TW202337926A - 樹脂組成物、硬化物、積層體、硬化物之製造方法、積層體之製造方法、半導體元件之製造方法及半導體元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠得到耐濕熱性優異的硬化物之樹脂組成物、使上述樹脂組成物硬化而成之硬化物、含有上述硬化物之積層體、硬化物之製造方法、積層體之製造方法、包括積層體之製造方法之半導體元件之製造方法、及包含硬化物或積層體之半導體元件。樹脂組成物包含:聚醯亞胺前驅物,含有由式(1)表示之重複單元;及化合物B,具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與上述芳香族5員環結構縮合之環結構,且上述1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結,上述化合物B的溶解度參數為10~30MPa
1/2。
Description
本發明係有關一種樹脂組成物、硬化物、積層體、硬化物之製造方法、積層體之製造方法、半導體元件之製造方法及半導體元件。
現代在各式各樣的領域中,利用由含有樹脂之樹脂組成物製造之樹脂材料。
例如,聚醯亞胺的耐熱性及絕緣性等優異,因此用於各式各樣的用途。作為上述用途,沒有特別限定,以安裝用半導體元件為例,可舉出絕緣膜或密封件的材料、或作為保護膜的利用。又,還用作可撓性基板的基膜或覆蓋層等。
例如,在上述用途中,聚醯亞胺以含有聚醯亞胺前驅物之樹脂組成物的形態使用。
將這樣的樹脂組成物例如藉由塗布等適用於基材而形成感光膜,然後依據需要進行曝光、顯影、加熱等,藉此能夠在基材上形成硬化物。
聚醯亞胺前驅物例如藉由加熱而環化,在硬化物中成為聚醯亞胺。
由於樹脂組成物能夠藉由公知的塗布方法等適用,因此可以說例如,適用所適用之樹脂組成物時的形狀、大小、適用位置等設計的自由度高等,製造上的適應性優異。除了聚醯亞胺所具有之高性能以外,還從這樣的製造上的適應性優異的觀點而言,愈來愈期待上述樹脂組成物的產業上的應用發展。
例如,在專利文獻1中記載了一種感光性樹脂組成物,其含有(a)特定結構的聚醯亞胺前驅物、(b)藉由照射光化射線而產生自由基之化合物及(c)溶劑。
[專利文獻1]日本特開2019-163463號公報
關於用於得到硬化物的樹脂組成物,期待由該組成物得到之硬化物的耐濕熱性優異。在本發明中,將在高溫高濕環境下硬化物與基材之間不易產生剝離之情況稱為耐濕熱性優異。
本發明的目的為提供一種能夠得到耐濕熱性優異的硬化物之樹脂組成物、使上述樹脂組成物硬化而成之硬化物、含有上述硬化物之積層體、上述硬化物之製造方法、上述積層體之製造方法、包括上述積層體之製造方法之半導體元件之製造方法、及包含上述硬化物或上述積層體之半導體元件。
以下示出本發明的代表性的實施態樣的例子。
<1>一種樹脂組成物,其包含:
聚醯亞胺前驅物,含有由式(1)表示之重複單元;及
化合物B,具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與上述芳香族5員環結構縮合之環結構,且上述1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結,
上述化合物B的溶解度參數為10~30MPa
1/2。
[化學式1]
式(1)中,A
1及A
2分別獨立地為氧原子或-NR
Z-,R
Z為氫原子或1價有機基,R
1及R
2分別獨立地為氫原子或1價有機基,R
1及R
2中的至少1個為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基,X
1為含有苯環結構之4價有機基,Y
1為由下述式(Y-1)表示之2價有機基。
[化學式2]
式(Y-1)中,R
3~R
10分別獨立地為氫原子或1價基,R
3~R
10中的至少1個為烷基、氟原子、三氟甲基或烷氧基,R
5與R
7、R
6與R
8可以鍵結而形成環結構,*分別表示與式(1)中的氮原子的鍵結部位。
[化學式3]
式(R-1)中,R
1表示1價有機基,*表示與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構的鍵結部位。
式(R-2)中,R
2表示氫原子或1價有機基,R
3表示1價有機基,*表示與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構的鍵結部位。
<2>如<1>所述之樹脂組成物,其含有由下述式(B1-1)~(B1-3)中的任一個表示之化合物作為上述化合物B。
[化學式4]
式(B1-1)中,R
1表示氫原子或1價有機基,R
2表示氫原子或1價有機基,R
3表示1價有機基。
式(B1-2)中,R
4表示氫原子或1價有機基,R
5表示1價有機基。
式(B1-3)中,R
6表示1價有機基,R
7表示氫原子或1價有機基,R
8表示氫原子或1價有機基。
<3>如<1>所述之樹脂組成物,其中
上述化合物B含有由下述式(B2-1)~(B2-3)中的任一個表示之化合物。
[化學式5]
式(B2-1)中,R
9表示碳數3以上的1價有機基。
式(B2-2)中,R
10表示碳數6以上的1價有機基。
式(B2-3)中,R
11表示碳數6以上的1價有機基。
<4>如<1>至<3>之任一項所述之樹脂組成物,其中
上述聚醯亞胺前驅物含有式(1)中的上述X
1具有2個以上醚鍵之重複單元作為由式(1)表示之重複單元。
<5>如<1>至<4>之任一項所述之樹脂組成物,其中
上述聚醯亞胺前驅物含有式(1)中的上述X
1具有3個以上苯環結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元。
<6>如<1>至<5>之任一項所述之樹脂組成物,其中
上述聚醯亞胺前驅物含有式(1)中的上述X
1為由下述式(a)或下述式(b)表示之結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元,
[化學式6]
式(a)中,R
a1分別獨立地表示1價基,m1表示0~3的整數,R
a2分別獨立地表示1價基,m2表示0~4的整數,R
a3分別獨立地表示1價基,m3表示0~3的整數,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
式(b)中,R
b1分別獨立地表示1價基,n1表示0~3的整數,R
b2分別獨立地表示1價基,n2表示0~4的整數,R
b3分別獨立地表示1價基,n3表示0~4的整數,R
b4分別獨立地表示1價基,n4表示0~3的整數,J
1及J
2分別獨立地表示氫原子、烷基或三氟甲基,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
<7>如<1>至<6>之任一項所述之樹脂組成物,其中
上述聚醯亞胺前驅物含有式(1)中的上述X
1為由下述式(2a)~式(2d)中的任一個表示之結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元。
[化學式7]
式(2a)~式(2d)中,L
1及L
2分別獨立地為不與各自鍵結之苯環共軛之2價基或單鍵,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
<8>如<1>至<7>之任一項所述之樹脂組成物,其還含有自由基聚合性化合物。
<9>如<1>至<8>之任一項所述之樹脂組成物,其用於形成再配線層用層間絕緣膜。
<10>一種硬化物,其使<1>至<9>之任一項所述之樹脂組成物硬化而成。
<11>一種積層體,其包含2層以上的由<10>所述之硬化物形成之層,且在由上述硬化物形成之層彼此的任意層之間包含金屬層。
<12>一種硬化物之製造方法,其包括將<1>至<9>之任一項所述之樹脂組成物適用於基板上來形成膜之膜形成步驟。
<13>如<12>所述之硬化物之製造方法,其包括選擇性地對上述膜進行曝光之曝光步驟及使用顯影液對上述膜進行顯影而形成圖案之顯影步驟。
<14>如<12>或<13>所述之硬化物之製造方法,其包括在50~450℃對上述膜進行加熱之加熱步驟。
<15>一種積層體之製造方法,其包括<12>至<14>之任一項所述之硬化物之製造方法。
<16>一種半導體元件之製造方法,其包括<12>至<14>之任一項所述之硬化物之製造方法或<15>所述之積層體之製造方法。
<17>一種半導體元件,其包含<10>所述之硬化物或<11>所述之積層體。
[發明效果]
依據本發明,提供一種能夠得到耐濕熱性優異的硬化物之樹脂組成物、使上述樹脂組成物硬化而成之硬化物、含有上述硬化物之積層體、上述硬化物之製造方法、上述積層體之製造方法、包括上述積層體之製造方法之半導體元件之製造方法、及包含上述硬化物或上述積層體之半導體元件。
以下,對本發明的主要實施形態進行說明。然而,本發明並不限定於所明示之實施形態。
在本說明書中,使用“~”這一記號表示之數值範圍係指將記載於“~”前後之數值分別作為下限值及上限值而包含之範圍。
在本說明書中,“步驟”這一術語係指不僅包含獨立的步驟,而且只要能夠實現該步驟的預期作用,則亦包括無法與其他步驟明確區分之步驟。
在本說明書中的基(原子團)的標記中,未標有經取代及未經取代之標記包含不具有取代基之基(原子團),並且亦包含具有取代基之基(原子團)。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),亦包含具有取代基之烷基(取代烷基)。
在本說明書中,只要沒有特別說明,“曝光”不僅包含使用了光之曝光,亦包含使用了電子束、離子束等粒子束之曝光。又,作為曝光中所使用之光,可舉出水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X射線、電子束等光化射線或放射線。
在本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”這兩者或其中任一者,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”這兩者或其中任一者,“(甲基)丙烯醯基”表示“丙烯醯基”及“甲基丙烯醯基”這兩者或其中任一者。
在本說明書中,結構式中的Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基,Ph表示苯基。
在本說明書中,總固體成分係指從組成物的總成分中去除溶劑之成分的總質量。又,在本說明書中,固體成分濃度為除了溶劑以外的其他成分相對於組成物的總質量的質量百分率。
在本說明書中,只要沒有特別說明,重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)為使用凝膠滲透層析法(GPC)法測量之值,定義為聚苯乙烯換算值。在本說明書中,重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)例如能夠藉由使用HLC-8220GPC(TOSOH CORPORATION製造),並作為柱串聯連接使用保護柱HZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000及TSKgel Super HZ2000(以上,TOSOH CORPORATION製造)而求出。又,只要沒有特別說明,該等分子量使用THF(四氫呋喃)作為洗提液來測量。但是,在溶解性低的情況等THF不適合作為洗提液之情況下,亦能夠使用NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮)。又,只要沒有特別說明,在GPC測量中的檢測中使用UV線(紫外線)的波長254nm檢測器。
在本說明書中,關於構成積層體之各層的位置關係,記載為“上”或“下”時,在所關注之複數層中成為基準之層的上側或下側存在其他層即可。亦即,可以在成為基準之層與上述其他層之間進而夾有第3層或要件,且成為基準之層不需要與上述其他層相接。只要沒有特別說明,將層堆疊在基材上之方向稱為“上”或在存在樹脂組成物層之情況下,將從基材朝向樹脂組成物層之方向稱為“上”,並將其相反方向稱為“下”。
另外,這樣的上下方向的設定係為了方便對本說明書進行說明,而在實際態樣中,本說明書中的“上”方向亦能夠與垂直向上方向不同。
在本說明書中,只要沒有特別說明,組成物可以含有對應於該成分之2種以上的化合物作為組成物中含有之各成分。又,只要沒有特別說明,組成物中的各成分的含量表示對應於該成分之所有化合物的合計含量。
在本說明書中,只要沒有特別說明,溫度為23℃,氣壓為101,325Pa(1個大氣壓),相對濕度為50%RH。
在本說明書中,較佳的態樣的組合為更佳的態樣。
(樹脂組成物)
本發明的樹脂組成物包含:聚醯亞胺前驅物,含有由式(1)表示之重複單元;及化合物B,具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與上述芳香族5員環結構縮合之環結構,且上述1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結,上述化合物B的溶解度參數為10~30MPa
1/2。
[化學式8]
式(1)中,A
1及A
2分別獨立地為氧原子或-NR
Z-,R
Z為氫原子或1價有機基,R
1及R
2分別獨立地為氫原子或1價有機基,R
1及R
2中的至少1個為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基,X
1為具有苯環結構之4價有機基,Y
1為由下述式(Y-1)表示之2價有機基。
[化學式9]
式(Y-1)中,R
3~R
10分別獨立地為氫原子或1價基,R
3~R
10中的至少1個為烷基、氟原子、三氟甲基或烷氧基,R
5與R
7、R
6與R
8可以鍵結而形成環結構,*分別表示與式(1)中的氮原子的鍵結部位。
[化學式10]
式(R-1)中,R
1表示1價有機基,*表示與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構的鍵結部位。
式(R-2)中,R
2表示氫原子或1價有機基,R
3表示1價有機基,*表示與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構的鍵結部位。
本發明的樹脂組成物用於形成供於曝光及顯影之感光膜為較佳,用於形成供於曝光及使用含有有機溶劑之顯影液之顯影之膜為更佳。
本發明的樹脂組成物例如能夠用於形成半導體元件的絕緣膜、再配線層用層間絕緣膜、應力緩衝膜等,用於形成再配線層用層間絕緣膜為較佳。
尤其,將本發明的樹脂組成物用於形成再配線層用層間絕緣膜亦為本發明的較佳的態樣之一。
又,本發明的樹脂組成物用於形成供於負型顯影之感光膜為較佳。
在本發明中,負型顯影係指在曝光及顯影中藉由顯影去除非曝光部之顯影,正型顯影係指藉由顯影去除曝光部之顯影。
作為上述曝光的方法、上述顯影液、及上述顯影的方法,例如可使用在後述的硬化物之製造方法的說明中的曝光步驟中說明之曝光方法、在顯影步驟中說明之顯影液及顯影方法。
依據本發明的樹脂組成物,能夠得到耐濕熱性優異的硬化膜。
能夠得到上述效果之機制尚不明確,但推測如下。
本發明的聚醯亞胺前驅物具有由式(1)表示之重複單元。
這樣的樹脂剛直且楊氏係數高,但Y
1、及R
1或R
2中的含有乙烯性不飽和鍵之結構等具有疏水性,尤其在高溫高濕下與金屬基材的密接性的觀點上,具有改良的空間。
藉由本發明人等的研究得知,對於樹脂組成物使用下述化合物B,藉此所得到之硬化物的耐濕熱性提高,該化合物B具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與上述芳香族5員環結構縮合之環結構,且上述1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結且溶解度參數為10~30MPa
1/2。
認為由於化合物B具有上述芳香族5員環結構,因此容易吸附於金屬基材的表面。在此,推測藉由化合物B的溶解度參數為10~30MPa
1/2,與溶解度參數大於30MPa
1/2之化合物相比,化合物B的親水性低,水對硬化物的浸透受到抑制,因此所得到之硬化物的耐濕熱性提高。
又,認為由於化合物B中的由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基具有氫鍵性,因此容易與基板相互作用,利用由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基本身的疏水性,亦能夠抑制水的浸透。
在此,在專利文獻1中未記載包含含有由式(1)表示之重複單元之聚醯亞胺前驅物及化合物B之樹脂組成物。
以下,對本發明的樹脂組成物中含有之成分詳細地進行說明。
<聚醯亞胺前驅物>
本發明的樹脂組成物包含含有由式(1)表示之重複單元之聚醯亞胺前驅物(以下,亦稱為“特定樹脂”。)。
[化學式11]
式(1)中,A
1及A
2分別獨立地為氧原子或-NR
Z-,R
Z為氫原子或1價有機基,R
1及R
2分別獨立地為氫原子或1價有機基,R
1及R
2中的至少1個為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基,X
1為具有苯環結構之4價有機基,Y
1為由下述式(Y-1)表示之2價有機基。
[化學式12]
式(Y-1)中,R
3~R
10分別獨立地為氫原子或1價基,R
3~R
10中的至少1個為烷基、氟原子、三氟甲基或烷氧基,R
5與R
7、R
6與R
8可以鍵結而形成環結構,*分別表示與式(1)中的氮原子的鍵結部位。
〔A
1及A
2〕
式(1)中的A
1及A
2分別獨立地表示氧原子或-NR
Z-,氧原子為較佳。
R
Z表示氫原子或1價有機基,氫原子為較佳。
作為R
Z為1價有機基時的R
Z,可舉出烴基等。
在A
1為-NR
Z-之情況下,R
Z可以與R
1鍵結而形成環結構。作為所形成之環結構,可舉出烴環,脂肪族烴環為較佳,飽和脂肪族烴環為更佳。又,上述環結構為5員環或6員環為較佳。
在A
2為-NR
Z-之情況下,R
Z可以與R
2鍵結而形成環結構。所形成之環結構的較佳的態樣與上述藉由R
Z與R
1的鍵結形成之環結構的較佳的態樣相同。
〔R
1及R
2〕
式(1)中,R
1及R
2分別獨立地為氫原子或1價有機基,R
1及R
2中的至少1個為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基。
R
1及R
2這兩者為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
作為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基,可舉出乙烯基、烯丙基、異烯丙基、2-甲基烯丙基、具有與乙烯基直接鍵結之芳香環之基(例如,乙烯基苯基等)、(甲基)丙烯醯胺基、具有(甲基)丙烯醯氧基之基或具有由下述式(III)表示之基之基為較佳,具有由下述式(III)表示之基之基為更佳。又,具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基為由下述式(III)表示之基之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
