり、パターン形成ができなかったり、できたとしても信頼性の低い膜となる可能性がある。また、この割合が過大である場合には、プリベーク後の塗膜にタックが発生したり、現像時に未露光部が溶解不良となる場合がある。 When the second photosensitive resin composition of the present invention contains the component (f), the content is 5 parts by mass to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the components (a) and (h). is preferably 10 to 150 parts by mass, and particularly preferably 50 to 150 parts by mass. If this ratio is too small, the exposed portion will be insufficiently cured, and there is a possibility that the pattern cannot be formed, or even if it is formed, the film will be unreliable. If this ratio is too high, tackiness may occur in the pre-baked coating film, or the unexposed portion may become poorly dissolved during development.
<(g)成分>
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物に用いられる(g)成分は、酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物である。このような酸により共有結合を形成する官能基としては前述した上層膜形成用組成物中で用いる(G)成分中に挙げたものと同じものを用いることができる。
<(g) component>
The component (g) used in the second photosensitive resin composition used in the present invention is a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid. As such a functional group that forms a covalent bond with an acid, the same functional groups as listed in the component (G) used in the upper layer film-forming composition can be used.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物に(g)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有させる場合の含有量は、(a)成分と(h)成分の合計100質量部に基づいて5質量部乃至200質量部であることが好ましく、より好まし
くは50質量部乃至150質量部である。この割合が過小である場合には、ネガ型感光性樹脂組成物の光硬化性が低下する場合があり、他方、過大である場合には未露光部の現像性が低下し残膜や残渣の原因となる場合がある。
When the second photosensitive resin composition used in the present invention contains a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid as component (g), the content of component (a) and component (h) is It is preferably 5 to 200 parts by weight, more preferably 50 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the components. If this ratio is too small, the photocurability of the negative photosensitive resin composition may be lowered, while if it is too large, the developability of the unexposed area is lowered, resulting in residual film or residue. It may be the cause.
<(h)成分>
(h)成分は、撥液性基(h1)を有する重合体である。
<(h) component>
Component (h) is a polymer having a liquid-repellent group (h1).
本発明において、重合体としては、例えば、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリアミド、ポリウレア、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、ポリエステル及びアクリル重合体などが挙げられ、好ましい重合体としては、アクリル重合体が挙げられる。 In the present invention, the polymer includes, for example, polyimide, polyamic acid, polyamide, polyurea, polyurethane, phenol resin, epoxy resin, polysiloxane, polyester, acrylic polymer, etc. Preferred polymer is acrylic polymer. is mentioned.
ここで、アクリル重合体とはアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、マレイミド等の重合性不飽和基、すなわち、構造中にC=C二重結合を含む重合性基を有するモノマーを用いて得られる重合体を指す。 Here, the acrylic polymer is obtained using a monomer having a polymerizable unsaturated group such as acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene, maleimide, etc., that is, a polymerizable group containing a C=C double bond in its structure. It refers to a polymer that is
ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレアとしては、ジアミンを酸二無水物と反応させたポリアミック酸、当該ポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミド、ジアミンをジカルボン酸無水物と反応させて得られるポリアミドまたはジアミンをジイソシアネートと反応させて得られるポリウレアであり、なおかつ、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有する少なくとも一種のモノマーと、ヒドロキシ基を有する少なくとも一種のモノマーを含むモノマー混合物から得られる重合体が挙げられる。 Polyamic acid, polyimide, polyamide, and polyurea include polyamic acid obtained by reacting diamine with acid dianhydride, polyimide obtained by imidizing the polyamic acid, and polyamide or diamine obtained by reacting diamine with dicarboxylic acid anhydride. is a polyurea obtained by reacting with a diisocyanate, and is obtained from a monomer mixture containing at least one monomer having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group and at least one monomer having a hydroxy group.
ポリウレタンとしては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するジオールとアミノ基を有するジオールをジイソシアネートと反応させて得られるポリウレタンが挙げられる。 Polyurethanes include polyurethanes obtained by reacting a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group and a diol having an amino group with a diisocyanate.
フェノール樹脂としては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するフェノールと、ホルムアルデヒドを重合させて得られるノボラック樹脂が挙げられる。 Phenolic resins include novolak resins obtained by polymerizing phenol having a fluoroalkyl group or fluoroalkoxy group with formaldehyde.
エポキシ樹脂としては、フルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するビスフェノールA及び/またはビスフェノールFと、当該ビスフェノールA及び/またはビスフェノールFの時グリシジルエーテルと反応させて得られるエポキシ樹脂が挙げられる。 Epoxy resins include epoxy resins obtained by reacting bisphenol A and/or bisphenol F having a fluoroalkyl group or fluoroalkoxy group with glycidyl ether of the bisphenol A and/or bisphenol F.
ポリシロキサンとしては、フルオロアルキル基を有するトリアルコキシシランまたはフルオロアルキル基を有するジアルコキシシランシランと、アミノ基を有するトリアルコキシシランまたはアミノ基を有するジアルコキシシランとを含むシランモノマー混合物を重合させて得られる重合体が挙げられる。 As the polysiloxane, a silane monomer mixture containing a trialkoxysilane having a fluoroalkyl group or a dialkoxysilane having a fluoroalkyl group and a trialkoxysilane having an amino group or a dialkoxysilane having an amino group is polymerized. The polymer obtained is mentioned.
ポリエステルとしては、ジカルボン酸またはテトラカルボン酸二無水物とフルオロアルキル基またはフルオロアルコキシ基を有するジオールとを反応させて得られるポリエステルが挙げられる。 Examples of polyesters include polyesters obtained by reacting a dicarboxylic acid or tetracarboxylic dianhydride with a diol having a fluoroalkyl group or a fluoroalkoxy group.
<(h1)撥液性基の導入>
上記撥液性基としては、例えば、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基、ポリフルオロエーテル基、シリルエーテル基及びポリシロキサン基から選ばれる少なくとも一種の基が挙げられる。
<(h1) Introduction of Liquid Repellent Group>
Examples of the liquid-repellent group include at least one group selected from fluoroalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms, polyfluoroether groups, silyl ether groups and polysiloxane groups.
上記フルオロアルキル基の炭素原子数は3乃至10であり、好ましくは、炭素原子数4乃至10のフルオロアルキル基であることが望ましい。
このようなフルオロアルキル基としては、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、2-(パーフルオロブチル)エチル基、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロヘキシル)エチル基、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロオクチル)エチル基、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロデシル)エチル基、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチル基、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチル基、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピル基、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチル基、及び2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピル基、等が挙げられる。
The fluoroalkyl group has 3 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 10 carbon atoms.
Such fluoroalkyl groups include 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 2-(perfluorobutyl)ethyl group, 3-perfluorobutyl -2-hydroxypropyl group, 2-(perfluorohexyl)ethyl group, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluorooctyl)ethyl group, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl group , 2-(perfluorodecyl) ethyl group, 2-(perfluoro-3-methylbutyl) ethyl group, 3-(perfluoro-3-methylbutyl)-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluoro-5-methyl hexyl)ethyl group, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)-2-hydroxypropyl group, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)ethyl group, and 2-(perfluoro-7-methyloctyl)- 2-hydroxypropyl group, and the like.
本発明の(h)成分である重合体に炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を導入するには、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマーを共重合させれば良い。 In order to introduce a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms into the polymer which is the component (h) of the present invention, a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms may be copolymerized.
(h)成分がアクリル重合体である場合における上記炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマーの具体例としては、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロブチル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロヘキシル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-パーフルオロオクチル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-3-メチルブチル)エチルメタクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、3-(パーフルオロ-3-メチルブチル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-(パーフルオロ-5-メチルヘキシル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルアクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルアクリレート、及び2-(パーフルオロ-7-メチルオクチル)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms when the component (h) is an acrylic polymer include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, Fluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 2-(perfluorobutyl) ethyl acrylate, 2-(perfluorobutyl ) ethyl methacrylate, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorobutyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluorohexyl) ethyl acrylate, 2-(perfluorohexyl) ethyl methacrylate, 3- perfluorohexyl-2-hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorohexyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluorooctyl)ethyl acrylate, 2-(perfluorooctyl)ethyl methacrylate, 3-perfluorooctyl-2- Hydroxypropyl acrylate, 3-perfluorooctyl-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluorodecyl)ethyl acrylate, 2-(perfluorodecyl)ethyl methacrylate, 2-(perfluoro-3-methylbutyl)ethyl acrylate, 2 -(perfluoro-3-methylbutyl) ethyl methacrylate, 3-(perfluoro-3-methylbutyl)-2-hydroxypropyl acrylate, 3-(perfluoro-3-methylbutyl)-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluoro-3-methylbutyl) fluoro-5-methylhexyl)ethyl acrylate, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)ethyl methacrylate, 2-(perfluoro-5-methylhexyl)-2-hydroxypropyl acrylate, 2-(perfluoro-5- methylhexyl)-2-hydroxypropyl methacrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)ethyl acrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)ethyl methacrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)- 2-hydroxypropyl acrylate, 2-(perfluoro-7-methyloctyl)-2-hydroxypropyl methacrylate, and the like.