[化學式13]
在式(III)中,R
200表示氫原子、甲基、乙基或羥甲基,氫原子或甲基為較佳。
在式(III)中,*表示與其他結構的鍵結部位。
在式(III)中,R
201表示碳數2~12的伸烷基、-CH
2CH(OH)CH
2-、伸環烷基或聚伸烷氧基,伸烷基為較佳。
作為較佳的R
201的例子,可舉出伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、八亞甲基、十二亞甲基等伸烷基、1,2-丁二基、1,3-丁二基、-CH
2CH(OH)CH
2-、聚伸烷氧基,伸乙基、伸丙基等伸烷基、-CH
2CH(OH)CH
2-、環己基、聚伸烷氧基為更佳,伸乙基、伸丙基等伸烷基、或聚伸烷氧基為進一步較佳。
在本發明中,聚伸烷氧基係指2個以上的伸烷氧基直接鍵結而成之基。聚伸烷氧基中含有之複數個伸烷氧基中的伸烷基分別可以相同,亦可以不同。
在聚伸烷氧基含有伸烷基不同的複數種伸烷氧基之情況下,聚伸烷氧基中的伸烷氧基的排列可以為無規的排列,亦可以為具有嵌段之排列,還可以為具有交替等圖案之排列。
上述伸烷基的碳數(在伸烷基具有取代基之情況下,包括取代基的碳數)為2以上為較佳,2~10為更佳,2~6為更佳,2~5為進一步較佳,2~4為進一步較佳,2或3為更進一步較佳,2為特佳。
又,上述伸烷基可以具有取代基。作為較佳的取代基,可舉出烷基、芳基、鹵素原子等。
又,聚伸烷氧基中含有之伸烷氧基的數量(聚伸烷氧基的重複數)為2~20為較佳,2~10為更佳,2~6為進一步較佳。
作為聚伸烷氧基,從溶劑溶解性及耐溶劑性的觀點而言,聚乙烯氧基、聚丙烯氧基、聚三亞甲基氧基、聚四亞甲基氧基、或複數個乙烯氧基與複數個丙烯氧基鍵結而成之基為較佳,聚乙烯氧基或聚丙烯氧基為更佳,聚乙烯氧基為進一步較佳。在上述複數個乙烯氧基與複數個丙烯氧基鍵結而成之基中,乙烯氧基與丙烯氧基可以無規地排列,亦可以形成嵌段而排列,還可以以交替等圖案狀排列。該等基中的乙烯氧基等的重複數的較佳的態樣如上所述。
在式(1)中,在R
1為氫原子之情況下,或在R
2為氫原子之情況下,特定樹脂可以與具有乙烯性不飽和鍵之三級胺化合物形成共軛鹼。作為這樣的具有乙烯性不飽和鍵之三級胺化合物的例子,可舉出N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯酸酯。
在式(1)中,R
1及R
2中的一個可以為不具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基。
作為不具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基,烴基、雜環基、或由烴基及雜環基中的至少一者和-O-、-C(=O)-、-S-、-SO
2-或-NR
N-的組合表示之基為較佳,烴基或由烴基和-O-的組合表示之基為更佳,烷基、芳香族烴基或聚伸烷氧基為更佳。上述R
N表示氫原子或1價有機基,氫原子、烴基或芳香族基為較佳,氫原子或烷基為更佳,氫原子為進一步較佳。
在本說明書中,在僅記載為烷基之情況下,烷基包含直鏈烷基、支鏈烷基、環狀烷基這三種。在伸烷基、脂肪族烴基等中亦相同。
〔X
1〕
式(1)中,X
1為具有苯環結構之4價有機基。
X
1中含有之苯環結構可以以單環存在,亦可以與例如其他苯環結構或其他雜環結構形成複合環(例如,縮合環)而存在。
又,X
1中含有之苯環結構的數量為1~6為較佳,1~4為更佳。
特定樹脂含有式(1)中的上述X
1具有3個以上苯環結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元亦較佳。在上述態樣中,苯環結構的數量為3~6為較佳,3~5為更佳,3或4為進一步較佳。
又,苯環結構可以具有公知的取代基。作為取代基,例如可舉出烷基、鹵素原子、氫原子經鹵素原子取代之烷基等。
又,上述苯環結構存在於樹脂的主鏈上為較佳。
在本發明中,“主鏈”表示在樹脂分子中相對最長的鍵結鏈,“側鏈”係指除此以外的鍵結鏈。又,在本發明中,某一結構存在於主鏈上係指主鏈藉由某一結構連結,若去除某一結構,則主鏈被分割。
特定樹脂含有式(1)中的上述X
1具有2個以上醚鍵之重複單元作為由式(1)表示之重複單元亦較佳。
在此,醚鍵為由*-O-*表示之2價鍵,2個*均與烴基鍵結。
X
1中的2個以上的醚鍵各自的兩端與苯環結構直接鍵結之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
在本發明中,A與B直接鍵結係指A與B在A與B之間不含有連結基而鍵結。
Z
1中的醚鍵的數量為2~6為較佳,2~4為更佳,2或3為進一步較佳,2為特佳。
上述2個醚鍵各自的兩端只要為烴基即可,均為苯環結構亦為本發明的較佳的態樣之一。
又,上述醚鍵存在於樹脂的主鏈上為較佳。
其中,特定樹脂含有式(1)中的上述X
1具有3個以上苯環結構且具有2個以上醚鍵之重複單元作為由式(1)表示之重複單元亦較佳。
特定樹脂含有式(1)中的上述X
1為由下述式(a)或下述式(b)表示之結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元為較佳。
[化學式14]
式(a)中,R
a1分別獨立地表示1價基,m1表示0~3的整數,R
a2分別獨立地表示1價基,m2表示0~4的整數,R
a3分別獨立地表示1價基,m3表示0~3的整數,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
式(b)中,R
b1分別獨立地表示1價基,n1表示0~3的整數,R
b2分別獨立地表示1價基,n2表示0~4的整數,R
b3分別獨立地表示1價基,n3表示0~4的整數,R
b4分別獨立地表示1價基,n4表示0~3的整數,J
1及J
2分別獨立地表示氫原子、烷基或三氟甲基,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
式(a)中,R
a1為鹵素原子、脂肪族烴基或芳香族基為較佳。上述脂肪族烴基或芳香族基中的氫原子可以進一步經鹵素原子等取代。
式(a)中,m1表示0~3的整數,0~2為較佳,0或1為更佳。又,m1為0之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
式(a)中,R
a2及R
a3的較佳的態樣與R
a1的較佳的態樣相同。
式(a)中,m2為0~2為較佳,0或1為更佳。又,m2為0之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
式(a)中,m3的較佳的態樣與m1的較佳的態樣相同。
式(a)中,*1或*2中的一個與鍵結於式(1)中的A
1之羰基鍵結,另一個與鍵結於除了由式(1)表示之重複單元以外的結構之羰基鍵結,*3或*4中的一個與鍵結於式(1)中的A
2之羰基鍵結,另一個與鍵結於式(1)中記載之NH之羰基鍵結為較佳。
式(b)中,R
b1為鹵素原子、脂肪族烴基或芳香族基為較佳。上述脂肪族烴基或芳香族基中的氫原子可以進一步經鹵素原子等取代。
式(b)中,n1表示0~3的整數,0~2為較佳,0或1為更佳。又,n1為0之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
式(b)中,R
b2、R
b3及R
b4的較佳的態樣與R
b1的較佳的態樣相同。
式(b)中,n2為0~2為較佳,0或1為更佳。又,n2為0之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
式(b)中,n3的較佳的態樣與n2的較佳的態樣相同。
式(b)中,n4的較佳的態樣與n1的較佳的態樣相同。
式(b)中,J
1及J
2分別獨立地表示氫原子、烷基或三氟甲基,氫原子、甲基或三氟甲基為較佳。
式(b)中,*1或*2中的一個與鍵結於式(1)中的A
1之羰基鍵結,另一個與鍵結於除了由式(1)表示之重複單元以外的結構之羰基鍵結,*3或*4中的一個與鍵結於式(1)中的A
2之羰基鍵結,另一個與鍵結於式(1)中記載之NH之羰基鍵結為較佳。
特定樹脂含有式(1)中的上述X
1為由下述式(2a)~式(2d)中的任一個表示之結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元之態樣亦較佳。
在此,從斷裂伸長率及楊氏係數的觀點而言,特定樹脂含有式(1)中的上述X
1為由上述式(a)或式(b)表示之結構之重複單元和式(1)中的上述X
1為由下述式(2a)~式(2d)中的任一個表示之結構之重複單元作為由式(1)表示之重複單元亦較佳。
[化學式15]
式(2a)~式(2d)中,L
1及L
2分別獨立地為不與各自鍵結之苯環共軛之2價基或單鍵,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
式(2c)中,L
1及L
2分別獨立地為-C(R
C)
2-、-Si(R
S)
2-、-O-或單鍵為較佳,-C(R
C)
2-、-Si(R
S)
2-或-O-為更佳。L
1及L
2中的至少一個為-C(R
C)
2-或-Si(R
S)
2-為較佳。
R
C分別獨立地為氫原子或烴基,烷基為較佳,碳數1~4的烷基為更佳,甲基為進一步較佳。又,2個R
C亦可以鍵結而形成環結構。
R
S分別獨立地為烴基,烷基為較佳,碳數1~4的烷基為更佳,甲基為進一步較佳。
式(2a)~式(2d)中,*1或*2中的一個與鍵結於式(1)中的A
1之羰基鍵結,另一個與鍵結於除了由式(1)表示之重複單元以外的結構之羰基鍵結,*3或*4中的一個與鍵結於式(1)中的A
2之羰基鍵結,另一個與鍵結於式(1)中記載之NH之羰基鍵結為較佳。
又,2個R
S亦可以鍵結而形成環結構。
又,式(2a)~式(2d)中記載之環結構中的氫原子亦可以經公知的取代基取代。作為取代基,例如可舉出烷基、鹵素原子、氫原子經鹵素原子取代之烷基等。
作為由式(2a)~式(2d)表示之基的具體例,可舉出下述結構,本發明並不限定於此。下述結構中,*1~*4分別與式(2a)~式(2d)中的*1~*4同義。
[化學式16]
〔Y
1〕
Y
1為由式(Y-1)表示之2價有機基。
式(Y-1)中,R
3~R
10中的至少1個為烷基、氟原子、三氟甲基或烷氧基,從耐濕熱性的觀點而言,氟原子或三氟甲基為較佳。
式(Y-1)中,R
3~R
10中的至少2個為烷基、氟原子或三氟甲基為較佳。
作為上述烷基,碳數1~4的烷基為較佳,甲基為更佳。
作為上述烷氧基,碳數1~4的烷氧基為較佳,甲氧基為更佳。
又,式(Y-1)中,R
6與R
8、R
7與R
9亦可以鍵結而形成環結構。作為所形成之環結構,沒有特別限定,烴環為較佳。又,所形成之環結構為5員環結構或6員環結構為較佳,5員環結構為更佳。
Y
1為由式(Y-2)表示之2價有機基亦較佳。
[化學式17]
式(Y-2)中,R
5及R
8分別獨立地為烷基、氟原子或三氟甲基,*分別表示與式(1)中的氮原子的鍵結部位。
式(Y-2)中,從耐濕熱性的觀點而言,R
5及R
8分別獨立地為氟原子或三氟甲基為較佳。
作為R
5及R
8中的烷基,碳數1~4的烷基為較佳,甲基為更佳。
作為由式(Y-1)表示之2價有機基的具體例,例如可舉出由下述式表示之結構,但本發明並不限定於該等。下述式中,*與式(Y-1)中的*同義。
[化學式18]
特定樹脂還可以含有由下述式(2)表示之重複單元作為與由上述式(1)表示之重複單元不同的重複單元。亦即,設為對應於由式(1)表示之重複單元之重複單元不對應於由下述式(2)表示之重複單元。
[化學式19]
式(2)中,A
1及A
2分別獨立地表示氧原子或-NR
z-,R
111表示2價有機基,R
115表示4價有機基,R
113及R
114分別獨立地表示氫原子或1價有機基,R
z表示氫原子或1價有機基。
式(2)中的A
1及A
2分別獨立地表示氧原子或-NR
z-,氧原子為較佳。
R
z表示氫原子或1價有機基,氫原子為較佳。
式(2)中的R
111表示2價有機基。作為2價有機基,可例示含有直鏈或支鏈的脂肪族基、環狀的脂肪族基及芳香族基之基,碳數2~20的直鏈或支鏈的脂肪族基、碳數3~20的環狀的脂肪族基、碳數3~20的芳香族基或由它們的組合組成的基為較佳,含有碳數6~20的芳香族基之基為更佳。上述直鏈或支鏈的脂肪族基的鏈中的烴基可以經含有雜原子之基取代,上述環狀的脂肪族基及芳香族基的環員的烴基可以經含有雜原子之基取代。作為式(2)中的R
111的例子,可舉出由-Ar-及-Ar-L-Ar-表示之基,由-Ar-L-Ar-表示之基為較佳。其中,Ar分別獨立地為芳香族基,L為單鍵或可以經氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO
2-或-NHCO-、或由上述2個以上的組合組成的基。該等的較佳的範圍如上所述。
R
111由二胺衍生為較佳。作為在特定樹脂的製造中所使用之二胺,可舉出直鏈或支鏈脂肪族、環狀脂肪族或芳香族二胺等。二胺可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。
具體而言,R
111為包含碳數2~20的直鏈或支鏈脂肪族基、碳數3~20的環狀脂肪族基、碳數3~20的芳香族基或由該等組合組成的基之二胺為較佳,包含碳數6~20的芳香族基之二胺為更佳。上述直鏈或支鏈的脂肪族基的鏈中的烴基可以經含有雜原子之基取代,上述環狀的脂肪族基及芳香族基的環員的烴基可以經含有雜原子之基取代。作為含有芳香族基之基的例子,可舉出下述芳香族基。
[化學式20]
式中,A表示單鍵或2價連結基,單鍵或選自可以經氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-C(=O)-、-S-、-SO
2-、-NHCO-或它們的組合中之基為較佳,單鍵或選自可以經氟原子取代之碳數1~3的伸烷基、-O-、-C(=O)-、-S-或-SO
2-中之基為更佳,-CH
2-、-O-、-S-、-SO
2-、-C(CF
3)
2-或-C(CH
3)
2-為進一步較佳。
式中,*表示與其他結構的鍵結部位。
作為二胺,具體而言,可舉出選自1,2-二胺基乙烷、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷或1,6-二胺基己烷;
1,2-二胺基環戊烷或1,3-二胺基環戊烷、1,2-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷或1,4-二胺基環己烷、1,2-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷或1,4-雙(胺基甲基)環己烷、雙-(4-胺基環己基)甲烷、雙-(3-胺基環己基)甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基環己基甲烷及異佛爾酮二胺;
間苯二胺或對苯二胺、二胺基甲苯、4,4’-二胺基聯苯或3,3’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基二苯醚、3,3-二胺基二苯醚、4,4’-二胺基二苯基甲烷或3,3’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯碸或3,3’-二胺基二苯碸、4,4’-二胺基二苯硫醚或3,3’-二胺基二苯硫醚、4,4’-二胺基二苯甲酮或3,3’-二胺基二苯甲酮、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二甲氧基-4,4’-二胺基聯苯、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-羥基-4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-羥基-4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(4-胺基-3-羥基苯基)碸、4,4’-二胺基對聯三苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(2-胺基苯氧基)苯基]碸、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、9,10-雙(4-胺基苯基)蒽、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基二苯碸、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯基)苯、3,3’-二乙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基八氟聯苯、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、9,9-雙(4-胺基苯基)-10-氫蒽、3,3’,4,4’-四胺基聯苯、3,3’,4,4’-四胺基二苯醚、1,4-二胺基蒽醌、1,5-二胺基蒽醌、3,3-二羥基-4,4’-二胺基聯苯、9,9’-雙(4-胺基苯基)茀、4,4’-二甲基-3,3’-二胺基二苯碸、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、2,4-二胺基異丙苯及2,5-二胺基異丙苯、2,5-二甲基對苯二胺、乙醯胍胺、2,3,5,6-四甲基對苯二胺、2,4,6-三甲基-間苯二胺、雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、雙(對胺基苯基)八甲基五矽氧烷、2,7-二胺基茀、2,5-二胺基吡啶、1,2-雙(4-胺基苯基)乙烷、二胺基苯甲醯苯胺、二胺基苯甲酸的酯、1,5-二胺基萘、二胺基三氟甲苯、1,3-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、1,4-雙(4-胺基苯基)八氟丁烷、1,5-雙(4-胺基苯基)十氟戊烷、1,7-雙(4-胺基苯基)十四氟庚烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(2-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)-3,5-二甲基苯基]六氟丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)-3,5-雙(三氟甲基)苯基]六氟丙烷、對雙(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(4-胺基-3-三氟甲基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)二苯碸、4,4’-雙(3-胺基-5-三氟甲基苯氧基)二苯碸、2,2-雙[4-(4-胺基-3-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯、2,2’,5,5’,6,6’-六氟聯甲苯胺及4,4’-二胺基四聯苯中之至少1種二胺。
又,國際公開第2017/038598號的0030~0031段中記載之二胺(DA-1)~(DA-18)亦較佳。
又,亦能夠較佳地使用國際公開第2017/038598號的0032~0034段中記載之在主鏈中具有2個以上的伸烷基二醇單元之二胺。
從所得到之有機膜的柔軟性的觀點而言,R
111由-Ar-L-Ar-表示為較佳。其中,Ar分別獨立地為芳香族基,L為可以經氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO
2-或-NHCO-、或由上述2個以上的組合組成的基。Ar為伸苯基為較佳,L為可以經氟原子取代之碳數1或2的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-或-SO
2-為較佳。此處的脂肪族烴基為伸烷基為較佳。
又,從i射線透過率的觀點而言,R
111為由下述式(51)或式(61)表示之2價有機基為較佳。尤其,從i射線透過率、容易獲得的觀點而言,由式(61)表示之2價有機基為更佳。
式(51)
[化學式21]
式(51)中,R
50~R
57分別獨立地為氫原子、氟原子或1價有機基,R
50~R
57的至少1個為氟原子、甲基或三氟甲基,*分別獨立地表示與式(2)中的氮原子的鍵結部位。
作為R
50~R
57的1價有機基,可舉出碳數1~10(較佳為碳數1~6)的未經取代的烷基、碳數1~10(較佳為碳數1~6)的氟化烷基等。
[化學式22]
式(61)中,R
58及R
59分別獨立地為氟原子、甲基或三氟甲基,*分別獨立地表示與式(2)中的氮原子的鍵結部位。
作為賦予式(51)或式(61)的結構之二胺,可舉出2,2’-二甲基聯苯胺、2,2’-雙(三氟甲基)-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-雙(氟)-4,4’-二胺基聯苯、4,4’-二胺基八氟聯苯等。該等可以使用1種或組合2種以上使用。
式(2)中的R
115表示4價有機基。作為4價有機基,含有芳香環之4價有機基為較佳,由下述式(5)或式(6)表示之基為更佳。
式(5)或式(6)中,*分別獨立地表示與其他結構的鍵結部位。
[化學式23]
式(5)中,R
112為單鍵或2價連結基,單鍵或選自可以經氟原子取代之碳數1~10的脂肪族烴基、-O-、-CO-、-S-、-SO
2-及-NHCO-、以及它們的組合中之基為較佳,單鍵或選自可以經氟原子取代之碳數1~3的伸烷基、-O-、-CO-、-S-及-SO
2-中之基為更佳,選自由-CH
2-、-C(CF
3)
2-、-C(CH
3)
2-、-O-、-CO-、-S-及-SO
2-組成的群組中之2價基為進一步較佳。
具體而言,R
115可舉出從四羧酸二酐去除酸酐基後殘留之四羧酸殘基等。特定樹脂作為對應於R
115之結構,可以僅含有1種四羧酸二酐殘基,亦可以含有2種以上。
四羧酸二酐由下述式(O)表示為較佳。
[化學式24]
式(O)中,R
115表示4價有機基。R
115與式(2)中的R
115同義,較佳的範圍亦相同。
作為四羧酸二酐的具體例,可舉出均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯硫醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基甲烷四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基甲烷四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4’-氧二鄰苯二甲酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,7-萘四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、1,3-二苯基六氟丙烷-3,3,4,4-四羧酸二酐、1,4,5,6-萘四羧酸二酐、2,2’,3,3’-二苯基四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、1,2,4,5-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、1,8,9,10-菲四羧酸二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、1,1-雙(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐、以及它們的碳數1~6的烷基衍生物及碳數1~6的烷氧基衍生物。
又,作為較佳的例子還可舉出國際公開第2017/038598號的0038段中記載之四羧酸二酐(DAA-1)~(DAA-5)。
在式(2)中,R
111和R
115中的至少一個亦能夠具有OH基。更具體而言,作為R
111,可舉出雙胺基苯酚衍生物的殘基。
式(2)中的R
113及R
114分別獨立地表示氫原子或1價有機基。作為1價有機基,含有直鏈或支鏈的烷基、環狀烷基、芳香族基或聚伸烷氧基為較佳。又,R
113及R
114中的至少一個含有聚合性基為較佳,兩者含有聚合性基為更佳。R
113及R
114中的至少一個含有2個以上的聚合性基亦較佳。作為聚合性基,為能夠藉由熱、自由基等的作用進行交聯反應之基,自由基聚合性基為較佳。作為聚合性基的具體例,可舉出具有乙烯性不飽和鍵之基、烷氧基甲基、羥甲基、醯氧基甲基、環氧基、氧雜環丁烷基(oxetanyl group)、苯并㗁唑基、嵌段異氰酸酯基、胺基。作為特定樹脂所具有之自由基聚合性基,具有乙烯性不飽和鍵之基為較佳。
作為具有乙烯性不飽和鍵之基,可舉出乙烯基、烯丙基、異烯丙基、2-甲基烯丙基、具有與乙烯基直接鍵結之芳香環之基(例如,乙烯基苯基等)、(甲基)丙烯醯胺基、(甲基)丙烯醯氧基、由上述式(III)表示之基等,由上述式(III)表示之基為較佳。
在式(2)中,在R
113為氫原子之情況下,或在R
114為氫原子之情況下,特定樹脂可以與具有乙烯性不飽和鍵之三級胺化合物形成共軛鹼。作為這樣的具有乙烯性不飽和鍵之三級胺化合物的例子,可舉出N,N-二甲基胺基丙基甲基丙烯酸酯。
特定樹脂在結構中具有氟原子亦較佳。聚醯亞胺前驅物中的氟原子含量為10質量%以上為較佳,並且20質量%以下為較佳。
又,以提高與基板的密接性為目的,特定樹脂可以與具有矽氧烷結構之脂肪族基共聚。具體而言,作為二胺,可舉出使用雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷、雙(對胺基苯基)八甲基五矽氧烷等之態樣。
由式(2)表示之重複單元為由式(2-A)表示之重複單元為較佳。亦即,本發明中使用之特定樹脂的至少1種為具有由式(2-A)表示之重複單元之前驅物為較佳。藉由特定樹脂含有由式(2-A)表示之重複單元,能夠進一步擴大曝光寬容度的寬度。
式(2-A)
[化學式25]
式(2-A)中,A
1及A
2表示氧原子,R
111及R
112分別獨立地表示2價有機基,R
113及R
114分別獨立地表示氫原子或1價有機基,R
113及R
114中的至少一個為含有聚合性基之基,兩者為含有聚合性基之基為較佳。
A
1、A
2、R
111、R
113及R
114分別獨立地與式(2)中的A
1、A
2、R
111、R
113及R
114同義,較佳的範圍亦相同。R
112與式(5)中的R
112同義,較佳的範圍亦相同。
特定樹脂可以含有1種由式(2)表示之重複單元,亦可以含有2種以上。又,可以含有由式(2)表示之重複單元的結構異構物。除了上述式(2)的重複單元以外,特定樹脂還可以含有其他種類的重複單元。
特定樹脂還可以含有與由式(1)~(2)表示之重複單元不同的其他重複單元。
作為其他重複單元,例如可舉出由下述式(PAI-2)表示之重複單元。
[化學式26]
式(PAI-2)中,R
117表示3價有機基,R
111表示2價有機基,A
2表示氧原子或-NH-,R
113表示氫原子或1價有機基。
式(PAI-2)中,R
117可例示直鏈狀或支鏈狀的脂肪族基、環狀的脂肪族基、及芳香族基、雜芳香族基、或藉由單鍵或連結基將它們連結2個以上而成之基,碳數2~20的直鏈的脂肪族基、碳數3~20的支鏈的脂肪族基、碳數3~20的環狀的脂肪族基、碳數6~20的芳香族基、或藉由單鍵或連結基將它們組合2個以上而成之基為較佳,碳數6~20的芳香族基、或藉由單鍵或連結基將碳數6~20的芳香族基組合2個以上而成之基為更佳。
作為上述連結基,-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)
2-、伸烷基、鹵化伸烷基、伸芳基、或將它們鍵結2個以上之連結基為較佳,-O-、-S-、伸烷基、鹵化伸烷基、伸芳基、或將它們鍵結2個以上之連結基為更佳。
作為上述伸烷基,碳數1~20的伸烷基為較佳,碳數1~10的伸烷基為更佳,碳數1~4的伸烷基為進一步較佳。
作為上述鹵化伸烷基,碳數1~20的鹵化伸烷基為較佳,碳數1~10的鹵化伸烷基為更佳,碳數1~4的鹵化伸烷基為更佳。又,作為上述鹵化伸烷基中的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,氟原子為較佳。上述鹵化伸烷基可以具有氫原子,亦可以全部氫原子經鹵素原子取代,全部氫原子經鹵素原子取代為較佳。作為較佳的鹵化伸烷基的例子,可舉出(二三氟甲基)亞甲基等。
作為上述伸芳基,伸苯基或伸萘基為較佳,伸苯基為更佳,1,3-伸苯基或1,4-伸苯基為進一步較佳。
又,R
117由至少1個羧基可以被鹵化之三羧酸化合物衍生為較佳。作為上述鹵化,氯化為較佳。
在本發明中,將具有3個羧基之化合物稱為三羧酸化合物。
上述三羧酸化合物的3個羧基中的2個羧基可以被酸酐化。
作為聚醯胺醯亞胺前驅物的製造中使用之可以被鹵化之三羧酸化合物,可舉出支鏈狀的脂肪族、環狀的脂肪族或芳香族的三羧酸化合物等。
該等三羧酸化合物可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。
具體而言,作為三羧酸化合物,含有碳數2~20的直鏈的脂肪族基、碳數3~20的支鏈的脂肪族基、碳數3~20的環狀的脂肪族基、碳數6~20的芳香族基、或藉由單鍵或連結基將它們組合2個以上而成之基之三羧酸化合物為較佳,含有碳數6~20的芳香族基、或藉由單鍵或連結基將碳數6~20的芳香族基組合2個以上而成之基之三羧酸化合物為更佳。
又,作為三羧酸化合物的具體例,可舉出1,2,3-丙烷三羧酸、1,3,5-戊烷三羧酸、檸檬酸、1,2,4-苯三甲酸、2,3,6-萘三羧酸、鄰苯二甲酸(或鄰苯二甲酸酐)與苯甲酸藉由單鍵、-O-、-CH
2-、-C(CH
3)
2-、-C(CF
3)
2-、-SO
2-或伸苯基連結而成之化合物等。
該等化合物可以為2個羧基被酸酐化之化合物(例如,1,2,4-苯三甲酸酐),亦可以為至少1個羧基被鹵化之化合物(例如,1,2,4-苯三甲酸酐氯化物)。
式(PAI-2)中,R
111、A
2、R
113分別與上述式(2)中的R
111、A
2、R
113同義,較佳的態樣亦相同。
作為特定樹脂的一實施形態,可舉出由式(1)表示之重複單元的含量為全部重複單元的50莫耳%以上之態樣。上述合計含量為70莫耳%以上為更佳,90莫耳%以上為進一步較佳,大於90莫耳%為特佳。上述合計含量的上限沒有特別限定,除了末端以外的特定樹脂中的所有重複單元可以為由式(1)表示之重複單元。
在特定樹脂含有由式(1)表示之、X
1具有2個以上醚鍵之重複單元(重複單元1)、及由式(1)表示之、X
1為由式(2a)~式(2d)中的任一個表示之結構之重複單元(重複單元2)之情況下,相對於重複單元1及重複單元2的合計含有莫耳量,重複單元1的含量為5~50莫耳%為較佳,10~40莫耳%為更佳。
特定樹脂的重量平均分子量(Mw)為5,000~200,000為較佳,10,000~150,000為更佳,30,000~120,000為進一步較佳,40,000~100,000為特佳。特定樹脂的數平均分子量(Mn)為2,000~100,000為較佳,3,000~60,000為更佳,10,000~50,000為進一步較佳,20,000~40,000為特佳。
上述特定樹脂的分子量的分散度為4.0以下為較佳,3.0以下為更佳,2.5以下為進一步較佳。上述分散度的下限沒有特別限定,只要為1.0以上即可。
在本說明書中,分子量的分散性為藉由重量平均分子量/數量平均分子量計算之值。
在樹脂組成物含有複數種特定樹脂之情況下,至少1種特定樹脂的重量平均分子量、數平均分子量及分散度在上述範圍內為較佳。又,將上述複數種特定樹脂作為1種樹脂而計算之重量平均分子量、數量平均分子量及分散性分別在上述範圍內亦較佳。
〔特定樹脂之製造方法〕
特定樹脂例如能夠藉由後述的實施例中記載之方法合成,但並不限定於此。
具體而言,例如能夠利用在低溫中使四羧酸二酐與二胺進行反應之方法、在低溫中使四羧酸二酐與二胺進行反應而得到聚醯胺酸,使用縮合劑或烷基化劑進行酯化之方法、藉由四羧酸二酐和醇得到二酯,然後使其在縮合劑的存在下與二胺進行反應之方法、藉由四羧酸二酐和醇得到二酯,然後將其餘的二羧酸使用鹵化劑進行酸鹵化,並使其與二胺進行反應之方法等方法來得到。上述製造方法中,藉由四羧酸二酐和醇得到二酯,然後將其餘的二羧酸使用鹵化劑進行酸鹵化,並使其與二胺進行反應之方法為更佳。
作為上述縮合劑,例如可舉出二環己碳二亞胺(Dicyclohexylcarbodiimide)、二異丙基碳二亞胺、1-乙氧基羰基-2-乙氧基-1,2-二羥基喹啉、1,1-羰基二氧基-二-1,2,3-苯并三唑、N,N’-二琥珀醯亞胺碳酸酯、三氟乙酸酐等。
作為上述烷基化劑,可舉出N,N-二甲基甲醯胺二甲基縮醛、N,N-二甲基甲醯胺二乙基縮醛、N,N-二烷基甲醯胺二烷基縮醛、原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯等。
作為上述鹵化劑,可舉出亞硫醯氯、草醯氯、磷醯氯等。
在特定樹脂之製造方法中,反應時,使用有機溶劑為較佳。有機溶劑可以為1種,亦可以為2種以上。
作為有機溶劑,能夠依據原料適當設定,可例示吡啶、二乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚)、N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、丙酸乙酯、二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺、四氫呋喃、γ-丁內酯等。
在特定樹脂之製造方法中,反應時,添加鹼性化合物為較佳。鹼性化合物可以使用1種,亦可以使用2種以上。
鹼性化合物能夠依據原料適當設定,可例示三乙胺、二異丙基乙胺、吡啶、1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯、N,N-二甲基-4-胺基吡啶等。
-封端劑-
在製造特定樹脂時,為了提高保存穩定性,將殘留於特定樹脂的樹脂末端之羧酸酐、酸酐衍生物、或胺基密封為較佳。在密封殘留於樹脂末端之羧酸酐及酸酐衍生物時,作為封端劑,可舉出單醇、酚、硫醇、苯硫酚、單胺等,從反應性、膜的穩定性而言,使用單醇、酚類或單胺為更佳。作為單醇的較佳的化合物,可舉出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、辛醇、十二烷醇、苯甲醇、2-苯基乙醇、2-甲氧基乙醇、2-氯甲醇、糠醇等一級醇、異丙醇、2-丁醇、環己基醇、環戊醇、1-甲氧基-2-丙醇等二級醇、三級丁醇、金剛烷醇等三級醇。作為酚類的較佳的化合物,可舉出苯酚、甲氧基苯酚、甲基苯酚、萘-1-醇、萘-2-醇、羥基苯乙烯等酚類等。又,作為單胺的較佳的化合物,可舉出苯胺、2-乙炔基苯胺、3-乙炔基苯胺、4-乙炔基苯胺、5-胺基-8-羥基喹啉、1-羥基-7-胺基萘、1-羥基-6-胺基萘、1-羥基-5-胺基萘、1-羥基-4-胺基萘、2-羥基-7-胺基萘、2-羥基-6-胺基萘、2-羥基-5-胺基萘、1-羧基-7-胺基萘、1-羧基-6-胺基萘、1-羧基-5-胺基萘、2-羧基-7-胺基萘、2-羧基-6-胺基萘、2-羧基-5-胺基萘、2-胺基苯甲酸、3-胺基苯甲酸、4-胺基苯甲酸、4-胺基水楊酸、5-胺基水楊酸、6-胺基水楊酸、2-胺基苯磺酸、3-胺基苯磺酸、4-胺基苯磺酸、3-胺基-4,6-二羥基嘧啶、2-胺基苯酚、3-胺基苯酚、4-胺基苯酚、2-胺基苯硫酚、3-胺基苯硫酚、4-胺基苯硫酚等。該等可以使用2種以上,亦可以藉由使複數個封端劑進行反應,導入複數個不同的末端基。
又,在密封樹脂末端的胺基時,能夠用具有能夠與胺基反應的官能基之化合物進行密封。用於胺基的較佳的密封劑為羧酸酐、羧醯氯、羧醯溴、磺醯氯、磺酸酐、磺酸羧酸酐等為較佳,羧酸酐、羧醯氯為更佳。作為羧酸酐的較佳的化合物,可舉出乙酸酐、丙酸酐、草酸酐、琥珀酸酐、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、苯甲酸酐、5-降莰烯-2,3-二羧酸酐等。又,作為羧醯氯的較佳的化合物,可舉出乙醯氯、丙烯醯氯、丙醯氯、甲基丙烯醯氯、新戊醯氯、環己烷羰基氯化物、2-乙基己醯氯、桂皮醯氯、1-金剛烷羰基氯化物、七氟丁醯氯、硬脂醯氯、苯甲醯氯等。
-固體析出-
在製造特定樹脂時,亦可以包括析出固體之步驟。具體而言,依據需要將反應液中共存之脫水縮合劑的吸水副產物濾出後,將所得到之聚合物成分投入到水、脂肪族低級醇或其混合液等不良溶劑中,使聚合物成分析出,藉此作為固體析出,使其乾燥,藉此能夠得到特定樹脂。為了提高純化度,可以重複進行將特定樹脂再溶解、再沉澱析出、乾燥等操作。進而,可以包括使用離子交換樹脂去除離子性雜質之步驟。
〔含量〕
相對於樹脂組成物的總固體成分,本發明的樹脂組成物中的特定樹脂的含量為20質量%以上為較佳,30質量%以上為更佳,40質量%以上為進一步較佳,50質量%以上為進一步較佳。又,相對於樹脂組成物的總固體成分,本發明的樹脂組成物中的特定樹脂的含量為99.5質量%以下為較佳,99質量%以下為更佳,98質量%以下為進一步較佳,97質量%以下為進一步較佳,95質量%以下為更進一步較佳。
本發明的樹脂組成物可以含有1種特定樹脂,亦可以含有2種以上。在含有2種以上之情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
本發明的樹脂組成物亦可以含有至少2種樹脂。
具體而言,本發明的樹脂組成物可以含有合計2種以上的特定樹脂和後述的其他樹脂,亦可以含有2種以上的特定樹脂,含有2種以上的特定樹脂為較佳。
在本發明的樹脂組成物含有2種以上的特定樹脂之情況下,例如,含有特定樹脂為較佳,即來自於二無水物的結構(上述式(1)中的X
1)不同的2種以上的特定樹脂。
<其他樹脂>
本發明的樹脂組成物可以含有上述特定樹脂和與特定樹脂不同的其他樹脂(以下,亦簡稱為“其他樹脂”)。
作為其他樹脂,可舉出不對應於特定樹脂之聚醯亞胺前驅物(例如,不含有由式(1)表示之重複單元,且含有由式(2)表示之重複單元之聚醯亞胺前驅物)、聚苯并㗁唑前驅物、聚醯胺醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚苯并㗁唑、聚醯胺醯亞胺、酚醛樹脂、聚醯胺、環氧樹脂、聚矽氧烷、含有矽氧烷結構之樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、(甲基)丙烯醯胺樹脂、胺基甲酸酯樹脂、丁醛樹脂、苯乙烯樹脂、聚醚樹脂、聚酯樹脂等。