上記ポリフルオロエーテル基としては、下記式3で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基が挙げられる。
-(X-O)n-Y・・・式3
式3中、Xは、炭素原子数1乃至10の2価飽和炭化水素基又は炭素原子数1乃至10のフルオロ化された2価飽和炭化水素基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、水素原子(Yに隣接する酸素原子に隣接する炭素原子にフッ素原子が結合していない場合に限る)、炭素原子数1乃至20の1価飽和炭化水素基又は炭素原子数1乃至20のフルオロ化された1価飽和炭化水素基を示し、nは2乃至50の整数を示す。ただし、式3におけるフッ素原子の総数は2以上である。
Examples of the polyfluoroether group include an Rf group having a polyfluoroether structure represented by
-(X-O) n -
In
式3におけるX、Yの態様として、好ましくは、Xは、炭素原子数1乃至10の水素原子1個を取り去ってフルオロ化されたアルキレン基又は炭素原子数1乃至10のパーフルオロ化されたアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、炭素原子数1乃至20の水素原子1個を取り去ってフルオロ化されたアルキル基又は炭素原子数1乃至20のパーフルオロ化されたアルキル基を示すものが挙げられる。
As aspects of X and Y in
式3におけるX、Yの態様として、より好ましくは、Xは、炭素原子数1乃至10のパーフルオロ化されたアルキレン基であって、nで括られた単位毎に同一の基又は異なる基を示し、Yは、炭素原子数1乃至20のパーフルオロ化されたアルキル基を示すものが挙げられる。
As aspects of X and Y in
式3においてnは2乃至50の整数を示す。nは2乃至30が好ましく、2乃至15がより好ましい。nが2以上であると、撥液性が良好である。nが50以下であると、(A)成分である重合体を、Rf基を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基またはトリアルコキシシリル基を有するモノマーやその他のモノマーとの共重合によって合成する場合に、モノマーの相溶性が良好となる。
In
また、式3で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基における炭素原子の総数は2乃至50が好ましく、2乃至30がより好ましい。当該範囲では、(h)成分である重合体は良好な撥液性を奏する。また、(h)成分である重合体を、Rf基を有するモノマーと、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基またはトリアルコキシシリル基を有するモノマーやその他のモノマーとの共重合によって合成する場合に、モノマーの相溶性が良好となる。
The total number of carbon atoms in the Rf group having the polyfluoroether structure represented by
Xの具体例としては、-CF2-、-CF2CF2-、-CF2CF2CF2-、-CF2CF(CF3)-、-CF2CF2CF2CF2-、-CF2CF2CF(CF3)-、及びCF2CF(CF3)CF2-が挙げられる。 Specific examples of X include -CF 2 -, -CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF(CF 3 )-, -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 -, - CF 2 CF 2 CF(CF 3 )— and CF 2 CF(CF 3 )CF 2 —.
Yの具体例としては、-CF3、-CF2CF3、-CF2CHF2、-(CF2)2CF3、-(CF2)3CF3、-(CF2)4CF3、-(CF2)5CF3、-(CF2)6CF3、-(CF2)7CF3、-(CF2)8CF3、-(CF2)9CF3、及び(CF2)11CF3、-(CF2)15CF3が挙げられる。 Specific examples of Y include -CF 3 , -CF 2 CF 3 , -CF 2 CHF 2 , -(CF 2 ) 2 CF 3 , -(CF 2 ) 3 CF 3 , -(CF 2 ) 4 CF 3 , - ( CF2 ) 5CF3 , -( CF2 ) 6CF3 , -( CF2 ) 7CF3 , -( CF2 ) 8CF3 , -( CF2 ) 9CF3 , and ( CF2 ) 11 CF 3 , —(CF 2 ) 15 CF 3 .
式3で表されるポリフルオロエーテル構造からなるRf基の好ましい態様としては、式4で表されるRf基が挙げられる。
-Cp-1F2(p-1)-O-(CpF2p-O)n-1-CqF2q+1・・・式4
式4中、pは2又は3の整数を示し、nで括られた単位毎に同一の基であり、qは1乃至20の整数、nは2乃至50の整数を示す。
A preferred embodiment of the Rf group having a polyfluoroether structure represented by
−C p−1 F 2(p−1) −O−(C p F 2p −O) n−1 −C q F 2q+1 Formula 4
In Formula 4, p is an integer of 2 or 3, each unit enclosed by n is the same group, q is an integer of 1 to 20, and n is an integer of 2 to 50.
式4で表されるRf基として、具体的には、
-CF2O(CF2CF2O)n-1CF3(nは2乃至9)、
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-1C6F13(nは2乃至6)、
-CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)n-1C3F7(nは2乃至6)
が合成の容易さの点から好ましく挙げられる。
As the Rf group represented by Formula 4, specifically,
- CF 2 O(CF 2 CF 2 O) n-1 CF 3 (n is 2 to 9),
- CF(CF 3 )O(CF 2 CF(CF 3 )O) n-1 C 6 F 13 (n is 2 to 6),
- CF(CF 3 )O(CF 2 CF(CF 3 )O) n-1 C 3 F 7 (n is 2 to 6)
is preferred from the viewpoint of ease of synthesis.
(h)成分である重合体内のRf基は、全て同一でもよいし、異なっていてもよい。 The Rf groups in the polymer of component (h) may all be the same or different.
上記シリルエーテル基とは、アルコールのヒドロキシ基がトリアルキルシリル基で保護された基を意味し、好ましくは下記式で表わされる基である。
-X4-Si(O-SiX1X2X3)3
(式中、X1、X2、X3はそれぞれ独立して炭素原子数1乃至3のアルキル基を表し、X4は炭素原子数1乃至6のアルキレン基を表す。)
The silyl ether group means a group in which the hydroxyl group of alcohol is protected with a trialkylsilyl group, preferably a group represented by the following formula.
-X4 -Si ( O - SiX1X2X3 ) 3
(In the formula, X 1 , X 2 and X 3 each independently represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X 4 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)
本発明の(h)成分である重合体にシリルエーテル基を導入するには、シリルエーテル基を有するモノマーを共重合させれば良い。 In order to introduce a silyl ether group into the polymer, which is the component (h) of the present invention, a monomer having a silyl ether group may be copolymerized.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるシリルエーテル基を有するモノマーとしては、メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン及びアクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等が挙げられる。 When the component (h) is an acrylic polymer, examples of monomers having a silyl ether group include methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane and acryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane.
上記ポリシロキサン基としては、式5で示されるポリシロキサン構造を有する基が挙げられる。以下、式5で示されるポリシロキサン構造を有する基をpSi基という。
-(SiR1R2-O)n-SiR1R2R3・・・式5
(ただし、R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。)。
Examples of the polysiloxane group include groups having a polysiloxane structure represented by Formula 5. Hereinafter, a group having a polysiloxane structure represented by Formula 5 is referred to as a pSi group.
—(SiR 1 R 2 —O) n —SiR 1 R 2 R 3 Formula 5
(where R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group; R 3 represents hydrogen or an organic group having 1 to 10 carbon atoms; n is an integer of 1 to 200; represents ).
R1、R2は独立に水素、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、またシロキシ単位毎に同一でも異なっていてもよい。(h)成分である重合体が良好な撥液性を奏することから、R1、R2は水素、メチル基またはフェニル基の場合が好ましく、さらには、すべてのシロキシ単位のR1、R2がメチル基の場合が好ましい。また、R3には、窒素原子、酸素原子等が含まれていてもよい。 R 1 and R 2 independently represent hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group, and may be the same or different for each siloxy unit. R 1 and R 2 are preferably hydrogen, a methyl group or a phenyl group because the polymer of component (h) exhibits good liquid repellency . is preferably a methyl group. In addition, R 3 may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, or the like.
(h)成分である重合体へのpSi基の導入方法としては、pSi基を有するモノマーを共重合させる方法、反応部位を有する重合体にpSi基を有する化合物を反応させる各種変性方法、pSi基を有する重合開始剤を使用する方法等が挙げられる。 Methods for introducing the pSi group into the polymer (h) include methods of copolymerizing a monomer having a pSi group, various modification methods of reacting a polymer having a reaction site with a compound having a pSi group, and A method of using a polymerization initiator having
pSi基を有するモノマーとしては、CH2=CHCOO(pSi)、CH2=C(CH3)COO(pSi)等が挙げられる。ただし、pSiはpSi基を表す。pSi基を有するモノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Monomers having a pSi group include CH 2 ═CHCOO(pSi), CH 2 ═C(CH 3 )COO(pSi), and the like. However, pSi represents a pSi group. Monomers having a pSi group may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
反応部位を有する重合体にpSi基を有する化合物を反応させる各種変性方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。 Examples of various modification methods for reacting a compound having a pSi group with a polymer having a reactive site include the following methods.
エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にカルボキシル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にアミノ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。エポキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にメルカプト基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。アミノ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にカルボキシル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。 A method in which a monomer having an epoxy group is previously copolymerized, and then reacted with a compound having a carboxyl group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having an epoxy group is previously copolymerized, and then reacted with a compound having an amino group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having an epoxy group is previously copolymerized, and then reacted with a compound having a mercapto group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having an amino group is previously copolymerized and then reacted with a compound having a carboxyl group at one end and a pSi group at one end.
アミノ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にエポキシ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にエポキシ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端にアミノ基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。カルボキシル基を
有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端に塩化シリル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。ヒドロキシ基を有するモノマーをあらかじめ共重合させ、後に片末端に塩化シリル基を有し片末端にpSi基を有する化合物を反応させる方法。
A method in which a monomer having an amino group is previously copolymerized and then reacted with a compound having an epoxy group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having a carboxyl group is previously copolymerized, and then reacted with a compound having an epoxy group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having a carboxyl group is previously copolymerized and then reacted with a compound having an amino group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having a carboxyl group is previously copolymerized, and then reacted with a compound having a silyl chloride group at one end and a pSi group at one end. A method in which a monomer having a hydroxy group is previously copolymerized and then reacted with a compound having a silyl chloride group at one end and a pSi group at one end.
pSi基を有する重合開始剤としては、開始剤分子主鎖中に2価のポリシロキサン構造を有する基が含まれていてもよいし、開始剤分子の末端部分または側鎖に1価のポリシロキサン構造を有する基が含まれていてもよい。開始剤分子主鎖中に2価のポリシロキサン構造を有する基が含まれている開始剤としては、2価のポリシロキサン構造を有する基とアゾ基とを交互に有する化合物等が挙げられる。市販品としては、VPS-1001、VPS-0501(以上、富士フイルム和光純薬工業社製)が挙げられる。 The polymerization initiator having a pSi group may contain a group having a divalent polysiloxane structure in the main chain of the initiator molecule, or may contain a monovalent polysiloxane in the terminal portion or side chain of the initiator molecule. A group having a structure may be included. Initiator The initiator containing a group having a divalent polysiloxane structure in its molecular main chain includes, for example, a compound having a group having a divalent polysiloxane structure and an azo group alternately. Commercially available products include VPS-1001 and VPS-0501 (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
(h)成分は、更に(h2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基を有する重合体であることが好ましい。 Component (h) is preferably a polymer further containing (h2): a group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group.
<(h2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基の導入>
(h)成分である重合体はN-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基を導入するには、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基を有するモノマーを共重合させれば良い。
<(h2): Introduction of group selected from N-alkoxymethylamide group, blocked isocyanate group and trialkoxysilyl group>
In order to introduce a group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group into the polymer as component (h), an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group A monomer having a selected group may be copolymerized.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるN-アルコキシメチルアミド基を有するモノマーとしては、例えば、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基で置換された(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられる。 Examples of monomers having an N-alkoxymethylamide group when the component (h) is an acrylic polymer include N-hydroxymethyl (meth)acrylamide, N-methoxymethyl (meth)acrylamide, N-ethoxymethyl (meth)acrylamide, ) hydroxymethyl- or alkoxymethyl-substituted (meth)acrylamide compounds such as acrylamide and N-butoxymethyl(meth)acrylamide.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるブロックイソシアネート基を有するモノマーとしては、例えば、メタクリル酸2-(0-(1’-メチルプロピリデンアミノ)カルボキシアミノ)エチル、メタクリル酸2-(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ)エチル等が挙げられる。 Examples of monomers having a blocked isocyanate group when the component (h) is an acrylic polymer include 2-(0-(1′-methylpropylideneamino)carboxyamino)ethyl methacrylate, 2-(3 ,5-dimethylpyrazolyl)carbonylamino)ethyl and the like.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるトリアルコキシシリル基を有するモノマーとしては、例えば、3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレート、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Monomers having a trialkoxysilyl group when the component (h) is an acrylic polymer include, for example, 3-trimethoxysilylpropyl acrylate, 3-triethoxysilylpropyl acrylate, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate, 3- and triethoxysilylpropyl methacrylate.
(h)成分は、更に(h3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する重合体であることが好ましい。 Component (h) is preferably a polymer having at least one group selected from the group consisting of (h3) hydroxy group, carboxyl group, amide group and amino group.
<(h3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基の導入>
本発明の(h)成分である重合体に(h3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を導入するには、(h3)ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマーを共重合させれば良い。
<(h3) Introduction of at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and an amino group>
In order to introduce at least one group selected from the group consisting of (h3) a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and an amino group into the polymer that is the component (h) of the present invention, (h3) a hydroxy group, a carboxyl group , an amide group and an amino group.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるカルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ-(2-(アクリロイルオ
キシ)エチル)フタレート、モノ-(2-(メタクリロイルオキシ)エチル)フタレート、N-(カルボキシフェニル)マレイミド、N-(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N-(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
Examples of monomers having a carboxyl group when the component (h) is an acrylic polymer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono-(2-(acryloyloxy)ethyl)phthalate, mono-(2-( methacryloyloxy)ethyl)phthalate, N-(carboxyphenyl)maleimide, N-(carboxyphenyl)methacrylamide, N-(carboxyphenyl)acrylamide and the like.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるヒドロキシ基を有するモノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、4-ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2-(アクリロイルオキシ)エチルエステル、カプロラクトン2-(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)アクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート、5-アクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、及び5-メタクリロイルオキシ-6-ヒドロキシノルボルネン-2-カルボキシリック-6-ラクトン、p-ヒドロキシスチレン、α―メチル-p-ヒドロキシスチレン、N-ヒドロキシフェニルマレイミド、N-ヒドロキシフェニルアクリルアミド、N-ヒドロキシフェニルメタクリルアミド、p-ヒドロキシフェニルアクリレート、p-ヒドロキシフェニルメタクリレート等が挙げられる。中でも、2-ヒドロキシエチルアクリレートと2-ヒドロキシエチルメタクリレートから選ばれるモノマーが好ましい。 When the component (h) is an acrylic polymer, examples of monomers having a hydroxy group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylates, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2-(acryloyloxy) ethyl ester, caprolactone 2-( methacryloyloxy)ethyl ester, poly(ethylene glycol) acrylate, poly(propylene glycol) acrylate, poly(ethylene glycol) ethyl ether acrylate, poly(ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, 5-acryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2- Carboxylic-6-lactone and 5-methacryloyloxy-6-hydroxynorbornene-2-carboxylic-6-lactone, p-hydroxystyrene, α-methyl-p-hydroxystyrene, N-hydroxyphenylmaleimide, N-hydroxy Phenyl acrylamide, N-hydroxyphenyl methacrylamide, p-hydroxyphenyl acrylate, p-hydroxyphenyl methacrylate and the like. Among them, monomers selected from 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate are preferred.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるアミド基を有するモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド等が挙げられる。中でも、メタアクリルアミドが好ましい。 When the component (h) is an acrylic polymer, examples of monomers having an amide group include acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide and N,N-diethylacrylamide. Among them, methacrylamide is preferred.
(h)成分がアクリル重合体である場合におけるアミノ基を有するモノマーとしては、例えば、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレート、及びアミノプロピルメタクリレート等が挙げられる。 When the component (h) is an acrylic polymer, the amino group-containing monomer includes, for example, aminoethyl acrylate, aminoethyl methacrylate, aminopropyl acrylate, and aminopropyl methacrylate.
(h)成分がアクリル重合体である場合における上記(h)成分の重合体の製造方法としては、撥液性基を有するモノマー、例えば、炭素原子数3乃至10のフルオロアルキル基を有するモノマー、ポリフルオロエーテル基、を有するモノマー、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマー、所望により、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有するモノマー、並びに所望により前記以外の更なるモノマー(以下その他モノマーAともいう)を、重合開始剤存在下の溶剤中において、50℃乃至110℃の温度下で重合反応させることにより得られる。その際、用いられる溶剤は、アルカリ可溶性の重合体を構成するモノマー及び特定官能基を有する重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、前述する(c)成分に記載する溶剤が挙げられる。 When the component (h) is an acrylic polymer, the method for producing the polymer of the component (h) includes a monomer having a liquid-repellent group, such as a monomer having a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a monomer having a polyfluoroether group, a monomer having at least one group selected from the group consisting of an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group, optionally a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and A monomer having at least one group selected from the group consisting of amino groups, and optionally a further monomer other than the above (hereinafter also referred to as other monomer A) are heated in a solvent in the presence of a polymerization initiator at 50°C to 110°C. obtained by polymerizing at a temperature of At that time, the solvent to be used is not particularly limited as long as it dissolves the monomers constituting the alkali-soluble polymer and the polymer having the specific functional group. Specific examples include the solvents described in component (c) above.