例如,藉由進一步添加(甲基)丙烯酸樹脂,能夠得到塗布性優異的樹脂組成物,並且能夠得到耐溶劑性優異的圖案(硬化物)。
例如,代替後述的聚合性化合物,或除了後述的聚合性化合物以外,將重量平均分子量為20,000以下的聚合性值高的(例如,樹脂1g中的聚合性基的含有莫耳量為1×10
-3莫耳/g以上)(甲基)丙烯酸樹脂添加到樹脂組成物中,藉此能夠提高樹脂組成物的塗布性、圖案(硬化物)的耐溶劑性等。
在本發明的樹脂組成物含有其他樹脂之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,其他樹脂的含量為0.01質量%以上為較佳,0.05質量%以上為更佳,1質量%以上為進一步較佳,2質量%以上為進一步較佳,5質量%以上為更進一步較佳,10質量%以上為更加進一步較佳。
相對於樹脂組成物的總固體成分,本發明的樹脂組成物中的其他樹脂的含量為80質量%以下為較佳,75質量%以下為更佳,70質量%以下為進一步較佳,60質量%以下為進一步較佳,50質量%以下為更進一步較佳。
作為本發明的樹脂組成物的較佳的一態樣,亦能夠設為其他樹脂的含量為低含量之態樣。在上述態樣中,相對於樹脂組成物的總固體成分,其他樹脂的含量為20質量%以下為較佳,15質量%以下為更佳,10質量%以下為進一步較佳,5質量%以下為進一步較佳,1質量%以下為更進一步較佳。上述含量的下限沒有特別限定,只要為0質量%以上即可。
本發明的樹脂組成物可以僅含有1種其他樹脂,亦可以含有2種以上。在含有2種以上之情況下,合計量成為上述範圍為較佳。
<化合物B>
本發明的樹脂組成物含有化合物B。
化合物B為具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與上述芳香族5員環結構縮合之環結構,且上述1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結之化合物,上述化合物B的溶解度參數為10~30MPa
1/2。
[化學式27]
〔含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構〕
作為含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構,環員中的2個以上為氮原子且其他環員為碳原子之芳香族5員環結構為較佳,咪唑結構、三唑結構或四唑結構為較佳。
化合物B亦可以具有2個以上的上述芳香族5員環結構,僅具有1個之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
上述芳香族5員環結構亦可以與其他環結構縮合。作為其他環結構,5員環結構或6員環結構為較佳,6員環結構為更佳。
作為上述其他環結構,可以為脂肪族環結構,亦可以為芳香族環結構,芳香族環結構為較佳。
作為上述其他環結構,可以為烴環結構,亦可以為雜環結構,雜環結構為較佳。作為上述雜環結構中的雜原子,可舉出氧原子、硫原子、氮原子等,氮原子為較佳。
其中,作為其他環結構,芳香族雜環結構為較佳,含氮芳香族雜環結構為更佳。
作為上述含氮芳香族雜環結構,可特佳地舉出嘧啶環結構。
作為上述芳香族5員環結構與上述其他環結構鍵結而構成之環結構,可舉出嘌呤結構、苯并咪唑結構、苯并三唑結構等。
〔由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基〕
由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構(上述其他環結構)直接鍵結。
在由式(R-1)表示之1價有機基與上述芳香族5員環結構直接鍵結之情況下,上述1價有機基可以與上述芳香族5員環結構中的任意環員鍵結,與作為環員之氮原子直接鍵結為較佳。
在由式(R-2)表示之1價有機基與上述芳香族5員環結構直接鍵結之情況下,上述1價有機基可以與上述芳香族5員環結構中的任意環員鍵結,與作為環員之碳原子直接鍵結為較佳。
在由式(R-1)表示之1價有機基與縮合於上述芳香族5員環結構之環結構直接鍵結,且上述環結構為雜環結構之情況下,上述1價有機基與作為環員之雜原子(較佳為氮原子)直接鍵結為較佳。
在由式(R-2)表示之1價有機基與縮合於上述芳香族5員環結構之環結構直接鍵結,且上述環結構為雜環結構之情況下,上述1價有機基與作為環員之碳原子直接鍵結為較佳。
在化合物B中,由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基的數量只要為1以上即可,1~4為較佳,1或2為更佳,1為進一步較佳。
式(R-1)中,R
1為烴基為較佳,烷基、芳香族烴基或由它們的組合表示之基為更佳。
作為上述烷基的碳數,1~20為較佳,2~15為更佳,3~10為進一步較佳。
作為上述芳香族烴基的碳數,6~30為較佳,6~10為更佳,6為進一步較佳。
作為由上述烷基和芳香族烴基的組合表示之基,可舉出芳基烷基或烷基芳基。作為上述芳基烷基的碳數,7~30為較佳,7~15為更佳。作為上述烷基芳基的碳數,7~30為較佳,7~15為更佳。
作為由式(R-1)表示之基的具體例,可舉出下述結構,但並不限定於此。下述結構中,*與式(R-1)中的*同義。
[化學式28]
式(R-2)中,R
2為氫原子為較佳。R
2為1價有機基時的較佳的態樣與R
3的較佳的態樣相同。又,在R
2為1價有機基之情況下,結構可以與R
3相同,亦可以不同。
式(R-2)中,R
3為烴基或由烴基和-O-、-C(=O)-、-S-、-SO
2-或-NR
N-的組合表示之基為較佳,由烴基和-C(=O)-的組合表示之基為更佳。R
N如上所述。
作為上述烴基,可以為脂肪族烴基、芳香族烴基、雜環基或由它們的組合表示之基中的任一種,脂肪族烴基或由脂肪族烴基和芳香族烴基的組合表示之基為更佳。
作為上述脂肪族烴基,可以為飽和烴基、不飽和烴基中的任一種,碳數1~20的飽和烴基或2~20的不飽和烴基為較佳,碳數2~10的飽和烴基或2~10的不飽和烴基為更佳,碳數3~6的飽和烴基或2~4的不飽和烴基為進一步較佳。
作為上述芳香族烴基,碳數6~20的芳香族烴基為較佳,碳數6~10的芳香族烴基為更佳,由苯環結構組成的基為更佳。
作為上述雜環基,5員環或6員環的雜環基、或由它們的縮合表示之雜環基為較佳。作為雜原子,氮原子、氧原子或硫原子為較佳。又,上述雜環基可以為芳香族雜環基,亦可以為脂肪族雜環基。
其中,R
3為烷基羰基或烯基芳基羰基為較佳,碳數4~20的烷基羰基或乙烯基苯基羰基為更佳。
作為由式(R-2)表示之基的具體例,可舉出下述結構,但並不限定於此。下述結構中,*與式(R-2)中的*同義。
[化學式29]
〔溶解度參數(SP值)〕
化合物B的溶解度參數(SP值)為10~30MPa
1/2,15~28MPa
1/2為較佳,20~27MPa
1/2為更佳。
在本發明中,溶解度參數(SP值)使用漢森溶解度參數。
漢森溶解度參數的d值(分散項δd)、p值(極性項δp)及h值(氫鍵項δh)為藉由軟體Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)ver.4.1.07計算而得之值。又,在由於軟體方面的原因而不能計算之情況下,能夠依據“Hansen Solubility Parameters 50th anniversary conference、preprint PP.1-13、(2017)、Hiroshi Yamamoto、Steven Abbott、Charles M. Hansen”的資料來計算。
又,從抑制金屬從基材遷移及耐濕熱性的觀點而言,本發明的樹脂組成物含有化合物B和後述的遷移抑制劑亦較佳。在本發明中,在樹脂組成物還含有後述的遷移抑制劑之情況下,依據遷移抑制劑與化合物B的含有質量比來計算出之SP值以質量基準計的平均值為10~30MPa
1/2為較佳,15~28MPa
1/2為更佳,20~27MPa
1/2為進一步較佳。
在樹脂組成物含有2種以上對應於化合物B之化合物之情況下,依據2種以上的化合物B的含有質量比來計算出之SP值以質量基準計的平均值為10~30MPa
1/2為較佳,15~28MPa
1/2為更佳,20~27MPa
1/2為進一步較佳。
樹脂組成物亦可以包含化合物B及下述化合物,該化合物為具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與上述芳香族5員環結構縮合之環結構,且上述1價有機基與上述芳香族5員環結構或與上述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結,且溶解度參數小於10MPa
1/2或大於30MPa
1/2之化合物(亦稱為“化合物Bx”。)。在上述態樣中,依據化合物Bx與化合物B的含有質量比來計算出之SP值以質量基準計的平均值為10~30MPa
1/2為較佳,15~28MPa
1/2為更佳,20~27MPa
1/2為進一步較佳。
例如,在樹脂組成物以化合物1:化合物2=0.6:0.4的質量比例含有作為化合物B之SP值為24.8MPa
1/2之化合物1和作為遷移抑制劑之SP值為34.9MPa
1/2之化合物2之情況下,以上述質量基準計的平均值成為24.8×0.6+34.9×0.4=28.8MPa
1/2。
樹脂組成物含有由下述式(B1-1)~(B1-3)中的任一個表示之化合物作為化合物B為較佳。
[化學式30]
式(B1-1)中,R
1表示氫原子或1價有機基,R
2表示氫原子或1價有機基,R
3表示1價有機基。
式(B1-2)中,R
4表示氫原子或1價有機基,R
5表示1價有機基。
式(B1-3)中,R
6表示1價有機基,R
7表示氫原子或1價有機基,R
8表示氫原子或1價有機基。
式(B1-1)中,R
1為氫原子為較佳。在R
1為1價有機基之情況下,R
1沒有特別限定,例如可舉出烷基、芳基等。
式(B1-1)中,R
2為氫原子為較佳。在R
2為1價有機基之情況下,R
2沒有特別限定,例如可舉出烷基、芳基等。
式(B1-1)中,R
3的較佳的態樣與式(R-2)中的R
3的較佳的態樣相同。
式(B1-1)中,由R
3及與R
3直接鍵結之-NH-表示之基對應於上述由式(R-2)表示之基。
式(B1-2)中,R
4為氫原子為較佳。在R
4為1價有機基之情況下,R
1沒有特別限定,例如可舉出烷基、芳基等。
式(B1-2)中,R
5的較佳的態樣與式(R-2)中的R
3的較佳的態樣相同。
式(B1-2)中,由R
5及與R
5直接鍵結之-NH-表示之基對應於上述由式(R-2)表示之基。
式(B1-3)中,R
7為氫原子為較佳。在R
1為1價有機基之情況下,R
1沒有特別限定,例如可舉出烷基、芳基等。
式(B1-3)中,R
8為氫原子為較佳。在R
2為1價有機基之情況下,R
2沒有特別限定,例如可舉出烷基、芳基等。
式(B1-3)中,R
6的較佳的態樣與式(R-2)中的R
3的較佳的態樣相同。
式(B1-3)中,由R
6及與R
6直接鍵結之-NH-表示之基對應於上述由式(R-2)表示之基。
樹脂組成物含有由下述式(B2-1)~(B2-3)中的任一個表示之化合物作為化合物B為較佳。
[化學式31]
式(B2-1)中,R
9表示碳數3以上的1價有機基,碳數3~20的1價有機基為較佳,碳數3~10的1價有機基為更佳。
作為上述R
9中的上述1價有機基,烴基或由烴基和-O-、-C(=O)-、-S-、-SO
2-或-NR
N-的組合表示之基為較佳,由烴基和-C(=O)-的組合表示之基為更佳,烷基羰基或烯基芳基羰基為進一步較佳,碳數4~20的烷基羰基或乙烯基苯基羰基為特佳。
式(B2-2)中,R
10表示碳數6以上的1價有機基,碳數6~20的1價有機基為較佳,碳數6~10的1價有機基為更佳。
作為上述R
10中的上述1價有機基,烴基或由烴基和-O-、-C(=O)-、-S-、-SO
2-或-NR
N-的組合表示之基為較佳,由烴基和-C(=O)-的組合表示之基為更佳,烷基羰基或烯基芳基羰基為進一步較佳,碳數6~20的烷基羰基或乙烯基苯基羰基為特佳。
式(B2-3)中,R
11表示碳數6以上的1價有機基,碳數6~20的1價有機基為較佳,碳數6~10的1價有機基為更佳。
上述R
11中的1價有機基的較佳的態樣與上述R
10中的1價有機基的較佳的態樣相同。
〔分子量〕
化合物B的分子量沒有特別限定,1,000以下為較佳,150~800為更佳,150~500為進一步較佳。
〔合成方法〕
化合物B藉由例如後述的實施例中記載之方法合成,但合成方法並不限定於此。只要為能夠得到相同結構之合成方法,則化合物B的合成方法沒有特別限定
例如,化合物B的合成方法可舉出(1)使羧酸鹵化合物與具有上述芳香族5員環結構之化合物、或具有胺基及上述芳香族5員環結構之化合物反應之方法、(2)使羧酸酐與具有上述芳香族5員環結構之化合物、或具有胺基及上述芳香族5員環結構之化合物反應之方法、(3)使用碳二亞胺等縮合劑使具有上述芳香族5員環結構之化合物、或具有胺基及上述芳香族5員環結構之化合物與羧酸縮合之方法等。
〔含量〕
相對於樹脂組成物的總固體成分,化合物B的含量為0.01~5.0質量%為較佳,0.05~2.0質量%為更佳,0.1~1.0質量%為進一步較佳。
樹脂組成物可以僅含有1種化合物B,亦可以含有2種以上。在含有2種以上的化合物B之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<自由基聚合性化合物>
本發明的樹脂組成物含有自由基聚合性化合物為較佳。
對應於上述特定樹脂或其他樹脂之化合物不對應於自由基聚合性化合物。
自由基聚合性化合物為具有自由基聚合性基之化合物。作為自由基聚合性基,含有乙烯性不飽和鍵之基為較佳。作為上述含有乙烯性不飽和鍵之基,可舉出乙烯基、烯丙基、乙烯基苯基、(甲基)丙烯醯氧基、順丁烯二醯亞胺基、(甲基)丙烯醯胺基等。
其中,(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基苯基為較佳,從反應性的觀點而言,(甲基)丙烯醯氧基為更佳。
自由基聚合性化合物為具有1個以上的乙烯性不飽和鍵之化合物為較佳,具有2個以上之化合物為更佳。自由基聚合性化合物可以具有3個以上的乙烯性不飽和鍵。
作為上述具有2個以上的乙烯性不飽和鍵之化合物,具有2~15個乙烯性不飽和鍵之化合物為較佳,具有2~10個乙烯性不飽和鍵之化合物為更佳,具有2~6個之化合物為進一步較佳。
從所得到之圖案(硬化物)的膜強度的觀點而言,本發明的樹脂組成物含有具有2個乙烯性不飽和鍵之化合物和具有3個以上的上述乙烯性不飽和鍵之化合物亦較佳。
自由基聚合性化合物的分子量為2,000以下為較佳,1,500以下為更佳,900以下為進一步較佳。自由基聚合性化合物的分子量的下限為100以上為較佳。
作為自由基聚合性化合物的具體例,可舉出不飽和羧酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、異巴豆酸、順丁烯二酸等)或其酯類、醯胺類,較佳為不飽和羧酸與多元醇化合物的酯及不飽和羧酸與多價胺化合物的醯胺類。又,亦可較佳地使用羥基或胺基、磺醯基等具有親核性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能異氰酸酯類或環氧類的加成反應物、或與單官能或多官能羧酸的脫水縮合反應物等。又,異氰酸酯基或環氧基等具有親電子性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能醇類、胺類、硫醇類的加成反應物、進而鹵代基或甲苯磺醯基氧基等具有脫離性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與單官能或多官能醇類、胺類、硫醇類的取代反應物亦較佳。又,作為另一例,亦能夠代替上述不飽和羧酸而使用不飽和膦酸、苯乙烯等經乙烯基苯衍生物、經乙烯醚、烯丙醚等取代之化合物群組。作為具體例,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0113~0122段的記載,該等內容併入本說明書中。
自由基聚合性化合物在常壓下具有100℃以上的沸點之化合物亦較佳。作為在常壓下具有100℃以上的沸點之化合物,可舉出國際公開第2021/112189號公報的0203段中記載之化合物等。該內容併入本說明書中。
作為上述以外的較佳的自由基聚合性化合物,可舉出國際公開第2021/112189號公報的0204~0208段中記載之自由基聚合性化合物等。該內容併入本說明書中。
作為自由基聚合性化合物,二新戊四醇三丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-330(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造))、二新戊四醇四丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-320(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、A-TMMT(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造))、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD D-310(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造))、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(作為市售品為KAYARAD DPHA(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、A-DPH(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造))及它們的(甲基)丙烯醯基經由乙二醇殘基或丙二醇殘基鍵結之結構為較佳。亦能夠使用它們的寡聚物類型。
作為自由基聚合性化合物的市售品,例如可舉出作為具有4個伸乙氧基鏈之4官能丙烯酸酯之SR-494、作為具有4個乙烯氧基鏈之2官能丙烯酸甲酯之SR-209、231、239(以上,Sartomer Company, Inc製造)、作為具有6個伸戊氧基鏈之6官能丙烯酸酯之DPCA-60、作為具有3個異伸丁氧基鏈之3官能丙烯酸酯之TPA-330(以上,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、作為胺基甲酸酯寡聚物之UAS-10、胺基甲酸酯寡聚物UAB-140(以上,NIPPON PAPER INDUSTRIES CO.,LTD.製造)、NK酯M-40G、NK酯4G、NK酯M-9300、NK酯A-9300、UA-7200(以上,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd製造)、DPHA-40H(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(以上,Kyoeisha chemical Co.,Ltd.製造)、BLEMMER PME400(NOF CORPORATION.製造)等。
作為自由基聚合性化合物,如日本特公昭48-041708號公報、日本特開昭51-037193號公報、日本特公平02-032293號公報、日本特公平02-016765號公報中記載之那樣的胺基甲酸酯丙烯酸酯類、日本特公昭58-049860號公報、日本特公昭56-017654號公報、日本特公昭62-039417號公報、日本特公昭62-039418號公報中記載之具有環氧乙烷系骨架之胺基甲酸酯化合物類亦較佳。作為自由基聚合性化合物,亦能夠使用日本特開昭63-277653號公報、日本特開昭63-260909號公報、日本特開平01-105238號公報中記載之在分子內具有胺基結構或硫化物結構之化合物。
自由基聚合性化合物亦可以為具有羧基、磷酸基等酸基之自由基聚合性化合物。具有酸基之自由基聚合性化合物為脂肪族多羥基化合物與不飽和羧酸的酯為較佳,使脂肪族多羥基化合物的未反應的羥基與非芳香族羧酸酐反應而具有酸基之自由基聚合性化合物為更佳。特佳為在使脂肪族多羥基化合物的未反應的羥基與非芳香族羧酸酐反應而具有酸基之自由基聚合性化合物中,脂肪族多羥基化合物為新戊四醇或二新戊四醇之化合物。作為市售品,例如作為TOAGOSEI CO., LTD.製造的多元酸改質丙烯酸寡聚物,可舉出M-510、M-520等。
具有酸基之自由基聚合性化合物的酸值為0.1~300mgKOH/g為較佳,1~100mgKOH/g為更佳。若自由基聚合性化合物的酸值在上述範圍內,則製造上的操作性優異,顯影性優異。又,聚合性良好。上述酸值遵照JIS K 0070:1992的記載進行測量。
作為自由基聚合性化合物,具有選自由脲鍵、胺基甲酸酯鍵及醯胺鍵組成的群組中之至少1種結構之自由基聚合性化合物(以下,亦稱為“交聯劑U”。)亦較佳。
在本發明中,脲鍵為由*-NR
N-C(=O)-NR
N-*表示之鍵,R
N分別獨立地表示氫原子或1價有機基,*分別表示與碳原子的鍵結部位,與烴基的鍵結部位為較佳。
在本發明中,胺基甲酸酯鍵為由*-O-C(=O)-NR
N-*表示之鍵,R
N表示氫原子或1價有機基,*分別表示與碳原子的鍵結部位,與烴基的鍵結部位為較佳。
在本發明中,醯胺鍵為由*-C(=O)-NR
N-*表示之鍵,R
N表示氫原子或1價有機基,*分別表示與碳原子的鍵結部位,與烴基的鍵結部位為較佳。
藉由樹脂組成物含有交聯劑U,有時耐藥品性、解析度等提高。
能夠得到上述效果之機制尚不明確,但認為例如在藉由加熱等進行硬化時,交聯劑U的一部分熱分解,藉此產生胺等,上述胺等促進聚醯亞胺前驅物的環化。
交聯劑U可以僅具有1個脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵,亦可以具有2個以上選自由脲鍵、胺基甲酸酯鍵及醯胺鍵組成的群組中之1種以上的結構。
交聯劑U中的脲鍵、胺基甲酸酯鍵及醯胺鍵的合計數為1以上,1~10為較佳,1~4為更佳,1或2為進一步較佳。
交聯劑U具有選自由脲鍵及胺基甲酸酯鍵組成的群組中之至少1種結構為較佳。
交聯劑U中的自由基聚合性基沒有特別限定,可舉出乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基苯基、順丁烯二醯亞胺基等,(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基苯基或順丁烯二醯亞胺基為較佳,(甲基)丙烯醯氧基為更佳。
在交聯劑U具有2個以上的自由基聚合性基之情況下,各個自由基聚合性基的結構可以相同,亦可以不同。
交聯劑U中的自由基聚合性基的數量可以僅為1個,亦可以為2個以上,1~10為較佳,1~6為進一步較佳,1~4為特佳。
交聯劑U中的自由基聚合性基值(每1莫耳自由基聚合性基的化合物的質量)為150~400g/mol為較佳。
從硬化物的耐藥品性的觀點而言,上述自由基聚合性基值的下限為200g/mol以上為更佳,210g/mol以上為進一步較佳,220g/mol以上為進一步較佳,230g/mol以上為更進一步較佳,240g/mol以上為更進一步較佳,250g/mol以上為特佳。
從顯影性的觀點而言,上述自由基聚合性基值的上限為350g/mol以下為更佳,330g/mol以下為進一步較佳,300g/mol以下為特佳。
其中,交聯劑U的聚合性基值為210~400g/mol為較佳,220~400g/mol為更佳。
交聯劑U例如為由下述式(U-1)表示之結構為較佳。
[化學式32]
式(U-1)中,R
U1為氫原子或1價有機基,A為單鍵、-O-或-NR
N-,R
N為氫原子或1價有機基,Z
U1為m價有機基,Z
U2為單鍵或n+1價有機基,X為自由基聚合性基,n為1以上的整數,m為1以上的整數。
A為單鍵、-O-或-NR
N-,-O-或-NR
N-為較佳。R
N的較佳的態樣如上所述。
R
U1為氫原子、烷基或芳香族烴基為較佳,氫原子為更佳。
R
N為氫原子、烷基或芳香族烴基為較佳,氫原子為更佳。
Z
U1為烴基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)
2-、-NR
N-或該等鍵結2個以上而成之基為較佳,烴基、或烴基與選自由-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)
2-及-NR
N-組成的群組中之至少1種基鍵結而成之基為更佳。
又,Z
U1中的與A的鍵結部位為烴基為較佳。
作為上述烴基,碳數20以下的烴基為較佳,18以下的烴基為更佳,16以下的烴基為進一步較佳。作為上述烴基,可舉出飽和脂肪族烴基、芳香族烴基或藉由它們的鍵結表示之基等。R
N表示氫原子或1價有機基,氫原子或烴基為較佳,氫原子或烷基為更佳,氫原子或甲基為進一步較佳。
Z
U2為烴基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)
2-、-NR
N-或該等鍵結2個以上而成之基為較佳,烴基、或烴基與選自由-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)
2-及-NR
N-組成的群組中之至少1種基鍵結而成之基為更佳。
作為上述烴基,可舉出與Z
U1中舉出之基相同的基,較佳的態樣亦相同。
X沒有特別限定,可舉出乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基苯基、順丁烯二醯亞胺基等,(甲基)丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺基、乙烯基苯基或順丁烯二醯亞胺基為較佳,(甲基)丙烯醯氧基為更佳。
n為1~10的整數為較佳,1~4的整數為更佳,1或2為進一步較佳,1為特佳。
m為1~10的整數為較佳,1~4的整數為更佳,1或2為進一步較佳。
交聯劑U具有羥基、伸烷氧基、氰基中的至少1個亦較佳。
從所得到之硬化膜的耐藥品性的觀點而言,羥基可以為醇性羥基,亦可以為酚性羥基,醇性羥基為較佳。
從所得到之硬化膜的耐藥品性的觀點而言,作為伸烷氧基,碳數2~20的伸烷氧基為較佳,碳數2~10的伸烷氧基為更佳,碳數2~4的伸烷氧基為進一步較佳,伸乙基或伸丙基為更進一步較佳,伸乙基為特佳。
伸烷氧基可以作為聚伸烷氧基包含於交聯劑U中。此時的伸烷氧基的重複數為2~10為較佳,2~6為更佳。
交聯劑U可以在分子內具有2個以上選自由羥基、伸烷氧基(其中,在構成聚伸烷氧基之情況下為聚伸烷氧基)及氰基組成的群組中之結構,但在分子內僅具有1個之態樣亦較佳。
上述羥基、伸烷氧基及氰基可以存在於交聯劑U的任意位置,但從耐藥品性的觀點而言,交聯劑U中選自由上述羥基、伸烷氧基、氰基組成的群組中之至少1個與交聯劑U中含有之至少1個自由基聚合性基藉由含有脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵之連結基(以下,亦稱為“連結基L2-1”。)連結亦較佳。
尤其,在交聯劑U僅含有1個自由基聚合性基之情況下,交聯劑U中含有之自由基聚合性基與選自由羥基、伸烷氧基及氰基組成的群組中之至少1個藉由含有脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵之連結基(以下,亦稱為“連結基L2-2”。)連結為較佳。
在交聯劑U含有伸烷氧基(其中,在構成聚伸烷氧基之情況下為聚伸烷氧基),且具有上述連結基L2-1或上述連結基L2-2之情況下,鍵結於伸烷氧基(其中,在構成聚伸烷氧基之情況下為聚伸烷氧基)的與連結基L2-1或連結基L2-2相反的一側之結構沒有特別限定,烴基、自由基聚合性基或由它們的組合表示之基為較佳。作為上述烴基,碳數20以下的烴基為較佳,18以下的烴基為更佳,16以下的烴基為進一步較佳。作為上述烴基,可舉出飽和脂肪族烴基、芳香族烴基或藉由它們的鍵結表示之基等。又,自由基聚合性基的較佳的態樣與上述交聯劑U中的自由基聚合性基的較佳的態樣相同。
其中,從與基材的密接性、耐藥品性及抑制Cu空隙的觀點而言,交聯劑U具有羥基為較佳。
從與特定樹脂的相溶性等觀點而言,交聯劑U含有芳香族基為較佳。
上述芳香族基與交聯劑U中含有之脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵直接鍵結為較佳。在交聯劑U含有2個以上的脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵之情況下,脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵中的1個與芳香族基直接鍵結為較佳。
芳香族基可以為芳香族烴基,亦可以為芳香族雜環基,亦可以為它們形成縮合環之結構,但芳香族烴基為較佳。
作為上述芳香族烴基,碳數6~30的芳香族烴基為較佳,碳數6~20的芳香族烴基為更佳,從苯環結構去除2個以上的氫原子之基為進一步較佳。
作為上述芳香族雜環基,5員環或6員環的芳香族雜環基為較佳。作為這樣的芳香族雜環基中的芳香族雜環,可舉出吡咯、咪唑、三唑、四唑、吡唑、呋喃、噻吩、㗁唑、異㗁唑、噻唑、吡啶、吡𠯤、嘧啶、嗒𠯤、三𠯤等。該等環可以進一步與其他環稠合,例如吲哚、苯并咪唑。
作為上述芳香族雜環基中含有之雜原子,氮原子、氧原子或硫原子為較佳。
上述芳香族基包含於例如連結2個以上的自由基聚合性基且含有脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵之連結基、或連結選自由上述羥基、伸烷氧基及氰基組成的群組中之至少1個與交聯劑U中所含有之至少1個自由基聚合性基之連結基為較佳。
交聯劑U中的脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵與自由基聚合性基之間的原子數(連結鏈長)沒有特別限定,30以下為較佳,2~20為更佳,2~10為進一步較佳。
在交聯劑U合計含有2個以上的脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵之情況下,在含有2個以上的自由基聚合性基之情況下,或在含有2個以上的脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵,且含有2個以上的自由基聚合性基之情況下,只要脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵與自由基聚合性基之間的原子數(連結鏈長)中最小的原子數在上述範圍內即可。
在本說明書中,“脲鍵、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵與聚合性基之間的原子數(連結鏈長)”係指在連結連結對象的2個原子或原子群組之間之路徑上的原子鏈中,以最短(最小原子數)連結該等連結對象者。例如,在由下述式表示之結構中,脲鍵與自由基聚合性基(甲基丙烯醯氧基)之間的原子數(連結鏈長)為2。
[化學式33]
〔對稱軸〕
交聯劑U為不具有對稱軸之結構的化合物亦較佳。
交聯劑U不具有對稱軸係指,不具有藉由使化合物整體旋轉而產生與原來的分子相同的分子之軸,為左右非對稱的化合物。又,在將交聯劑U的結構式標記於紙面上之情況下,交聯劑U不具有對稱軸係指,不能將交聯劑U的結構式標記為具有對稱軸之形式。
認為由於交聯劑U不具有對稱軸,在組成物膜中,交聯劑U之間的凝集受到抑制。
〔分子量〕
交聯劑U的分子量為100~2,000為較佳,150~1500為更佳,200~900為進一步較佳。
交聯劑U之製造方法沒有特別限定,例如,能夠藉由使具有自由基聚合性化合物和異氰酸酯基之化合物與具有羥基或胺基中的至少一者之化合物反應而得到。
作為交聯劑U的具體例,可舉出後述的實施例中記載之D-4~D-9及以下化合物,但交聯劑U並不限定於此。
[化學式34]
[化學式35]
[化學式36]
從圖案的解析度和膜的伸縮性的觀點而言,樹脂組成物含有2官能自由基聚合性化合物為較佳,含有2官能甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯為更佳。
又,樹脂組成物含有上述交聯劑U中僅具有1個自由基聚合性基之化合物(聚合性化合物1)和不具有脲鍵、胺基甲酸酯鍵及醯胺鍵之2官能自由基聚合性化合物(聚合性化合物2)之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
在樹脂組成物含有聚合性化合物1和聚合性化合物2之情況下,聚合性化合物1的含量相對於聚合性化合物1和聚合性化合物2的總質量只要以使上述ΔSP在上述範圍內之目的而適當設定即可,例如,0.01~80質量%為較佳,5~70質量%為更佳,10~50質量%為更佳。
作為具體的化合物,能夠使用三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、PEG(聚乙二醇)200二丙烯酸酯、PEG200二甲基丙烯酸酯、PEG600二丙烯酸酯、PEG600二甲基丙烯酸酯、聚四乙二醇二丙烯酸酯、聚四乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、二羥甲基-三環癸烷二丙烯酸酯、二羥甲基-三環癸烷二甲基丙烯酸酯、雙酚A的EO(環氧乙烷)加成物二丙烯酸酯、雙酚A的EO加成物二甲基丙烯酸酯、雙酚A的PO(環氧丙烷)加成物二丙烯酸酯、雙酚A的PO加成物二甲基丙烯酸酯、2-羥基-3-丙烯醯氧基丙基甲基丙烯酸酯、異三聚氰酸EO改質二丙烯酸酯、異三聚氰酸EO改質二甲基丙烯酸酯、其他具有胺基甲酸酯鍵之2官能丙烯酸酯、具有胺基甲酸酯鍵之2官能甲基丙烯酸酯。該等能夠依據需要混合使用2種以上。
另外,例如PEG200二丙烯酸酯係指聚乙二醇二丙烯酸酯,且聚乙二醇鏈的式量為200左右。
從抑制圖案(硬化物)的翹曲的觀點而言,本發明的樹脂組成物能夠較佳地使用單官能自由基聚合性化合物作為自由基聚合性化合物。作為單官能自由基聚合性化合物,可較佳地使用正丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、卡必醇(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯、芐基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、環氧丙基(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸衍生物、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基己內醯胺等N-乙烯基化合物類、烯基環氧丙醚等。作為單官能自由基聚合性化合物,為了抑制曝光前的揮發,在常壓下具有100℃以上的沸點之化合物亦較佳。
此外,作為2官能以上的自由基聚合性化合物,可舉出鄰苯二甲酸二烯丙酯、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯等烯丙基化合物類。
在含有自由基聚合性化合物之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,自由基聚合性化合物的含量大於0質量%且60質量%以下為較佳。下限為5質量%以上為更佳。上限為50質量%以下為更佳,30質量%以下為進一步較佳。
自由基聚合性化合物可以單獨使用1種,亦可以混合使用2種以上。在同時使用2種以上之情況下,其合計量成為上述範圍為較佳。
〔其他交聯劑〕
本發明的樹脂組成物還可以含有與上述自由基聚合性化合物不同的其他交聯劑。
其他交聯劑係指除了上述自由基聚合性化合物以外的交聯劑,在分子內具有複數個藉由上述光酸產生劑或光鹼產生劑的感光促進與組成物中的其他化合物或其反應生成物之間形成共價鍵之反應之基之化合物為較佳,在分子內具有複數個藉由酸或鹼的作用促進與組成物中的其他化合物或其反應生成物之間形成共價鍵之反應之基之化合物為更佳。
上述酸或鹼為在曝光步驟中由光酸產生劑或光鹼產生劑產生之酸或鹼為較佳。
作為其他交聯劑,具有選自由醯氧基甲基、羥甲基、羥乙基及烷氧基甲基組成的群組中之至少1種基之化合物為較佳,具有選自由醯氧基甲基、羥甲基、羥乙基及烷氧基甲基組成的群組中之至少1種基與氮原子直接鍵結之結構之化合物為更佳。
作為其他交聯劑,例如可舉出具有使三聚氰胺、乙炔脲、尿素、伸烷基尿素、苯并胍胺等含胺基化合物與甲醛或甲醛和醇進行反應,將上述胺基的氫原子經醯氧基甲基、羥甲基、羥乙基或烷氧基甲基取代之結構之化合物。該等化合物之製造方法沒有特別限定,只要為具有與藉由上述方法製造之化合物相同的結構之化合物即可。亦可以為該等化合物的羥甲基彼此自縮合而成之寡聚物。
作為上述含胺基化合物,將使用三聚氰胺之交聯劑稱為三聚氰胺系交聯劑,將使用乙炔脲、尿素或伸烷基尿素之交聯劑稱為尿素系交聯劑,將使用伸烷基尿素之交聯劑稱為伸烷基尿素系交聯劑,將使用苯并胍胺之交聯劑稱為苯并胍胺系交聯劑。
其中,本發明的樹脂組成物含有選自由尿素系交聯劑及三聚氰胺系交聯劑組成的群組中之至少1種化合物為較佳,含有選自由後述的乙炔脲系交聯劑及三聚氰胺系交聯劑組成的群組中之至少1種化合物為更佳。
作為本發明中的含有烷氧基甲基及醯氧基甲基的至少1個之化合物,能夠舉出烷氧基甲基或醯氧基甲基直接取代於芳香族基或下述脲結構的氮原子上或三𠯤上之化合物作為結構例。
上述化合物所具有之烷氧基甲基或醯氧基甲基為碳數2~5為較佳,碳數2或3為更佳,碳數2為進一步較佳。
上述化合物所具有之烷氧基甲基及醯氧基甲基的總數為1~10為較佳,2~8為更佳,3~6為特佳。
上述化合物的分子量為1500以下為較佳,180~1200為更佳。
[化學式37]
R
100表示烷基或醯基。
R
101及R
102分別獨立地表示1價有機基,可以彼此鍵結而形成環。
作為烷氧基甲基或醯氧基甲基直接取代為芳香族基之化合物,例如能舉出如下述通式所示的化合物。
[化學式38]
式中,X表示單鍵或2價有機基,各R
104分別獨立地表示烷基或醯基,R