その他モノマーhの具体例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2-エトキシエチルメタクリレート、2-アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3-メトキシブチルメタクリレート、γ-ブチロラクトンメタクリレート、2-プロピル-2-ア
ダマンチルメタクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、2-アミノメチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3-メトキシブチルアクリレート、γ-ブチロラクトンアクリレート、2-プロピル-2-アダマンチルアクリレート、8-メチル-8-トリシクロデシルアクリレート、8-エチル-8-トリシクロデシルアクリレート、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、スチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、及びビニルビフェニル等が挙げられる。
Specific examples of other monomers h include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, and methoxytriethylene. Glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, γ-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate , 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, Methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminomethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, γ-butyrolactone acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate, 8-methyl-8-tri Cyclodecyl acrylate, 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, styrene, vinylnaphthalene, vinylanthracene, and vinylbiphenyl. .
このようにして得られる特定官能基を有する重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。 A polymer having a specific functional group thus obtained is usually in the form of a solution dissolved in a solvent.
また、上記のようにして得られた特定共重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定共重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定共重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定共重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
本発明においては、上記特定共重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば前述する(c)成分に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
In addition, the solution of the specific copolymer obtained as described above is added to diethyl ether, water, or the like under stirring to reprecipitate, and after filtering and washing the generated precipitate, Then, the powder of the specific copolymer can be obtained by drying at room temperature or by heating. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomers coexisting with the specific copolymer can be removed, and as a result, a purified powder of the specific copolymer can be obtained. If the purification cannot be sufficiently performed in one operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
In the present invention, the powder of the specific copolymer may be used as it is, or the powder may be redissolved in the above-mentioned component (c) and used in the form of a solution.
上記(h)成分の重合体において、撥液性基(h1)の導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至60モル%であることが好ましく、5モル%乃至40モル%であることがより好ましい。5モル%より過小である場合は、撥液性の効果を奏しない場合がある。60モル%よりも過大である場合は、凝集などの問題が生じる場合がある。 In the polymer of the component (h), the amount of the liquid-repellent group (h1) introduced is preferably 5 mol% to 60 mol%, more preferably 5 mol% to 40 mol%, based on the total repeating units. is more preferable. If the amount is less than 5 mol %, the liquid-repellent effect may not be obtained. If it is more than 60 mol %, problems such as aggregation may occur.
上記(h)成分の重合体において、N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる基(h2)の導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至70モル%であることが好ましく、5モル%乃至50モル%であることがより好ましい。5モル%よりも過少である場合は、得られる膜の耐熱性や耐溶剤性に問題を生じる場合がある。60モル%よりも過大である場合は、現像性に影響を与える場合がある。 In the polymer of component (h), the introduced amount of the group (h2) selected from N-alkoxymethylamide groups, blocked isocyanate groups and trialkoxysilyl groups is 5 mol% to 70 mol% of all repeating units. and more preferably 5 mol % to 50 mol %. If the amount is less than 5 mol %, problems may arise in the heat resistance and solvent resistance of the resulting film. If it is more than 60 mol %, it may affect developability.
上記(h)成分の重合体において、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基(h3)を導入する場合、その導入量は、全繰り返し単位に対して5モル%乃至60モル%であることが好ましく、5モル%乃至40モル%であることがより好ましい。5モル%より過小である場合は、得られる膜の耐熱性や耐溶剤性の向上効果が得られない場合がある。60モル%よりも過大であると、撥液性の繰り返し単位が過小となる。 When introducing at least one group (h3) selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and an amino group in the polymer of component (h) above, the amount introduced is based on all repeating units. It is preferably 5 mol % to 60 mol %, more preferably 5 mol % to 40 mol %. If it is less than 5 mol %, the effect of improving the heat resistance and solvent resistance of the obtained film may not be obtained. If it is more than 60 mol %, the number of liquid-repellent repeating units will be too small.
また上記(h)成分の重合体の数平均分子量は、2,000乃至100,000であることが好ましい。より好ましくは3,000乃至50,000、さらに好ましくは4,000乃至10,000である。数平均分子量が100,000より過大であると、残渣が生じる場合がある。 The number average molecular weight of the polymer of component (h) is preferably from 2,000 to 100,000. More preferably 3,000 to 50,000, still more preferably 4,000 to 10,000. A number average molecular weight greater than 100,000 may result in residue.
また、本発明においては、(h)成分の重合体は、複数種の特定共重合体の混合物であ
ってもよい。
In the present invention, the polymer of component (h) may be a mixture of a plurality of specific copolymers.
(h)成分と(a)成分との比率は、(a)成分100質量部に対して(h)成分が0.1質量部乃至20質量部である。 The ratio of component (h) to component (a) is 0.1 to 20 parts by mass of component (h) per 100 parts by mass of component (a).
(a)成分が(h)成分中の撥液性基(h1)を有する場合は、(a)成分は(h)成分を兼ねることができ、この場合は必ずしも(h)成分を用いる必要はない。
この場合100質量部の(a)成分中に撥液性基(h1)を有する重合単位(モノマー)が5質量部乃至30質量部を占めることが好ましい。
When component (a) has a liquid-repellent group (h1) in component (h), component (a) can also serve as component (h), and in this case component (h) does not necessarily have to be used. do not have.
In this case, it is preferable that polymerized units (monomers) having a liquid-repellent group (h1) account for 5 to 30 parts by weight in 100 parts by weight of component (a).
<その他添加剤>
更に、本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レベリング剤、界面活性剤、レオロジー調整剤、保存安定剤、消泡剤、密着促進剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
界面活性剤としては前述した上層膜形成用組成物中で用いる<その他の添加剤>に挙げたものと同じものを用いることができる。
撥液性の役割を果たすために、界面活性剤は(h)成分と同時に使用してもよいし、1種のみ使用してもよい。
<Other additives>
Furthermore, the second photosensitive resin composition used in the present invention may optionally contain a leveling agent, a surfactant, a rheology modifier, a storage stabilizer, an antifoaming agent, as long as the effects of the present invention are not impaired. Adhesion promoters or dissolution promoters such as polyhydric phenols and polyhydric carboxylic acids may be contained.
As the surfactant, the same surfactants as listed in <Other Additives> used in the upper layer film-forming composition can be used.
In order to play the role of liquid repellency, the surfactant may be used together with component (h), or may be used alone.
<バンク形成工程>
レジスト膜13を形成した後、露光しそして現像することにより、下層膜12とレジスト膜13を一括パターニングして、バンクを形成する。バンクによって区画された領域(非バンク部)が開口部14に形成する(図1を参照)。
<Bank forming process>
After the resist
図1のように、第一および第二の感光性樹脂組成物がポジ型感光性樹脂組成物である場合に、露光される部分が非バンク部であり、現像過程において、非バンク部の下層膜と非バンク部のレジスト膜と共に除去され、開口部14に形成する。または、本発明の第一および第二感光性樹脂組成物がネガ型感光性樹脂組成物でる場合に、露光される部分がバンク部になり、現像過程において、非バンク部の下層膜と非バンク部のレジスト膜と共に除去される。 As shown in FIG. 1, when the first and second photosensitive resin compositions are positive-working photosensitive resin compositions, the exposed portion is the non-bank portion, and the lower layer of the non-bank portion is formed during the development process. It is removed together with the film and the resist film in the non-bank portion to form the opening 14 . Alternatively, when the first and second photosensitive resin compositions of the present invention are negative photosensitive resin compositions, the exposed portion becomes the bank portion, and in the development process, the lower layer film of the non-bank portion and the non-bank portion are formed. It is removed together with the resist film of the part.
従来の第二の感光性樹脂組成物が、現像過程において、残渣が残され、きれいに除去されることが難しい。残渣が残されることで、バンクによって区画された領域でさらに有機薄膜を形成する過程に、有機薄膜にムラなどの不良が生じる。本発明のバンクパターンの形成方法でバンクを形成すれば、基板上または基板上に介した他の層に残渣を残りにくいため、きれいな有機薄膜を生成できる。 A conventional second photosensitive resin composition leaves a residue in the development process, which is difficult to cleanly remove. The remaining residue causes defects such as unevenness in the organic thin film in the process of further forming the organic thin film in the regions partitioned by the banks. If the bank is formed by the bank pattern forming method of the present invention, a clean organic thin film can be formed because it is difficult for residues to remain on the substrate or on other layers intervening on the substrate.
ここで、前記基板11上に形成しえる他の層としては、例えば有機電界発光素子の場合は、陽極、陰極、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、ブロック層、発光層などの層が挙げられる。本発明のバンクパターン形成方法が有機電界発光素子に用いられる場合、他の層としては、有機エロクトロルミネッセンスの正孔注入層が特に好適である。他の層は、少なくとも1層からなるものである。
Here, other layers that can be formed on the
<感光性樹脂組成物>
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物は、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する感光性樹脂組成物であり、且つ、所望により、(E)成分の架橋剤、(F)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物、及びその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤。
<Photosensitive resin composition>
The first photosensitive resin composition used in the present invention is a photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D), and if desired, the component (E) a cross-linking agent, a compound having two or more ethylenically polymerizable groups as component (F), a compound having two or more functional groups that form covalent bonds with an acid as component (G), and other additives. It is a composition that can contain further.