103表示氫原子、烷基、烯基、芳基、芳烷基、或藉由酸的作用分解而產生鹼溶性基之基(例如,藉由酸的作用而脫離之基、由-C(R
4)
2COOR
5表示之基(R
4分別獨立地表示氫原子或碳數1~4的烷基,R
5表示藉由酸的作用而脫離之基。))。
R
105各自獨立地表示烷基或烯基,a、b及c各自獨立地為1~3,d為0~4,e為0~3,f為0~3,a+d為5以下,b+e為4以下,c+f為4以下。
關於藉由酸的作用分解而產生鹼溶性基之基、藉由酸的作用而脫離之基、由-C(R
4)
2COOR
5表示之基中的R
5,例如可舉出-C(R
36)(R
37)(R
38)、-C(R
36)(R
37)(OR
39)、-C(R
01)(R
02)(OR
39)等。
式中,R
36~R
39各自獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基或烯基。R
36與R
37可以彼此鍵結而形成環。
作為上述烷基,碳數1~10的烷基為較佳,碳數1~5的烷基為更佳。
上述烷基可以為直鏈狀、支鏈狀中的任一者。
作為上述環烷基,碳數3~12的環烷基為較佳,碳數3~8的環烷基為更佳。
上述環烷基可以為單環結構,亦可以為縮合環等多環結構。
上述芳基為碳數6~30的芳香族烴基為較佳,苯基為更佳。
作為上述芳烷基,碳數7~20的芳烷基為較佳,碳數7~16的芳烷基為更佳。
上述芳烷基意指經烷基取代之芳基,該等烷基及芳基的較佳的態樣與上述烷基及芳基的較佳的態樣相同。
上述烯基為碳數3~20的烯基為較佳,碳數3~16的烯基為更佳。
該等基還可以具有公知的取代基。
R
01及R
02各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基或烯基。
作為藉由酸的作用分解而產生鹼溶性基之基、或藉由酸的作用而脫離之基,較佳為三級烷基酯基、縮醛基、枯基酯基、烯醇酯基等。進一步較佳為三級烷基酯基、縮醛基。
又,作為具有選自由醯氧基甲基、羥甲基、羥乙基及烷氧基甲基組成的群組中之至少1種基之化合物,具有選自由脲鍵及胺基甲酸酯鍵組成的群組中之至少1種基之化合物亦較佳。聚合性基不是自由基聚合性基而是選自由醯氧基甲基、羥甲基、羥乙基及烷氧基甲基組成的群組中之至少1種基,除此以外,上述化合物的較佳的態樣與上述交聯劑U的較佳的態樣相同。
作為具有選自由醯氧基甲基、羥甲基及羥乙基組成的群組中之至少1種基之化合物,具體而言,可舉出以下結構。具有醯氧基甲基之化合物能夠舉出將下述化合物的烷氧基甲基變更為醯氧基甲基之化合物。作為在分子內具有烷氧基甲基或醯氧基甲基之化合物,能夠舉出如下化合物,但並不限定於該等。
[化學式39]
[化學式40]
[化學式41]
含有烷氧基甲基及醯氧基甲基的至少1個之化合物可以使用市售的化合物,亦可以使用藉由公知的方法合成而成之化合物。
從耐熱性的觀點而言,烷氧基甲基或醯氧基甲基直接取代於芳香環或三𠯤環上之化合物為較佳。
作為三聚氰胺系交聯劑的具體例,可舉出六甲氧基甲基三聚氰胺、六乙氧基甲基三聚氰胺、六丙氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基丁基三聚氰胺等。
作為尿素系交聯劑的具體例,例如可舉出:單羥甲基化乙炔脲、二羥甲基化乙炔脲、三羥甲基化乙炔脲、四羥甲基化乙炔脲、單甲氧基甲基化乙炔脲、二甲氧基甲基化乙炔脲、三甲氧基甲基化乙炔脲、四甲氧基甲基化乙炔脲、單乙氧基甲基化乙炔脲、二乙氧基甲基化乙炔脲、三乙氧基甲基化乙炔脲、四乙氧基甲基化乙炔脲、單丙氧基甲基化乙炔脲、二丙氧基甲基化乙炔脲、三丙氧基甲基化乙炔脲、四丙氧基甲基化乙炔脲、單丁氧基甲基化乙炔脲、二丁氧基甲基化乙炔脲、三丁氧基甲基化乙炔脲、或四丁氧基甲基化乙炔脲等乙炔脲系交聯劑;
雙甲氧基甲基尿素、雙乙氧基甲基尿素、雙丙氧基甲基尿素、雙丁氧基甲基尿素等尿素系交聯劑;
單羥甲基化乙烯尿素或二羥甲基化乙烯尿素、單甲氧基甲基化乙烯尿素、二甲氧基甲基化乙烯尿素、單乙氧基甲基化乙烯尿素、二乙氧基甲基化乙烯尿素、單丙氧基甲基化乙烯尿素、二丙氧基甲基化乙烯尿素、單丁氧基甲基化乙烯尿素或二丁氧基甲基化乙烯尿素等乙烯尿素系交聯劑;
單羥甲基化丙烯尿素、二羥甲基化丙烯尿素、單甲氧基甲基化丙烯尿素、二甲氧基甲基化丙烯尿素、單乙氧基甲基化丙烯尿素、二乙氧基甲基化丙烯尿素、單丙氧基甲基化丙烯尿素、二丙氧基甲基化丙烯尿素、單丁氧基甲基化丙烯尿素或二丁氧基甲基化丙烯尿素等丙烯尿素系交聯劑;
1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二羥基-2-咪唑啶酮、1,3-二(甲氧基甲基)-4,5-二甲氧基-2-咪唑啶酮等。
作為苯并胍胺系交聯劑的具體例,例如可舉出單羥甲基化苯并胍胺、二羥甲基化苯并胍胺、三羥甲基化苯并胍胺、四羥甲基化苯并胍胺、單甲氧基甲基化苯并胍胺、二甲氧基甲基化苯并胍胺、三甲氧基甲基化苯并胍胺、四甲氧基甲基化苯并胍胺、單乙氧基甲基化苯并胍胺、二乙氧基甲基化苯并胍胺、三乙氧基甲基化苯并胍胺、四乙氧基甲基化苯并胍胺、單丙氧基甲基化苯并胍胺、二丙氧基甲基化苯并胍胺、三丙氧基甲基化苯并胍胺、四丙氧基甲基化苯并胍胺、單丁氧基甲基化苯并胍胺、二丁氧基甲基化苯并胍胺、三丁氧基甲基化苯并胍胺、四丁氧基甲基化苯并胍胺等。
此外,作為具有選自由羥甲基及烷氧基甲基組成的群組中之至少1種基之化合物,亦能夠較佳地使用選自由羥甲基及烷氧基甲基組成的群組中之至少1種基與芳香環(較佳為苯環)直接鍵結之化合物。
作為這樣的化合物的具體例,可舉出苯二甲醇、雙(羥基甲基)甲酚、雙(羥基甲基)二甲氧基苯、雙(羥基甲基)二苯醚、雙(羥基甲基)二苯甲酮、羥基甲基苯甲酸羥基甲基苯基、雙(羥基甲基)聯苯、二甲基雙(羥基甲基)聯苯、雙(甲氧基甲基)苯、雙(甲氧基甲基)甲酚、雙(甲氧基甲基)二甲氧基苯、雙(甲氧基甲基)二苯醚、雙(甲氧基甲基)二苯甲酮、甲氧基甲基苯甲酸甲氧基甲基苯基、雙(甲氧基甲基)聯苯、二甲基雙(甲氧基甲基)聯苯、4,4’,4’’-亞乙基三[2,6-雙(甲氧基甲基)苯酚]、5,5’-[2,2,2‐三氟‐1‐(三氟甲基)亞乙基]雙[2‐羥基‐1,3‐苯二甲醇]、3,3’,5,5’-四(甲氧基甲基)-1,1’-聯苯-4,4’-二醇等。
作為其他交聯劑,可以使用市售品,作為較佳的市售品,可舉出46DMOC、46DMOEP(以上,ASAHI YUKIZAI CORPORATION製造)、DML-PC、DML-PEP、DML-OC、DML-OEP、DML-34X、DML-PTBP、DML-PCHP、DML-OCHP、DML-PFP、DML-PSBP、DML-POP、DML-MBOC、DML-MBPC、DML-MTrisPC、DML-BisOC-Z、DML-BisOCHP-Z、DML-BPC、DMLBisOC-P、DMOM-PC、DMOM-PTBP、DMOM-MBPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPE、TML-BPA、TML-BPAF、TML-BPAP、TMOM-BP、TMOM-BPE、TMOM-BPA、TMOM-BPAF、TMOM-BPAP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上,Honshu Chemical Industry Co., Ltd.製造)、NIKALAC (註冊商標,以下相同)MX-290、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MX-279、NIKALAC MW-100LM、NIKALAC MX-750LM(以上,SANWA CHEMICAL CO., LTD.製造)等。
本發明的樹脂組成物含有選自由環氧化合物、氧雜環丁烷化合物及苯并㗁𠯤(benzoxazine)化合物組成的群組中之至少1種化合物作為其他交聯劑亦較佳。
-環氧化合物(具有環氧基之化合物)-
作為環氧化合物,在一分子中具有2個以上的環氧基之化合物為較佳。環氧基在200℃以下進行交聯反應,且不會引起來自於交聯之脫水反應,因此不易引起膜收縮。因此,藉由含有環氧化合物,可有效地抑制樹脂組成物的低溫硬化及翹曲。
環氧化合物含有聚環氧乙烷基為較佳。藉此,彈性模數進一步下降,能夠抑制翹曲。聚環氧乙烷基表示環氧乙烷的重複單元數為2以上的基,重複單元數為2~15為較佳。
作為環氧化合物的例子,能夠舉出:雙酚A型環氧樹脂;雙酚F型環氧樹脂;丙二醇二環氧丙醚、新戊二醇二環氧丙醚、乙二醇二環氧丙醚、丁二醇二環氧丙醚、六亞甲基二醇二環氧丙醚、三羥甲基丙烷三環氧丙醚等伸烷基二醇型環氧樹脂或多價醇烴型環氧樹脂;聚丙二醇二環氧丙醚等聚伸烷基二醇型環氧樹脂;聚甲基(環氧丙氧基丙基)矽氧烷等含環氧基矽酮等,但並不限定於該等。具體而言,可舉出EPICLON (註冊商標,以下相同)850-S、EPICLON HP-4032、EPICLON HP-7200、EPICLON HP-820、EPICLON HP-4700、EPICLON HP-4770、EPICLON EXA-830LVP、EPICLON EXA-8183、EPICLON EXA-8169、EPICLON N-660、EPICLON N-665-EXP-S、EPICLON N-740(以上為商品名,DIC Corporation製造)、RIKARESIN (註冊商標,以下相同)BEO-20E、RIKARESIN BEO-60E、RIKARESIN HBE-100、RIKARESIN DME-100、RIKARESIN L-200(以上為商品名,New Japan Chemical Co., Ltd.製造)、EP-4003S、EP-4000S、EP-4088S、EP-3950S(以上為商品名,ADEKA CORPORATION製造)、CELLOXIDE (註冊商標,以下相同)2021P、CELLOXIDE 2081、CELLOXIDE 2000、EHPE3150、Epolead (註冊商標,以下相同)GT401、Epolead PB4700、Epolead PB3600(以上為商品名,Daicel Chemical Industries, Ltd.製造)、NC-3000、NC-3000-L、NC-3000-H、NC-3000-FH-75M、NC-3100、CER-3000-L、NC-2000-L、XD-1000、NC-7000L、NC-7300L、EPPN-501H、EPPN-501HY、EPPN-502H、EOCN-1020、EOCN-102S、EOCN-103S、EOCN-104S、CER-1020、EPPN-201、BREN-S、BREN-10S(以上為商品名,Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)等。又,亦能夠較佳地使用以下化合物。
[化學式42]
式中,n為1~5的整數,m為1~20的整數。
上述結構中,從兼顧耐熱性和提高伸長率之觀點而言,n為1~2,m為3~7為較佳。
-氧雜環丁烷化合物(具有氧雜環丁烷基之化合物)-
作為氧雜環丁烷化合物,能夠舉出在一分子中具有兩個以上的氧雜環丁烷環之化合物、3-乙基-3-羥甲氧雜環丁烷、1,4-雙{[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲氧基]甲基}苯、3-乙基-3-(2-乙基己基甲基)氧雜環丁烷、1,4-苯二羧酸-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁基)甲基]酯等。作為具體例,能夠較佳地使用TOAGOSEI CO., LTD.製造的ARON OXETANE系列(例如,OXT-121、OXT-221),該等可以單獨使用,或可以混合使用2種以上。
-苯并㗁𠯤化合物(具有苯并㗁唑基之化合物)-
關於苯并㗁𠯤化合物,由於由開環加成反應所引起之交聯反應而在硬化時不產生脫氣,進而減少熱收縮而抑制產生翹曲,因此為較佳。
作為苯并㗁𠯤化合物的較佳的例子,可舉出P-d型苯并㗁𠯤、F-a型苯并㗁𠯤(以上為商品名,Shikoku Chemicals Corporation製造)、聚羥基苯乙烯樹脂的苯并㗁𠯤加成物、酚醛清漆型二氫苯并㗁𠯤化合物。該等可以單獨使用,或可以混合使用2種以上。
相對於樹脂組成物的總固體成分,其他交聯劑的含量為0.1~30質量%為較佳,0.1~20質量%為更佳,0.5~15質量%為進一步較佳,1.0~10質量%為特佳。其他交聯劑可以僅含有1種,亦可以含有2種以上。在含有2種以上的其他交聯劑之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
〔聚合起始劑〕
本發明的樹脂組成物含有聚合起始劑為較佳。聚合起始劑可以為熱聚合起始劑,亦可以為光聚合起始劑,尤其含有光聚合起始劑為較佳。
光聚合起始劑為光自由基聚合起始劑為較佳。作為光自由基聚合起始劑,沒有特別限制,能夠從公知的光自由基聚合起始劑中適當選擇。例如,對從紫外線區域至可見區域的光線具有感光性之光自由基聚合起始劑為較佳。又,可以為與光激發之增感劑作用而生成活性自由基之活性劑。
光自由基聚合起始劑至少含有1種在波長約240~800nm(較佳為330~500nm)的範圍內至少具有約50L・mol
-1・cm
-1的莫耳吸光係數之化合物為較佳。化合物的莫耳吸光係數能夠使用公知的方法來進行測量。例如,藉由紫外可見分光光度計(Varian公司製Cary-5 spectrophotometer),並使用乙酸乙酯溶劑以0.01g/L的濃度進行測量為較佳。
作為光自由基聚合起始劑,能夠任意使用公知的化合物。例如,可舉出鹵化烴衍生物(例如具有三𠯤骨架之化合物、具有㗁二唑骨架之化合物、具有三鹵甲基之化合物等)、醯基氧化膦等醯基膦化合物、六芳基雙咪唑、肟衍生物等肟化合物、有機過氧化物、硫化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚、胺基苯乙酮等α-胺基酮化合物、羥基苯乙酮等α-羥基酮化合物、偶氮系化合物、疊氮化合物、茂金屬化合物、有機硼化合物、鐵芳烴錯合物等。關於該等的詳細內容,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0165~0182、國際公開第2015/199219號的0138~0151段的記載,該內容併入本說明書中。又,可舉出日本特開2014-130173號公報的0065~0111段、日本專利第6301489號公報中記載之化合物、MATERIAL STAGE 37~60p,vol.19,No.3,2019中記載之過氧化物系光聚合起始劑、國際公開第2018/221177號中記載之光聚合起始劑、國際公開第2018/110179號中記載之光聚合起始劑、日本特開2019-043864號公報中記載之光聚合起始劑、日本特開2019-044030號公報中記載之光聚合起始劑、日本特開2019-167313號公報中記載之過氧化物系起始劑,該等內容併入本說明書中。
作為酮化合物,例如,可例示日本特開2015-087611號公報的0087段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。在市售品中,亦可較佳地使用KAYACURE DETX-S(Nippon Kayaku Co.,Ltd.製造)。
在本發明的一實施態樣中,作為光自由基聚合起始劑,能夠較佳地使用羥基苯乙酮化合物、胺基苯乙酮化合物及醯基膦化合物。更具體而言,例如,能夠使用日本特開平10-291969號公報中記載之胺基苯乙酮系起始劑、日本專利第4225898號中記載之醯基氧化膦系起始劑,該內容併入本說明書中。又,作為醯基氧化膦,亦能夠較佳地使用2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等。又,作為醯基氧化膦系起始劑的市售品,可舉出Omnirad TPO H等。
作為α-羥基酮系起始劑,能夠使用Omnirad 184、Omnirad 1173、Omnirad 2959、Omnirad 127(以上,IGM Resins B.V.公司製造)、IRGACURE 184(IRGACURE為註冊商標)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(以上,BASF公司製造)。
作為α-胺基酮系起始劑,能夠使用Omnirad 907、Omnirad 369、Omnirad 369E、Omnirad 379EG(以上,IGM Resins B.V.公司製造)、IRGACURE 907、IRGACURE 369、及IRGACURE 379(以上,BASF公司製造)。
作為胺基苯乙酮系起始劑、醯基氧化膦系起始劑、茂金屬化合物,例如亦能夠較佳地使用國際公開第2021/112189號的0161~0163段中記載之化合物。該內容併入本說明書中。
作為光自由基聚合起始劑,更佳為舉出肟化合物。藉由使用肟化合物,能夠更有效地提高曝光寬容度。肟化合物中,曝光寬容度(曝光餘裕度)較廣,且還作為光硬化促進劑而發揮作用,因此為特佳。
作為肟化合物的具體例,可舉出日本特開2001-233842號公報中記載之化合物、日本特開2000-080068號公報中記載之化合物、日本特開2006-342166號公報中記載之化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.1653-1660)中記載之化合物、J.C.S.Perkin II(1979年、pp.156-162)中記載之化合物、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年、pp.202-232)中記載之化合物、日本特開2000-066385號公報中記載之化合物、日本特表2004-534797號公報中記載之化合物、日本特開2017-019766號公報中記載之化合物、日本專利第6065596號公報中記載之化合物、國際公開第2015/152153號中記載之化合物、國際公開第2017/051680號中記載之化合物、日本特開2017-198865號公報中記載之化合物、國際公開第2017/164127號的0025~0038段中記載之化合物、國際公開第2013/167515號中記載之化合物等,該內容併入本說明書中。
作為較佳的肟化合物,例如可舉出下述結構的化合物、或3-(苯甲醯氧基(亞胺基))丁烷-2-酮、3-(乙醯氧基(亞胺基))丁烷-2-酮、3-(丙醯氧基(亞胺基))丁烷-2-酮、2-(乙醯氧基(亞胺基))戊烷-3-酮、2-(乙醯氧基(亞胺基))-1-苯基丙烷-1-酮、2-(苯甲醯氧基(亞胺基))-1-苯基丙烷-1-酮、3-((4-甲苯磺醯氧基)亞胺基)丁烷-2-酮及2-(乙氧基羰氧基(亞胺基))-1-苯基丙烷-1-酮、5-(4-異丙基苯硫基)-1,2-茚烷二酮、2-(O-乙醯基)肟等。在樹脂組成物中,尤其使用肟化合物作為光自由基聚合起始劑為較佳。作為光自由基聚合起始劑的肟化合物在分子內具有>C=N-O-C(=O)-的連結基。
[化學式43]