(A) component: an alkali-soluble resin having an amide group,
(C) component: solvent,
(D) Component: Photosensitizer.
中でも、本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(A)成分100質量部に対して5質量部乃至100質量部の(D)成分を含有し、これら成分が(C)成分に溶解された感光性樹脂組成物あって、さらに前記(D)成分が(D-1)成分である第一の感光性樹脂組成物。
[2]:(A)成分100質量部に対して5質量部乃至100質量部の(D)成分を含有し、これら成分が(C)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに(E)成分である架橋剤を、(A)成分100質量部に対して1質量部乃至50質量部含有する感光性樹脂組成物であって、さらに前記(D)成分が(D-1)成分である第一の感光性樹脂組成物。
[3]:(A)成分100質量部に対して5質量部乃至200質量部の(F)成分、(A)成分と(F)成分の合計の100質量部に対して0.1質量部乃至30質量部の(D)成分を含有し、これらが(C)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに前記(D)成分が(D-2)成分である第一の感光性樹脂組成物。
Among them, preferred examples of the first photosensitive resin composition used in the present invention are as follows.
[1]: A photosensitive resin composition containing 5 to 100 parts by mass of component (D) per 100 parts by mass of component (A), wherein these components are dissolved in component (C), and The first photosensitive resin composition, wherein the component (D) is the component (D-1).
[2]: A photosensitive resin composition containing 5 parts by mass to 100 parts by mass of component (D) per 100 parts by mass of component (A), these components being dissolved in component (C), Furthermore, a photosensitive resin composition containing 1 to 50 parts by mass of a crosslinking agent as component (E) with respect to 100 parts by mass of component (A), wherein the component (D) is (D-1 ) component of the first photosensitive resin composition.
[3]: 5 parts by mass to 200 parts by mass of component (F) per 100 parts by mass of component (A), and 0.1 part by mass per 100 parts by mass of the total of components (A) and (F) to 30 parts by mass of the component (D), a photosensitive resin composition in which these are dissolved in the component (C), and the component (D) is the component (D-2). A photosensitive resin composition.
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば1質量%乃至80質量%であり、また例えば5質量%乃至60質量%であり、または10質量%乃至50質量%である。ここで、固形分とは、感光性樹脂組成物の全成分から(C)成分を除いたものをいう。 The proportion of solids in the first photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent. Yes, and for example 5% to 60% by weight, or 10% to 50% by weight. Here, the solid content refers to the total components of the photosensitive resin composition excluding the component (C).
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂を(C)成分に溶解し、この溶液に(D)成分の感光剤、必要に応じて(E)成分の架橋剤、(F)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(G)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。 The method for preparing the first photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited. , to this solution are covalently bonded by the component (D) photosensitive agent, optionally the component (E) cross-linking agent, the component (F) compound having two or more ethylenically polymerizable groups, and the component (G) acid. A method of mixing a compound having two or more functional groups that form a predetermined ratio to form a uniform solution, or in an appropriate stage of this preparation method, further adding and mixing other additives as necessary method.
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(C)成分中における重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、(A)成分、(D)成分、必要に応じて(E)成分、(F)成分、(G)成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに(C)成分を追加投入してもよい。このとき、特定共重合体の形成過程で用いられる(C)成分と、第一の感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(C)成分とは同一であってもよいし、異なってもよい。 In preparing the first photosensitive resin composition used in the present invention, the copolymer solution obtained by the polymerization reaction in the component (C) can be used as it is. In this case, the component (A), ( When adding component D and, if necessary, component (E), component (F), component (G), etc. to form a uniform solution, component (C) may be added for the purpose of adjusting the concentration. good. At this time, the component (C) used in the formation process of the specific copolymer and the component (C) used for concentration adjustment during the preparation of the first photosensitive resin composition may be the same. , may differ.
而して、調製された第一の感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。 Therefore, the prepared solution of the first photosensitive resin composition is preferably used after being filtered using a filter having a pore size of about 0.2 μm.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物は、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する感光性樹脂組成物であり、且つ、所望により、(e)成分の架橋剤、(f)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(g)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物、(h)成分および/または(q)成分、並びにその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:微粒子、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤。
The second photosensitive resin composition used in the present invention is a photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d), and if desired, Component (e) a cross-linking agent, Component (f) a compound having two or more ethylenically polymerizable groups, Component (g) a compound having two or more functional groups capable of forming a covalent bond with an acid, and Component (h). and/or component (q) and one or more of other additives.
(a) component: alkali-soluble resin,
(b) component: fine particles,
(c) component: solvent,
(d) Component: Photosensitizer.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(h)成分を含有し、これら成分が(c)成分に溶解された第二の感光性樹脂組成物。
[2]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(h)成分、5質量部乃至100質量部の(d)成分を含有し、これら成分が(c)成分に溶解された感光性樹脂組成物あって、さらに前記(d)成分が(d-1)成分である第二の感光性樹脂組成物。
[3]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(h)成分、5質量部乃至100質量部の(d)成分を含有し、これら成分が(c)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに(e)成分である架橋剤を、(a)成分と(h)成分の合計の100質量部に対して1質量部乃至50質量部含有する感光性樹脂組成物であって、さらに前記(d)成分が(d-1)成分である第二の感光性樹脂組成物。
[4]:(a)成分100質量部に対して0.1質量部乃至20質量部の(h)成分、(a)成分と(b)成分の合計の100質量部に対して5乃至200質量部の(f)成分、(a)成分と(b)成分と(f)成分の合計の100質量部に対して0.1乃至30質量部の(d)成分を含有し、これらが(c)成分に溶解された感光性樹脂組成物であって、さらに前記(d)成分が(d-2)成分である第二の感光性樹脂組成物。
[5]:(a)成分に撥液性基(h1)を含有し、(h)成分を含まない100質量部の(a)成分に撥液性基(h1)を有する重合単位が5質量部乃至30質量部を占める(a)成分で構成される第二の感光性樹脂組成物。
Preferred examples of the second photosensitive resin composition used in the present invention are as follows.
[1]: A second photosensitive resin composition containing 0.1 to 20 parts by mass of component (h) per 100 parts by mass of component (a) dissolved in component (c) thing.
[2]: 0.1 to 20 parts by mass of component (h) and 5 to 100 parts by mass of component (d) per 100 parts by mass of component (a), and these components contain (c ) component dissolved therein, wherein the component (d) is the component (d-1).
[3]: 0.1 to 20 parts by mass of component (h) and 5 to 100 parts by mass of component (d) per 100 parts by mass of component (a), and these components contain (c ) of the photosensitive resin composition dissolved in the component, and the crosslinking agent as the component (e) is added in an amount of 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the total of the components (a) and (h). A second photosensitive resin composition, wherein the component (d) is the component (d-1).
[4]: 0.1 to 20 parts by mass of component (h) per 100 parts by mass of component (a), and 5 to 200 parts by mass of component (a) and component (b) per 100 parts by mass 0.1 to 30 parts by mass of component (d) with respect to 100 parts by mass of the total of component (f), component (a), component (b) and component (f), and these are ( A second photosensitive resin composition which is a photosensitive resin composition dissolved in component c), wherein the component (d) is the component (d-2).
[5]: 100 parts by mass of component (a) containing a liquid-repellent group (h1) and excluding component (h) contains 5 mass of polymer units having a liquid-repellent group (h1) in component (a) A second photosensitive resin composition comprising component (a) in an amount of 1 part to 30 parts by mass.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば1質量%乃至80質量%であり、また例えば5質量%乃至60質量%であり、または10質量%乃至50質量%である。ここで、固形分とは、第二の感光性樹脂組成物の全成分から(c)成分を除いたものをいう。 The proportion of solids in the second photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, but is, for example, 1% by mass to 80% by mass. Yes, and for example 5% to 60% by weight, or 10% to 50% by weight. Here, the solid content refers to the total components of the second photosensitive resin composition excluding the component (c).
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、(h)成分(特定重合体)を(c)成分に溶解し、この溶液に(a)成分のアルカリ可溶性樹脂、(b)成分の微粒子、(d)成分の感光剤、必要に応じて(e)成分の架橋剤、(f)成分のエチレン性重合性基を2個以上有する化合物、(g)成分の酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物、を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じてその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。 The preparation method of the second photosensitive resin composition used in the present invention is not particularly limited, but as a preparation method, for example, (h) component (specific polymer) is dissolved in (c) component, and this solution (a) component alkali-soluble resin, (b) component fine particles, (d) component photosensitive agent, optionally (e) component cross-linking agent, and (f) component two ethylenic polymerizable groups. A method of mixing a compound having the above and a compound having two or more functional groups that form a covalent bond with an acid as component (g) in a predetermined ratio to form a uniform solution, or in an appropriate stage of this preparation method , and a method of further adding and mixing other additives as necessary.