作為肟化合物的市售品,可舉出IRGACURE OXE 01、IRGACURE OXE 02、IRGACURE OXE 03、IRGACURE OXE 04(以上,BASF公司製造)、Omnirad 1312(IGM Resins B.V.公司製造)、Adeka Optomer N-1919(ADEKA CORPORATION製造,日本特開2012-014052號公報中記載之光自由基聚合起始劑2)、TR-PBG-304、TR-PBG-305(Changzhou Tronly New Electronic Materials CO.,LTD.製造)、ADEKA ARKLS NCI-730、NCI-831及ADEKA ARKLS NCI-930(ADEKA CORPORATION製造)、DFI-091(DAITO CHEMIX Co., Ltd.製造)、SpeedCure PDO(SARTOMER ARKEMA集團製造)。又,亦能夠使用下述結構的肟化合物。
[化學式44]
作為光自由基聚合起始劑,例如亦能夠使用國際公開第2021/112189號的0169~0171段中記載之具有茀環之肟化合物、具有咔唑環中的至少1個苯環成為萘環之骨架之肟化合物、具有氟原子之肟化合物。
又,亦能夠使用國際公開第2021/020359號的0208~0210段中記載之具有硝基之肟化合物、具有苯并呋喃骨架之肟化合物、在咔唑骨架上鍵結了具有羥基之取代基之肟化合物。該等內容併入本說明書中。
作為光聚合起始劑,亦能夠使用具有在芳香族環中導入了拉電子基之芳香族環基Ar
OX1之肟化合物(以下,亦稱為肟化合物OX)。作為上述芳香族環基Ar
OX1所具有之拉電子基,可舉出醯基、硝基、三氟甲基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、氰基,醯基及硝基為較佳,從容易形成耐光性優異的膜之理由而言,醯基為更佳,苯甲醯基為進一步較佳。苯甲醯基可以具有取代基。作為取代基,鹵素原子、氰基、硝基、羥基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、雜環基、雜環氧基、烯基、烷基硫基、芳基硫基、醯基或胺基為較佳,烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、雜環氧基、烷基硫基、芳基硫基或胺基為更佳,烷氧基、烷基硫基或胺基為進一步較佳。
肟化合物OX為選自由式(OX1)表示之化合物及由式(OX2)表示之化合物中之至少1種為較佳,由式(OX2)表示之化合物為更佳。
[化學式45]
式中,R
X1表示烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、雜環基、雜環氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、醯基、醯氧基、胺基、膦醯基、胺甲醯基或胺磺醯基,
R
X2表示烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、雜環基、雜環氧基、烷基硫基、芳基硫基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、醯氧基或胺基,
R
X3~R
X14分別獨立地表示氫原子或取代基。
但是,R
X10~R
X14中的至少一個為拉電子基。
在上述式中,R
X12為拉電子基,R
X10、R
X11、R
X13、R
X14為氫原子為較佳。
作為肟化合物OX的具體例,可舉出日本專利第4600600號公報的0083~0105段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
作為特佳之肟化合物,可舉出日本特開2007-269779號公報中所示出之具有特定取代基之肟化合物、日本特開2009-191061號公報中所示出之具有硫芳基之肟化合物等,該內容併入本說明書中。
從曝光靈敏度的觀點而言,光自由基聚合起始劑為選自由三鹵甲基三𠯤化合物、苄基二甲基縮酮化合物、α-羥基酮化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、鎓鹽化合物、苯并噻唑化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、環戊二烯基-苯-鐵錯合物及其鹽、鹵甲基㗁二唑化合物、3-芳基取代香豆素化合物組成的群組中之化合物為較佳。
又,光自由基聚合起始劑為三鹵甲基三𠯤化合物、α-胺基酮化合物、醯基膦化合物、氧化膦化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、鎓鹽化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物,選自由三鹵甲基三𠯤化合物、α-胺基酮化合物、茂金屬化合物、肟化合物、三芳基咪唑二聚體、二苯甲酮化合物組成的群組中之至少1種化合物為更佳,茂金屬化合物或肟化合物為進一步較佳。
作為光自由基聚合起始劑,亦能夠使用國際公開第2021/020359號的0175~0179段中記載之化合物、國際公開第2015/125469號的0048~0055段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
作為光自由基聚合起始劑,可以使用2官能或3官能以上的光自由基聚合起始劑。藉由使用這樣的光自由基聚合起始劑,由光自由基聚合起始劑的1個分子產生2個以上的自由基,因此能夠得到良好的靈敏度。又,在使用非對稱結構的化合物之情況下,結晶性下降而在溶劑等中的溶解性得到提高,不易隨著時間析出,能夠提高樹脂組成物的經時穩定性。作為2官能或3官能以上的光自由基聚合起始劑的具體例,可舉出日本特表2010-527339號公報、日本特表2011-524436號公報、國際公開第2015/004565號、日本特表2016-532675號公報的0407~0412段、國際公開第2017/033680號的0039~0055段中記載之肟化合物的二聚體、日本特表2013-522445號公報中記載之化合物(E)及化合物(G)、國際公開第2016/034963號中記載之Cmpd1~7、日本特表2017-523465號公報的0007段中記載之肟酯類光起始劑、日本特開2017-167399號公報的0020~0033段中記載之光起始劑、日本特開2017-151342號公報的0017~0026段中記載之光聚合起始劑(A)、日本專利第6469669號公報中記載之肟酯光起始劑等,該內容併入本說明書中。
在樹脂組成物含有光聚合起始劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,其含量為0.1~30質量%為較佳,0.1~20質量%為更佳,0.5~15質量%為進一步較佳,1.0~10質量%為更進一步較佳。光聚合起始劑可以僅含有1種,亦可以含有2種以上。在含有2種以上的光聚合起始劑之情況下,合計量在上述範圍內為較佳。
另外,由於光聚合起始劑有時亦作為熱聚合起始劑發揮作用,因此有時藉由烘箱或加熱板等的加熱而進一步進行基於光聚合起始劑的交聯。
〔增感劑〕
樹脂組成物可以含有增感劑。增感劑吸收特定的活性放射線而成為電子激發狀態。成為電子激發狀態之增感劑與熱自由基聚合起始劑、光自由基聚合起始劑等接觸,產生電子轉移、能量轉移、發熱等作用。藉此,熱自由基聚合起始劑、光自由基聚合起始劑發生化學變化而分解,生成自由基、酸或鹼。
作為能夠使用的增感劑,能夠使用二苯甲酮系、米蚩酮系、香豆素系、吡唑偶氮系、苯胺基偶氮系、三苯甲烷系、蒽醌系、蒽系、蒽吡啶酮系、亞芐基系、氧雜菁系、吡唑并三唑偶氮系、吡啶酮偶氮系、花青系、啡噻𠯤系、吡咯并吡唑偶氮次甲基系、二苯并哌喃系、酞青系、苯并哌喃系、靛藍系等化合物。
作為增感劑,例如可舉出米蚩酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、2,5-雙(4’-二乙基胺基亞苄基)環戊烷、2,6-雙(4’-二乙基胺基亞苄基)環己酮、2,6-雙(4’-二乙基胺基亞苄基)-4-甲基環己酮、4,4’-雙(二甲基胺基)查耳酮、4,4’-雙(二乙基胺基)查耳酮、對二甲基胺基苯亞烯丙基二氫茚酮(p-dimethylamino cinnamylidene indanone)、對二甲基胺基亞芐基二氫茚酮、2-(對二甲基胺基苯基聯苯)-苯并噻唑、2-(對二甲基胺基苯基伸乙烯基)苯并噻唑、2-(對二甲基胺基苯基伸乙烯基)異萘噻唑、1,3-雙(4’-二甲基胺基亞苄基)丙酮、1,3-雙(4’-二乙基胺基亞苄基)丙酮、3,3’-羰基-雙(7-二乙基胺基香豆素)、3-乙醯基-7-二甲基胺基香豆素、3-乙氧基羰基-7-二甲基胺基香豆素、3-芐氧基羰基-7-二甲基胺基香豆素、3-甲氧基羰基-7-二乙基胺基香豆素、3-乙氧基羰基-7-二乙基胺基香豆素(7-(二乙基胺基)香豆素-3-羧酸乙酯)、N-苯基-N’-乙基乙醇胺、N-苯基二乙醇胺、N-對甲苯二乙醇胺、N-苯基乙醇胺、4-𠰌啉基二苯甲酮、二甲基胺基苯甲酸異戊酯、二乙基胺基苯甲酸異戊酯、2-巰基苯并咪唑、1-苯基-5-巰基四唑、2-巰基苯并噻唑、2-(對二甲基胺基苯乙烯基)苯并㗁唑、2-(對二甲基胺基苯乙烯基)苯并噻唑、2-(對二甲基胺基苯乙烯基)萘并(1,2-d)噻唑、2-(對二甲基胺基苯甲醯基)苯乙烯、二苯基乙醯胺、苯并醯苯胺、N-甲基乙醯苯胺、3’,4’-二甲基乙醯苯胺等。
又,亦可以使用其他增感色素。
關於增感色素的詳細內容,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0161~0163段的記載,該內容併入本說明書中。
在樹脂組成物含有增感劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,增感劑的含量為0.01~20質量%為較佳,0.1~15質量%為更佳,0.5~10質量%為進一步較佳。增感劑可以單獨使用1種,亦可以同時使用2種以上。
〔鏈轉移劑〕
本發明的樹脂組成物可以含有鏈轉移劑。鏈轉移劑例如在高分子詞典第三版(高分子學會(The Society of Polymer Science, Japan)編,2005年)683-684頁中被定義。作為鏈轉移劑,例如使用在分子內具有-S-S-、-SO
2-S-、-N-O-、SH、PH、SiH、及GeH之化合物群組、在RAFT(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer:可逆加成斷裂鏈轉移)聚合中使用之具有硫羰基硫基之二硫代苯甲酸酯、三硫代碳酸酯、二硫代胺基甲酸酯、黃原酸酯化合物等。該等向低活性自由基供給氫而生成自由基,或經氧化後,藉由去質子而能夠生成自由基。尤其,能夠較佳地使用硫醇化合物。
又,鏈轉移劑亦能夠使用國際公開第2015/199219號的0152~0153段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
在樹脂組成物具有鏈轉移劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分100質量份,鏈轉移劑的含量為0.01~20質量份為較佳,0.1~10質量份為更佳,0.5~5質量份為進一步較佳。鏈轉移劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。在鏈轉移劑為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<鹼產生劑>
本發明的樹脂組成物可以含有鹼產生劑。在此,鹼產生劑係指能夠藉由物理或化學作用產生鹼之化合物。作為較佳的鹼產生劑,可舉出熱鹼產生劑及光鹼產生劑。
藉由樹脂組成物含有熱鹼產生劑,例如能夠藉由加熱促進前驅物的環化反應,硬化物的機械特性或耐藥品性變得良好,例如作為半導體封裝中含有之再配線層用層間絕緣膜的性能變得良好。
作為鹼產生劑,可以為離子型鹼產生劑,亦可以為非離子型鹼產生劑。作為由鹼產生劑產生之鹼,例如可舉出二級胺、三級胺。
鹼產生劑沒有特別限定,能夠使用公知的鹼產生劑。作為公知的鹼產生劑,例如可舉出胺甲醯基肟化合物、胺甲醯基羥基胺化合物、胺基甲酸化合物、甲醯胺化合物、乙醯胺化合物、胺基甲酸酯化合物、苄基胺基甲酸酯化合物、硝基苄基胺基甲酸酯化合物、磺醯胺化合物、咪唑衍生物化合物、胺醯亞胺化合物、吡啶衍生物化合物、α-胺基苯乙酮衍生物化合物、四級銨鹽衍生物化合物、亞胺鹽、吡啶鎓鹽、α-內酯環衍生物化合物、胺醯亞胺化合物、鄰苯二甲醯亞胺衍生物化合物、醯氧基亞胺基化合物等。
作為非離子型鹼產生劑的具體的化合物,可舉出由式(B1)、式(B2)或式(B3)表示之化合物。
[化學式46]
式(B1)及式(B2)中,Rb
1、Rb
2及Rb
3分別獨立地表示不具有三級胺結構之有機基、鹵素原子或氫原子。但是,Rb
1及Rb
2不會同時成為氫原子。又,Rb
1、Rb
2及Rb
3均不具有羧基。另外,在本說明書中,三級胺結構係指3價氮原子的3個鍵結鍵均與烴基的碳原子共價鍵結之結構。因此,在與3價氮原子鍵結之碳原子為構成羰基之碳原子之情況下,亦即在與氮原子一起形成醯胺基之情況下,不是三級胺結構。
式(B1)及式(B2)中,Rb
1、Rb
2及Rb
3中的至少1個含有環狀結構為較佳,至少2個含有環狀結構為更佳。作為環狀結構,可以為單環及縮合環中的任一者,單環或2個單環稠合而成之縮合環為較佳。單環為5員環或6員環為較佳,6員環為更佳。單環為環己烷環及苯環為較佳,環己烷環為更佳。
更具體而言,Rb
1及Rb
2為氫原子、烷基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)、烯基(碳數2~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)、或芳基烷基(碳數7~25為較佳,7~19為更佳,7~12為進一步較佳)為較佳。該等基可以具有取代基。Rb
1與Rb
2可以彼此鍵結而形成環。作為所形成之環,4~7員的含氮雜環為較佳。Rb
1及Rb
2為可以具有取代基之直鏈、支鏈、或環狀的烷基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)為較佳,可以具有取代基之環烷基(碳數3~24為較佳,3~18為更佳,3~12為進一步較佳)為更佳,可以具有取代基之環己基為進一步較佳。
作為Rb
3,可舉出烷基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)、烯基(碳數2~24為較佳,2~12為更佳,2~6為進一步較佳)、芳基烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~12為進一步較佳)、芳基烯基(碳數8~24為較佳,8~20為更佳,8~16為進一步較佳)、烷氧基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)、芳氧基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~12為進一步較佳)、或芳基烷氧基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~12為進一步較佳)。其中,環烷基(碳數3~24為較佳,3~18為更佳,3~12為進一步較佳)、芳基烯基、芳基烷氧基為較佳。Rb
3可以進一步具有取代基。
由式(B1)表示之化合物為由下述式(B1-1)或下述式(B1-2)表示之化合物為較佳。
[化學式47]
式中,Rb
11及Rb
12、以及Rb
31及Rb
32分別與式(B1)中的Rb
1及Rb
2相同。
Rb
13為烷基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)、烯基(碳數2~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~12為進一步較佳)、芳基烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~12為進一步較佳),可以具有取代基。其中,Rb
13為芳基烷基為較佳。
Rb
33及Rb
34分別獨立地為氫原子、烷基(碳數1~12為較佳,1~8為更佳,1~3為進一步較佳)、烯基(碳數2~12為較佳,2~8為更佳,2~3為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)、芳基烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳),氫原子為較佳。
Rb
35為烷基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,3~8為進一步較佳)、烯基(碳數2~12為較佳,2~10為更佳,3~8為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~12為進一步較佳)、芳基烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~12為進一步較佳),芳基為較佳。
由式(B1-1)表示之化合物為由式(B1-1a)表示之化合物為較佳。
[化學式48]
Rb
11及Rb
12與式(B1-1)中的Rb
11及Rb
12同義。
Rb
15及Rb
16為氫原子、烷基(碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳)、烯基(碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳)、芳基烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳),氫原子或甲基為較佳。
Rb
17為烷基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,3~8為進一步較佳)、烯基(碳數2~12為較佳,2~10為更佳,3~8為進一步較佳)、芳基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~12為進一步較佳)、芳基烷基(碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~12為進一步較佳),其中芳基為較佳。
[化學式49]
在式(B3)中,L表示在連結相鄰之氧原子與碳原子之連結鏈的路徑上具有飽和烴基之2價烴基,且該烴基為連結鏈的路徑上的原子數為3以上之烴基。又,R
N1及R
N2分別獨立地表示1價有機基。
在本說明書中,“連結鏈”係指連結連結對象的2個原子或原子群組之間之路徑上的原子鏈中,以最短(最小原子數)連結該等連結對象者。例如,在由下述式表示之化合物中,L由伸苯基伸乙基構成,作為飽和烴基具有伸乙基,連結鏈由4個碳原子構成,連結鏈的路徑上的原子數(亦即,為構成連結鏈之原子的數量,以下,還稱為“連結鏈長”或“連結鏈的長度”。)為4。
[化學式50]
式(B3)中的L中的碳數(還含有除了連結鏈中的碳原子以外的碳原子)為3~24為較佳。上限為12以下為更佳,10以下為進一步較佳,8以下為特佳。下限為4以上為更佳。從快速進行上述分子內環化反應之觀點而言,L的連結鏈長的上限為12以下為較佳,8以下為更佳,6以下為進一步較佳,5以下為特佳。尤其,L的連結鏈長為4或5為較佳,4為最佳。作為鹼產生劑的具體較佳的化合物,例如亦可舉出國際公開第2020/066416號的0102~0168段中記載之化合物、國際公開第2018/038002號的0143~0177段中記載之化合物。