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(c)成分中における重合反応によって得られる共重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、この(h)成分の溶液に第一の感光性樹脂組成物の調整のように(a)成分、(d)成分、必要に応じて(e)成分、(f)成分、(g)成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに(c)成分を追加投入してもよい。このとき、特定共重合体の形成過程で用いられる(c)成分と、第二の感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(c)成分とは同一であってもよいし、異なってもよい。 In preparing the second photosensitive resin composition used in the present invention, the solution of the copolymer obtained by the polymerization reaction in component (c) can be used as it is. In the solution, components (a), (d), and, if necessary, components (e), (f), and (g) are added in the same manner as in the first photosensitive resin composition to form a uniform solution. In this case, the component (c) may be additionally added for the purpose of adjusting the concentration. At this time, the component (c) used in the formation process of the specific copolymer and the component (c) used for adjusting the concentration during the preparation of the second photosensitive resin composition may be the same. , may differ.
而して、調製された第二の感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。 Therefore, the prepared solution of the second photosensitive resin composition is preferably used after being filtered using a filter having a pore size of about 0.2 μm.
<下層膜としての塗膜及び硬化膜>
本発明に用いる第一の感光性樹脂組成物を半導体基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属(例えばアルミニウム、モリブデン、クロム)などが被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、下層膜としての感光性樹脂膜が形成される。
<Coating film and cured film as underlayer film>
The first photosensitive resin composition used in the present invention is applied to semiconductor substrates (e.g., silicon/silicon dioxide coated substrates, silicon nitride substrates, substrates coated with metals (e.g., aluminum, molybdenum, chromium), etc., glass substrates, quartz substrates, etc.). substrate, ITO substrate, etc.) by spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating following the slit, inkjet coating, etc., and then pre-drying on a hot plate or oven, etc. A coating film can be formed. After that, by heat-treating this coating film, a photosensitive resin film is formed as an underlayer film.
この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。 As conditions for this heat treatment, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 70° C. to 160° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are adopted. The heating temperature and heating time are preferably 80° C. to 140° C. and 0.5 to 10 minutes.
また、第一の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂膜の膜厚は、例えば0.1μm乃至30μmであり、また例えば0.2μm乃至10μmであり、更に例えば0.3μm乃至8μmである。 The film thickness of the photosensitive resin film formed from the first photosensitive resin composition is, for example, 0.1 μm to 30 μm, or, for example, 0.2 μm to 10 μm, and further, for example, 0.3 μm to 8 μm. be.
<レジスト膜としての塗膜及び硬化膜>
本発明に用いる第二の感光性樹脂組成物を上記で得られた下層膜の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、レジスト膜としての感光性樹脂膜が形成される。
<Coating film and cured film as resist film>
The second photosensitive resin composition used in the present invention is coated on the underlayer film obtained above by spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating following the slit, inkjet coating, or the like, After that, a coating film can be formed by pre-drying with a hot plate, an oven, or the like. After that, the coating film is heat-treated to form a photosensitive resin film as a resist film.
この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。 As conditions for this heat treatment, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 70° C. to 160° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are adopted. The heating temperature and heating time are preferably 80° C. to 140° C. and 0.5 to 10 minutes.
また、第二の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂膜の膜厚は、例えば0.1μm乃至30μmであり、また例えば0.2μm乃至10μmであり、更に例えば0.3μm乃至8μmである。 The film thickness of the photosensitive resin film formed from the second photosensitive resin composition is, for example, 0.1 μm to 30 μm, for example, 0.2 μm to 10 μm, and further, for example, 0.3 μm to 8 μm. be.
上記で得られた下層膜および下層膜上のレジスト膜の塗膜上に、所定のパターンを有するマスクを装着して紫外線等の光を照射し、アルカリ現像液で現像することで、材料組成により露光部と未露光部のいずれかが洗い出され、残存するパターン状の膜を必要に応じて80℃乃至140℃、0.5乃至10分間の加熱を行うことで端面のシャープなレリーフパターンが得られる。 A mask having a predetermined pattern is mounted on the coating film of the underlayer film and the resist film on the underlayer film obtained above, light such as ultraviolet light is irradiated, and development is performed with an alkaline developer to obtain a film depending on the material composition. Either the exposed area or the unexposed area is washed out, and the remaining patterned film is optionally heated at 80° C. to 140° C. for 0.5 to 10 minutes to form a sharp relief pattern on the end face. can get.
使用されうるアルカリ性現像液としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化第四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液が挙げられる。さらに、これらの現像液には、界面活性剤などを加えることもできる。 Alkaline developers that can be used include, for example, aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, hydroxides such as choline Alkaline aqueous solutions such as aqueous solutions of quaternary ammonium, aqueous solutions of amines such as ethanolamine, propylamine and ethylenediamine are included. Furthermore, a surfactant or the like can be added to these developers.
上記の中、水酸化テトラエチルアンモニウム0.1乃至2.58質量%水溶液は、フォトレジストの現像液として一般に使用されており、本発明の第一および第二の感光性樹脂組成物においても、このアルカリ性現像液を用いて、膜の膨潤などの問題をひき起こすことなく良好に現像することができる。 Among the above, 0.1 to 2.58% by mass aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide is generally used as a developer for photoresist, and this is also used in the first and second photosensitive resin compositions of the present invention. It can be developed well with an alkaline developer without causing problems such as swelling of the film.
また、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法など、いずれも用いることができる。その際の現像時間は、通常、15乃至180秒間である。 Moreover, as a developing method, any of a liquid heaping method, a dipping method, an oscillating immersion method, and the like can be used. The development time at that time is usually 15 to 180 seconds.
現像後、感光性樹脂膜に対して流水による洗浄を例えば20乃至120秒間行い、続いて圧縮空気もしくは圧縮窒素を用いてまたはスピニングにより風乾することにより、基板上の水分が除去され、そしてパターン形成された膜が得られる。 After development, the photosensitive resin film is washed with running water for, for example, 20 to 120 seconds, followed by air drying using compressed air or compressed nitrogen or by spinning to remove moisture on the substrate and form a pattern. A thin film is obtained.
続いて、かかるパターン形成膜に対して、熱硬化のためにポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブンなどを用いて加熱することにより、耐熱性、透明性、平坦化性、低吸水性、耐薬品性などに優れ、良好なレリーフパターンを有する膜が得られる。 Subsequently, the pattern-formed film is post-baked for thermosetting, specifically by heating using a hot plate, an oven, etc., to improve heat resistance, transparency, planarization, A film having low water absorption, excellent chemical resistance, etc., and a good relief pattern can be obtained.
ポストベークとしては、一般に、温度140℃乃至270℃の範囲の中から選択された加熱温度にて、ホットプレート上の場合には5乃至30分間、オーブン中の場合には30乃至90分間処理するという方法が採られる。 Post-baking is generally performed at a heating temperature selected from the range of 140 ° C. to 270 ° C. for 5 to 30 minutes on a hot plate and 30 to 90 minutes in an oven. method is adopted.
しかして、かかるポストベークにより、目的とする、良好なパターン形状を有する硬化膜を得ることができる。 Thus, by such post-baking, a desired cured film having a favorable pattern shape can be obtained.
以上のように、硬化膜のパターニング方法により、バンク以外の領域に撥液性のレジスト材料の成分などの残渣が残りにくい撥液バンクパターンを形成することができ、バンクで区画された領域内に均一な有機薄膜を形成することができる。 As described above, by the patterning method of the cured film, it is possible to form a liquid-repellent bank pattern in which residues such as components of a liquid-repellent resist material are less likely to remain in areas other than the banks. A uniform organic thin film can be formed.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。なお、重合体の分子量の測定は以下の通りである。
[重合体の分子量の測定]
重合体の分子量の測定は、装置として日本分光社製GPCシステムを用い、カラムとしてShodex(登録商標)KF-804L及び803Lを用い、下記の条件にて実施した。
カラムオーブン:40℃
流量:1mL/分
溶離液:テトラヒドロフラン
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the measurement of the molecular weight of the polymer is as follows.
[Measurement of molecular weight of polymer]
Measurement of the molecular weight of the polymer was carried out under the following conditions using a GPC system manufactured by JASCO Corporation as an apparatus and using Shodex (registered trademark) KF-804L and 803L as columns.
Column oven: 40°C
Flow rate: 1 mL/min Eluent: Tetrahydrofuran
以下の実施例で用いる略記号の意味は、次の通りである。
QDC:1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド
MMA:メチルメタクリレート
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
HPMA:4-ヒドロキシフェニルメタクリレート
CHMI:N-シクロヘキシルマレイミド
PFHMA:2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート
TMSSMA:メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン
KBM-503:3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
MAA:メタクリル酸
MAAm:メタクリルアミド
HPMA-QD:4-ヒドロキシフェニルメタクリレート1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド1.1molとの縮合反応によって合成される化合物
AIBN:α、α’-アゾビスイソブチロニトリル
QD1:α、α、α’-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプ
ロピルベンゼン1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド2molとの縮合反応によって合成される化合物
QD2:4,4’,4”-(3-メチル-1-プロパニル-3-イリデン)トリスフェノール1molと1,2-ナフトキノン-2-ジアジド-5-スルホニルクロリド2molとの縮合反応によって合成される化合物
CST:ヒドロキシスチレン85%とスチレン15%の重合体と、ヒドロキシスチレン70%とスチレン30%の重合体とを3:7で混合したスチレン重合体(丸善石油化学(株)製)
8KQ:8KQ-2001(大成ファインケミカル(株)製 アルカリ可溶UV硬化型アクリル樹脂)
Poly-AA:ポリアクリル酸(富士フイルム和光純薬工業(株)製)
I907:2-メチルー1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパンー1-オン(IRGACURE 907、BASF製)
DEAB:4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
OXE-02:IRGACURE OXE-02(BASF製)
GT-401:ブタンテトラカルボン酸 テトラ(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル) 修飾ε-カプロラクトン
YH-434L:新日化エポキシ製造(株)(現:新日鉄住金化学(株))製 YH-434L
CEL-2021P: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
R-30:メガファックR-30(DIC(株)製)
CB1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散カーボンブラック(御国色素(株)製)
CB2:プロピレングリコールモノメチルエーテル分散カーボンブラック(御国色素(株)製)
TB1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散チタンブラック(三菱マテリアル(株)製)
PMA-ST:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート分散シリカゾル(日産化学(株)製)
OZ-S30K:ナノユースOZ-S30K(MEK分散ジルコニアゾル、日産化学(株)製)
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
EL:乳酸エチル
CH:シクロヘキサノン
Abbreviations used in the following examples have the following meanings.
QDC: 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride MMA: methyl methacrylate HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate HPMA: 4-hydroxyphenyl methacrylate CHMI: N-cyclohexylmaleimide PFHMA: 2-(perfluorohexyl)ethyl Methacrylates TMSSMA: methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane KBM-503: 3-methacryloxypropyltriethoxysilane MAA: methacrylic acid MAAm: methacrylamide HPMA-QD: 1 mol of 4-hydroxyphenyl methacrylate and 1,2-naphthoquinone-2 -Compound synthesized by condensation reaction with 1.1 mol of diazido-5-sulfonyl chloride AIBN: α,α'-azobisisobutyronitrile QD1: α,α,α'-tris(4-hydroxyphenyl)-1 -Compound QD2: 4,4′,4″-(3-methyl-1- Compound synthesized by condensation reaction of 1 mol of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride with 1 mol of 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride CST: a polymer of 85% hydroxystyrene and 15% styrene, and hydroxy Styrene polymer obtained by mixing 70% styrene and 30% styrene polymer at a ratio of 3:7 (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.)
8KQ: 8KQ-2001 (manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd., alkali-soluble UV curable acrylic resin)
Poly-AA: Polyacrylic acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
I907: 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one (IRGACURE 907, manufactured by BASF)
DEAB: 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone DPHA: dipentaerythritol hexaacrylate OXE-02: IRGACURE OXE-02 (manufactured by BASF)
GT-401: butanetetracarboxylic acid tetra (3,4-epoxycyclohexylmethyl) modified ε-caprolactone YH-434L: YH-434L manufactured by Shin Nikka Epoxy Manufacturing Co., Ltd. (currently Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
CEL-2021P: 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexane carboxylate R-30: Megafac R-30 (manufactured by DIC Corporation)
CB1: Propylene glycol monomethyl ether acetate-dispersed carbon black (manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.)
CB2: Carbon black dispersed in propylene glycol monomethyl ether (manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.)
TB1: Propylene glycol monomethyl ether acetate dispersed titanium black (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation)
PMA-ST: Propylene glycol monomethyl ether acetate-dispersed silica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
OZ-S30K: Nanouse OZ-S30K (MEK dispersed zirconia sol, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.)
PGME: Propylene glycol monomethyl ether PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate EL: Ethyl lactate CH: Cyclohexanone
<合成例1>
MAAm 3.00g、HPMA 3.00g、CHMI 4.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P1)。得られたアクリル重合体のMnは3000、Mwは6200であった。
<Synthesis Example 1>
3.00 g of MAAm, 3.00 g of HPMA, 4.00 g of CHMI, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass). was obtained (P1). The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,000 and an Mw of 6,200.
<合成例2>
MAAm 3.00g、HPMA 3.00g、CHMI 4.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P2)。得られたアクリル重合体のMnは3000、Mwは6400であった。
<Synthesis Example 2>
3.00 g of MAAm, 3.00 g of HPMA, 4.00 g of CHMI, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass). was obtained (P2). The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,000 and an Mw of 6,400.
<合成例3>
MAAm 3.00g、HPMA 3.00g、CHMI 4.00g、AIBN 0.8gをPGME 43.2gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度30質量%)を得た(P3)。得られたアクリル重合体のMnは3500、Mwは7500であった。
<Synthesis Example 3>
3.00 g of MAAm, 3.00 g of HPMA, 4.00 g of CHMI, and 0.8 g of AIBN were dissolved in 43.2 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 30% by mass). was obtained (P3). The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,500 and an Mw of 7,500.
<合成例4>
MAA 14.6g、HEMA 25.5g、MMA 24.6g、CHMI 35.3g、AIBN 6.0gをPGMEA 159.6gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度40質量%)を得た(P4)。得られたアクリル重合体のMnは2400、Mwは4700であった。
<Synthesis Example 4>
An acrylic polymer solution (solid content: concentration of 40% by weight) was obtained (P4). The obtained acrylic polymer had an Mn of 2,400 and an Mw of 4,700.
<合成例5>
MAA 90.00g、HEMA 225.00g、HPMA 45.00g、MMA
180.00g、CHMI 360.00g、AIBN 57.60gをPGME 1436.40gに溶解し、80℃にて20時間反応させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃度40質量%)を得た(P5)。得られたアクリル重合体のMnは3100、Mwは6100であった。
<Synthesis Example 5>
MAA 90.00g, HEMA 225.00g, HPMA 45.00g, MMA
180.00 g of CHMI, 360.00 g of CHMI, and 57.60 g of AIBN were dissolved in 1436.40 g of PGME and reacted at 80° C. for 20 hours to obtain an acrylic polymer solution (solid concentration: 40% by mass) (P5). . The obtained acrylic polymer had an Mn of 3,100 and an Mw of 6,100.
<合成例6>
HPMA-QD 2.50g、TMSSMA 2.58g、PFHMA 5.26g、MAA 0.70g、CHMI 1.46g、AIBN 0.33gをCH 51.3gに溶解し、110℃にて20時間撹拌させることによりアクリル重合体溶液(固形分濃
度20質量%)を得た(P6)。得られたアクリル重合体のMnは7,200、Mwは11,000であった。
<Synthesis Example 6>
2.50 g of HPMA-QD, 2.58 g of TMSSMA, 5.26 g of PFHMA, 0.70 g of MAA, 1.46 g of CHMI, and 0.33 g of AIBN were dissolved in 51.3 g of CH and stirred at 110° C. for 20 hours. An acrylic polymer solution (solid concentration: 20% by mass) was obtained (P6). The obtained acrylic polymer had an Mn of 7,200 and an Mw of 11,000.
表1に示す組成で(A),(D)および(E)の各成分及び溶剤を混合し、下層膜材料1~7の第一の感光性樹脂組成物を調製した。
同様にして、表2に示す組成で上層レジスト層材料1~7の第二の感光性樹脂組成物を調製した。なお、表1中、表2中の組成比は固形分での比を表すものとする。
Similarly, second photosensitive resin compositions of upper resist
[評価1 パターン形状の評価]
下層材料1~7の樹脂組成物をITO-ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚0.2μmの下層材料の塗膜を形成した。次に、上層材料1~7の感光性樹脂組成物を下層材料塗膜上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.1μmの上層材料の塗膜を形成した。この塗膜に50μmのライン&スペースパターンが描画されたフォトマスクを介してキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が2.6mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後、塗膜を2.38質量%または0.4質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム(以下、TMAHと称す)水溶液に所定の時間浸漬した後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い、実施例1~7および比較例1~11の基板を作成した。比較例1~7では下層材料1~7の塗布・プリベーク工程を行わずに上記と同様にして基板を作成した。作成したライン&スペースパターンの状態を光学顕微鏡より観察した。パターンが基板から剥離しているものを「剥離」、スペース部の基板上に粒子状の残渣が見られるものを「残渣」、パターンが剥離なく形成できているものを「〇」とした。得られた結果を表3に示す。
[
After applying the resin compositions of the
[評価2 バンク部接触角の評価]
下層材料2の感光性樹脂組成物をITO-ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚0.2μmの下層材料の塗膜を形成した。次に、上層材料4の感光性樹脂組成物を下層材料塗膜上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.1μmの上層材料の塗膜を形成した。その後、塗膜を2.38質量%または0.4質量%のTMAH水溶液に所定の時間浸漬した後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い、実施例4のITO-ガラス基板上の硬化膜を作成した。実施例1~3では紫外線の露光を行わずに上記と同様にして上層材料および下層材料からなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。比較例4では下層材料2の塗布・プリベーク工程を行わずに上記と同様にして上層材料4のみからなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。この硬化膜上のアニソールの接触角を協和界面科学(株)製Drop Masterを用いて測定した。得られた結果を表3に示す。評価2は上層材料に(h)成分を含む実施例4と比較例4についてのみ行った。
[
After coating the photosensitive resin composition of the
[評価3 ITO基板上露光部接触角の評価]
下層材料2の感光性樹脂組成物をITO-ガラス基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚0.2μmの下層材料の塗膜を形成した。次に、上層材料4の感光性樹脂組成物を下層材料塗膜上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.1μmの上層材料の塗膜を形成した。この塗膜にキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA-600FAにより365nmにおける光強度が2.6mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後、塗膜を2.38質量%または0.4質量%のTMAH水溶液に所定の時間浸漬した後、超純水で30秒間流水洗浄を行った。次いでこの塗膜を温度230℃で30分間加熱することによりポストベークを行い、実施例4のITO-ガラス基板上の硬化膜を作成した。実施例1~3では紫外線の露光を行わずに上記と同様にして上層材料および下層材料からなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。比較例4では下層材料2の塗布・プリベーク工程を行わずに上記と同様にして上層材料4のみからなるITO-ガラス基板上の硬化膜を形成した。この硬化膜上のアニソールの接触角を協和界面科学(株)製Drop Masterを用いて測定した
。得られた結果を表3に示す。評価3は上層材料に(h)成分を含む実施例4と比較例4についてのみ行った。
[
After coating the photosensitive resin composition of the
表3に示すように、評価1で下層材料を用いなかった比較例1~7ではいずれも残渣が見られたのに対し、下層材料を用いた実施例1~7はいずれも残渣が見られず、良好なパターン形状が得られた。また、下層材料にアミド基を含有しない親水性樹脂を用いた比較例8~11では評価1において現像時にパターンが剥離し、基板上に残らなかった。
As shown in Table 3, in Comparative Examples 1 to 7 in which the lower layer material was not used in
Claims (27)
基板上に直接または他の層を介して、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物を塗布して、下層膜を設ける下層膜形成工程と、
該下層膜上に、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物を塗布して、レジスト膜を設けるレジスト膜形成工程と、
該レジスト膜を露光しそして現像することにより、バンクを形成し、その現像過程において非バンク部の下層膜が非バンク部のレジスト膜と共に除去されるバンク形成工程とを含むバンクパターンの形成方法。
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂(該アミド基はアクリルアミド、メタクリルアミドから選ばれる少なくとも1つのモノマーに由来する)、
(C)成分:溶剤、
(D)成分:感光剤、
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、
(b)成分:微粒子、
(c)成分:溶剤、
(d)成分:感光剤 In a method for forming banks and regions defined by the banks on a substrate, the method for forming a bank pattern for forming an organic thin film in the regions defined by the banks, comprising:
Underlayer film formation by coating a first photosensitive resin composition containing the following components (A), (C) and (D) on a substrate directly or via another layer to provide an underlayer film process and
A resist film forming step of applying a second photosensitive resin composition containing the following components (a), (b), (c) and (d) on the underlayer film to form a resist film. and,
a bank forming step of forming banks by exposing and developing the resist film, and removing the lower layer film in the non-bank portions together with the resist film in the non-bank portions during the developing process.
(A) component: an alkali-soluble resin having an amide group (the amide group is derived from at least one monomer selected from acrylamide and methacrylamide);
(C) component: solvent,
(D) component: photosensitizer,
(a) component: alkali-soluble resin,
(b) component: fine particles,
(c) component: solvent,
(d) component: photosensitizer
(Z1):(E)成分である架橋剤をさらに含有する;
(Z2):(A)成分のアミド基を有するアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(Z3):(D)成分が(D-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(F)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(Z4):(D)成分が(D-3)である光酸発生剤であり、さらに(G)成分として、(D)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する 5. The method of forming a bank pattern according to claim 1, wherein the first photosensitive resin composition satisfies at least one of (Z1) to (Z4) below.
(Z1): further containing a cross-linking agent as component (E);
(Z2): The alkali-soluble resin having an amide group of component (A) further has a self-crosslinking group or at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group and an amino group. further having reactive groups;
(Z3): a photoradical generator in which component (D) is (D-2), and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as component (F);
(Z4): A photoacid generator in which the (D) component is (D-3), and further, as the (G) component, two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the (D) component. contains a compound that has
(z1):(e)成分である架橋剤をさらに含有する;
(z2):(a)成分のアルカリ可溶性樹脂が、自己架橋性基をさらに有するか、又はヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基と反応する基をさらに有する;
(z3):(d)成分が(d-2)である光ラジカル発生剤であり、さらに(f)成分として、エチレン性二重結合を2個以上有する化合物を含有する;
(z4):(d)成分が(d-3)である光酸発生剤であり、さらに(g)成分として、(d)成分より発生した酸により共有結合を形成する官能基を2個以上有する化合物を含有する 6. The method of forming a bank pattern according to claim 1, wherein the second photosensitive resin composition satisfies at least one of the following (z1) to (z4).
(z1): further containing a cross-linking agent as component (e);
(z2): The alkali-soluble resin of component (a) further has a self-crosslinking group or a group that reacts with at least one group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group and an amino group. further have;
(z3): a photoradical generator in which component (d) is (d-2), and further contains a compound having two or more ethylenic double bonds as component (f);
(z4): a photoacid generator in which the (d) component is (d-3), and as the (g) component, two or more functional groups that form a covalent bond with the acid generated from the (d) component. contains a compound that has
(h)成分:撥液性基(h1)を有する重合体 12. The method of forming a bank pattern according to any one of claims 1 to 11, wherein the second photosensitive resin composition further contains the following component (h).
(h) component: a polymer having a liquid-repellent group (h1)
(h2):N-アルコキシメチルアミド基、ブロックイソシアネート基及びトリアルコキシシリル基から選ばれる少なくとも1つの基 13. The method of forming a bank pattern according to claim 12, wherein the component (h) further comprises a polymer having the following (h2).
(h2): at least one group selected from an N-alkoxymethylamide group, a blocked isocyanate group and a trialkoxysilyl group
(h3):ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基 14. The method of forming a bank pattern according to claim 12 or 13, wherein the component (h) is a polymer having the following (h3).
(h3): at least one group selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, an amide group and an amino group
-(SiR1R2-O)n-SiR1R2R3・・・式5
(ただし、R1、R2は独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、R3は水素または炭素原子数1乃至10の有機基を表し、nは1乃至200の整数を表す。) At least the liquid-repellent group (h1) of component (h) is selected from the group consisting of a fluoroalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a polyfluoroether group, a silyl ether group and a polysiloxane group represented by Formula 5 15. The method of forming a bank pattern according to any one of claims 12 to 14, which is a kind of group.
—(SiR 1 R 2 —O) n —SiR 1 R 2 R 3 Formula 5
(where R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group; R 3 represents hydrogen or an organic group having 1 to 10 carbon atoms; n is an integer of 1 to 200; represents.)
該バンクは、基板側から少なくとも、基板と、下記(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含有する第一の感光性樹脂組成物からなる下層膜と、下記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分を含有する第二の感光性樹脂組成物からなるレジスト膜とを有し、該バンクによって区画された領域は、前記下層膜及び前記レジスト膜を有しないバンクパターン。 The bank comprises, from the substrate side, at least: a substrate; an underlayer film made of a first photosensitive resin composition containing components (A), (C) and (D) below; and a resist film made of a second photosensitive resin composition containing components (b), (c) and (d), and the regions defined by the banks are the underlayer film and the resist film bank pattern without
(A)成分:アミド基を有するアルカリ可溶性樹脂(該アミド基はアクリルアミド、メタクリルアミドから選ばれる少なくとも1つのモノマーに由来する)、(A) component: an alkali-soluble resin having an amide group (the amide group is derived from at least one monomer selected from acrylamide and methacrylamide);
(C)成分:溶剤、(C) component: solvent,
(D)成分:感光剤、(D) component: photosensitizer,
(a)成分:アルカリ可溶性樹脂、(a) component: alkali-soluble resin,
(b)成分:微粒子、(b) component: fine particles,
(c)成分:溶剤、(c) component: solvent,
(d)成分:感光剤(d) component: photosensitizer
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