又,鹼產生劑含有由下述式(N1)表示之化合物亦較佳。
[化學式51]
式(N1)中,R
N1及R
N2分別獨立地表示1價有機基,R
C1表示氫原子或保護基,L表示2價連結基。
L為2價連結基,2價有機基為較佳。連結基的連結鏈長為1以上為較佳,2以上為更佳。作為上限,12以下為較佳,8以下為更佳,5以下為進一步較佳。連結鏈長係指在式中的2個羰基之間成為最短路徑之原子排列中存在之原子的數量。
式(N1)中,R
N1及R
N2分別獨立地表示1價有機基(碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳),烴基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,1~10為進一步較佳)為較佳,具體而言,能夠舉出脂肪族烴基(碳數1~24為較佳,1~12為更佳,1~10為進一步較佳)或芳香族烴基(碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳),脂肪族烴基為較佳。作為R
N1及R
N2,若使用脂肪族烴基,則所產生之鹼的鹼性高,因此較佳。另外,脂肪族烴基及芳香族烴基可以具有取代基,並且脂肪族烴基及芳香族烴基在脂肪族烴鏈中或芳香環中可以在取代基中具有氧原子。尤其,可例示脂肪族烴基在烴鏈中具有氧原子之態樣。
作為構成R
N1及R
N2之脂肪族烴基,可舉出直鏈狀或支鏈狀烷基、環狀烷基、含有鏈狀烷基與環狀烷基的組合之基、在鏈中具有氧原子之烷基。直鏈狀或支鏈狀烷基為碳數1~24為較佳,2~18為更佳,3~12為進一步較佳。作為直鏈狀或支鏈狀烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、異丙基、異丁基、三級丁基、三級丁基、異戊基、新戊基、三級戊基、異己基等。
環狀烷基為碳數3~12為較佳,3~6為更佳。作為環狀烷基,例如可舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環辛基等。
含有鏈狀烷基與環狀烷基的組合之基為碳數4~24為較佳,4~18為更佳,4~12為進一步較佳。含有鏈狀烷基與環狀烷基的組合之基例如可舉出環己基甲基、環己基乙基、環己基丙基、甲基環己基甲基、乙基環己基乙基等。
在鏈中具有氧原子之烷基為碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~4為進一步較佳。在鏈中具有氧原子之烷基可以為鏈狀,亦可以為環狀,可以為直鏈,亦可以為支鏈。
其中,從提高後述的分解生成鹼的沸點之觀點而言,R
N1及R
N2為碳數5~12的烷基為較佳。但是,在重視與金屬(例如銅)層積層時的密接性之配方中,具有環狀的烷基之基或碳數1~8的烷基為較佳。
R
N1及R
N2可以彼此連結而形成環狀結構。環狀結構可以在鏈中具有氧原子等。又,R
N1及R
N2所形成之環狀結構可以為單環,亦可以為縮合環,單環為較佳。作為所形成之環狀結構,式(N1)中的含有氮原子之5員環或6員環為較佳,例如,可舉出吡咯環、咪唑環、吡唑環、吡咯啉環、吡咯啶環、咪唑環、吡唑啶環、哌啶環、哌𠯤環、𠰌啉環等,且可較佳地舉出吡咯啉環、吡咯啶環、哌啶環、哌𠯤環、𠰌啉環。
R
C1表示氫原子或保護基,氫原子為較佳。
作為保護基,藉由酸或鹼的作用進行分解之保護基為較佳,可較佳地舉出藉由酸進行分解之保護基。
作為保護基的具體例,可舉出鏈狀或環狀的烷基或在鏈中具有氧原子之鏈狀或環狀的烷基。作為鏈狀或環狀的烷基,可舉出甲基、乙基、異丙基、三級丁基、環己基等。作為在鏈中具有氧原子之鏈狀的烷基,可舉出烷氧基烷基,甲氧基甲基(MOM)、乙氧基乙基(EE)等為較佳。作為在鏈中具有氧原子之環狀的烷基,可舉出環氧基、環氧丙基、氧雜環丁烷基、四氫呋喃基、四氫吡喃(THP)基等。
式(N1)中,構成L之2價連結基沒有特別限定,烴基為較佳,脂肪族烴基為更佳。烴基可以具有取代基,亦可以在烴鏈中具有除了碳原子以外的原子。2價連結基為可以在鏈中具有氧原子之2價烴連結基為更佳,可以在鏈中具有氧原子之2價脂肪族烴基、2價芳香族烴基、或含有可以在鏈中具有氧原子之2價脂肪族烴基與2價芳香族烴基的組合之基為進一步較佳,可以在鏈中具有氧原子之2價脂肪族烴基為更進一步較佳。該等基可以不具有氧原子。
2價烴連結基為碳數1~24為較佳,2~12為更佳,2~6為進一步較佳。2價脂肪族烴基為碳數1~12為較佳,2~6為更佳,2~4為進一步較佳。2價芳香族烴基為碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳。含有2價脂肪族烴基與2價芳香族烴基的組合之基(例如,伸芳基烷基)為碳數7~22為較佳,7~18為更佳,7~10為進一步較佳。
具體而言,連結基L為直鏈狀或支鏈狀伸烷基、環狀伸烷基、含有鏈狀伸烷基與環狀伸烷基的組合之基、在鏈中具有氧原子之伸烷基、直鏈狀或支鏈狀的伸烯基、環狀的伸烯基、伸芳基、伸芳基伸烷基為較佳。
直鏈狀或支鏈狀伸烷基為碳數1~12為較佳,2~6為更佳,2~4為進一步較佳。
環狀伸烷基為碳數3~12為較佳,3~6為更佳。
含有鏈狀伸烷基與環狀伸烷基的組合之基的碳數為4~24為較佳,4~12為更佳,4~6為進一步較佳。
在鏈中具有氧原子之伸烷基可以為鏈狀,亦可以為環狀,可以為直鏈,亦可以為支鏈。在鏈中具有氧原子之伸烷基為碳數1~12為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。
直鏈狀或支鏈狀的伸烯基為碳數2~12為較佳,2~6為更佳,2~3為進一步較佳。直鏈狀或支鏈狀的伸烯基為C=C鍵的數量為1~10為較佳,1~6為更佳,1~3為進一步較佳。
環狀的伸烯基為碳數3~12為較佳,3~6為更佳。環狀的伸烯基的C=C鍵的數量為1~6為較佳,1~4為更佳,1~2為進一步較佳。
伸芳基為碳數6~22為較佳,6~18為更佳,6~10為進一步較佳。
伸芳基伸烷基為碳數7~23為較佳,7~19為更佳,7~11為進一步較佳。
其中,鏈狀伸烷基、環狀伸烷基、在鏈中具有氧原子之伸烷基、鏈狀的伸烯基、伸芳基、伸芳基伸烷基為較佳,1,2-伸乙基、丙二基(尤其,1,3-丙二基)、環己二基(尤其,1,2-環己二基)、伸乙烯基(尤其,順式伸乙烯基)、伸苯基(1,2-伸苯基)、伸苯基亞甲基(尤其,1,2-伸苯基亞甲基)、乙烯氧基伸乙基(尤其,1,2-乙烯氧基-1,2-伸乙基)為更佳。
作為鹼產生劑,可舉出下述化合物,但並不限定於該等。
[化學式52]
非離子型鹼產生劑的分子量為800以下為較佳,600以下為更佳,500以下為進一步較佳。下限為100以上為較佳,200以上為更佳,300以上為進一步較佳。
作為離子型鹼產生劑的具體較佳的化合物,例如可舉出國際公開第2018/038002號的0148~0163段中記載之化合物。
作為銨鹽的具體例,可舉出下述化合物,但並不限定於該等。
[化學式53]
作為亞胺鹽的具體例,可舉出下述化合物,但並不限定於該等。
[化學式54]
在樹脂組成物含有鹼產生劑之情況下,相對於樹脂組成物中的樹脂100質量份,鹼產生劑的含量為0.1~50質量份為較佳。下限為0.3質量份以上為更佳,0.5質量份以上為進一步較佳。上限為30質量份以下為更佳,20質量份以下為進一步較佳,10質量份以下為進一步較佳,5質量份以下為更進一步較佳,4質量份以下為特佳。
鹼產生劑能夠使用1種或2種以上。在使用2種以上之情況下,合計量在上述範圍內為較佳。
<溶劑>
本發明的樹脂組成物含有溶劑為較佳。
溶劑能夠任意使用公知的溶劑。溶劑較佳為有機溶劑。作為有機溶劑,可舉出酯類、醚類、酮類、環狀烴類、亞碸類、醯胺類、脲類、醇類等化合物。
作為酯類,例如可較佳地舉出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸己酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯、ε-己內酯、δ-戊內酯、烷氧基乙酸烷基酯(例如,烷氧基乙酸甲酯、烷氧基乙酸乙酯、烷氧基乙酸丁酯(例如,甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等))、3-烷氧基丙酸烷基酯類(例如,3-烷氧基丙酸甲酯、3-烷氧基丙酸乙酯等(例如,3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等))、2-烷氧基丙酸烷基酯類(例如,2-烷氧基丙酸甲酯、2-烷氧基丙酸乙酯、2-烷氧基丙酸丙酯等(例如,2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯))、2-烷氧基-2-甲基丙酸甲酯及2-烷氧基-2-甲基丙酸乙酯(例如,2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等)、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯等。
作為醚類,例如可較佳地舉出乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇丁基甲基醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、四氫呋喃、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙酸甲賽璐蘇、乙酸乙賽璐蘇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇單丙醚乙酸酯、二丙二醇二甲醚等。
作為酮類,例如可較佳地舉出甲乙酮、環己酮、環戊酮、2-庚酮、3-庚酮、3-甲基環己酮、左旋葡糖烯酮、二氫左旋葡糖烯酮等。
作為環狀烴類,例如可較佳地舉出甲苯、二甲苯、苯甲醚等芳香族烴類、檸檬烯等環式萜烯類。
作為亞碸類,例如可較佳地舉出二甲基亞碸。
作為醯胺類,可較佳地舉出N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、N-環己基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基異丁醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、N-甲醯基𠰌啉、N-乙醯基𠰌啉等。
作為脲類,可較佳地舉出N,N,N’,N’-四甲基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等。
作為醇類,可舉出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、苯甲醇、乙二醇單甲醚、1-甲氧基-2-丙醇、2-乙氧基乙醇、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單己醚、三乙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、聚乙二醇單甲醚、聚丙二醇、四乙二醇、乙二醇單丁醚、乙二醇單苄醚、乙二醇單苯醚、甲基苯基甲醇、正戊醇、甲基戊醇及二丙酮醇等。
關於溶劑,從塗布面性狀的改良等觀點而言,混合2種以上之形態亦較佳。
在本發明中,選自3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙賽璐蘇、乳酸乙酯、二乙二醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環己酮、環戊酮、γ-丁內酯、二甲基亞碸、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、丙二醇甲醚及丙二醇甲醚乙酸酯、左旋葡糖烯酮、二氫左旋葡糖烯酮中之1種溶劑或由2種以上構成之混合溶劑為較佳。同時使用二甲基亞碸與γ-丁內酯、或同時使用N-甲基-2-吡咯啶酮與乳酸乙酯為特佳。
關於溶劑的含量,從塗布性的觀點而言,設為本發明的樹脂組成物的總固體成分濃度成為5~80質量%之量為較佳,設為成為5~75質量%之量為更佳,設為成為10~70質量%之量為進一步較佳,設為成為20~70質量%之量為進一步較佳。溶劑含量依據塗膜的所期望的厚度和塗布方法來進行調節即可。在含有2種以上的溶劑之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<金屬接著性改良劑>
從提高與用於電極或配線等之金屬材料的接著性之觀點而言,本發明的樹脂組成物含有金屬接著性改良劑為較佳。作為金屬接著性改良劑,可舉出具有烷氧基甲矽烷基之矽烷偶合劑、鋁系接著助劑、鈦系接著助劑、具有磺醯胺結構之化合物及具有硫脲結構之化合物、磷酸衍生物化合物、β-酮酯化合物、胺基化合物等。
〔矽烷偶合劑〕
作為矽烷偶合劑,例如可舉出國際公開第2021/112189號的0316段中記載之化合物、日本特開2018-173573的0067~0078段中記載之化合物,該等內容併入本說明書中。又,如日本特開2011-128358號公報的0050~0058段中所記載那樣使用不同的2種以上的矽烷偶合劑亦較佳。矽烷偶合劑使用下述化合物亦較佳。以下式中,Me表示甲基,Et表示乙基。又,下述R可舉出嵌段異氰酸酯基中的來自於嵌段化劑的結構。作為嵌段化劑,可以依據脫離溫度進行選擇,可舉出醇化合物、酚化合物、吡唑化合物、三唑化合物、內醯胺化合物、活性亞甲基化合物等。例如,從慾將脫離溫度設為160~180℃之觀點而言,己內醯胺等為較佳。作為這樣的化合物的市售品,可舉出X-12-1293(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)等。
[化學式55]
作為其他矽烷偶合劑,例如,可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基甲矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、三-(三甲氧基甲矽烷基丙基)異氰脲酸酯、3-脲基丙基三烷氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷、3-三甲氧基甲矽烷基丙基琥珀酸酐。該等能夠單獨使用1種或組合2種以上使用。
又,作為矽烷偶合劑,亦能夠使用具有複數個烷氧基甲矽烷基之寡聚物類型的化合物。
作為這樣的寡聚物類型的化合物,可舉出含有由下述式(S-1)表示之重複單元之化合物等。
[化學式56]
式(S-1)中,R
S1表示1價有機基,R
S2表示氫原子、羥基或烷氧基,n表示0~2的整數。
R
S1為含有聚合性基之結構為較佳。作為聚合性基,可舉出具有乙烯性不飽和鍵之基、環氧基、氧雜環丁烷基、苯并㗁唑基、嵌段異氰酸酯基、胺基等。作為具有乙烯性不飽和鍵之基,可舉出乙烯基、烯丙基、異烯丙基、2-甲基烯丙基、具有與乙烯基直接鍵結之芳香環之基(例如,乙烯基苯基等)、(甲基)丙烯醯胺基、(甲基)丙烯醯氧基等,乙烯基苯基、(甲基)丙烯醯胺基或(甲基)丙烯醯氧基為較佳,乙烯基苯基或(甲基)丙烯醯氧基為更佳,(甲基)丙烯醯氧基為進一步較佳。
R
S2為烷氧基為較佳,甲氧基或乙氧基為更佳。
n表示0~2的整數,1為較佳。
在此,寡聚物類型的化合物中含有之複數個由式(S-1)表示之重複單元的結構可以分別相同。
在此,在寡聚物類型的化合物中含有之複數個由式(S-1)表示之重複單元中的至少1個中n為1或2為較佳,在至少2個中n為1或2為更佳,在至少2個中n為1為進一步較佳。
作為這樣的寡聚物類型的化合物,能夠使用市售品,作為市售品,例如可舉出KR-513(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)。
〔鋁系接著助劑〕
作為鋁系接著助劑,例如能夠舉出三(乙醯乙酸乙酯)鋁、三(乙醯丙酮)鋁、乙醯乙酸乙酯二異丙醇鋁等。
作為其他金屬接著性改良劑,亦能夠使用日本特開2014-186186號公報的0046~0049段中記載之化合物、日本特開2013-072935號公報的0032~0043段中記載之硫化物系化合物,該等內容併入本說明書中。
相對於特定樹脂100質量份,金屬接著性改良劑的含量為0.01~30質量份為較佳,0.1~10質量份為更佳,0.5~5質量份為進一步較佳。藉由設為上述下限值以上,圖案與金屬層的接著性變得良好,藉由設為上述上限值以下,圖案的耐熱性、機械特性變得良好。金屬接著性改良劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。在使用2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<遷移抑制劑>
本發明的樹脂組成物還含有遷移抑制劑為較佳。對應於上述化合物B之化合物不對應於此處所說的遷移抑制劑。藉由含有遷移抑制劑,例如在將樹脂組成物適用於金屬層(或金屬配線)而形成膜時,能夠有效地抑制來自於金屬層(或金屬配線)的金屬離子向膜內移動。
作為遷移抑制劑,沒有特別限制,可舉出具有雜環(吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、㗁唑環、噻唑環、吡唑環、異㗁唑環、異噻唑環、四唑環、吡啶環、嗒𠯤環、嘧啶環、吡𠯤環、哌啶環、哌𠯤環、𠰌啉環、2H-哌喃環及6H-哌喃環、三𠯤環)之化合物、具有硫脲類及氫硫基之化合物、受阻酚系化合物、水楊酸衍生物系化合物、醯肼衍生物系化合物。尤其,能夠較佳地使用1,2,4-三唑、苯并三唑、3-胺基-1,2,4-三唑、3,5-二胺基-1,2,4-三唑等三唑系化合物、1H-四唑、5-苯基四唑、5-胺基―1H-四唑等四唑系化合物。
作為遷移抑制劑,亦能夠使用捕捉鹵素離子等陰離子之離子捕捉劑。
作為其他遷移抑制劑,例如能夠使用日本特開2013-015701號公報的0094段中記載之防鏽劑、日本特開2009-283711號公報的0073~0076段中記載之化合物、日本特開2011-059656號公報的0052段中記載之化合物、日本特開2012-194520號公報的0114、0116段及0118段中記載之化合物、國際公開第2015/199219號的0166段中記載之化合物等,該內容併入本說明書中。
作為遷移抑制劑的具體例,可舉出下述化合物。
[化學式57]
在本發明的樹脂組成物具有遷移抑制劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,遷移抑制劑的含量為0.01~5.0質量%為較佳,0.05~2.0質量%為更佳,0.1~1.0質量%為進一步較佳。
遷移抑制劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。在遷移抑制劑為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<聚合抑制劑>
本發明的樹脂組成物含有聚合抑制劑為較佳。作為聚合抑制劑,可舉出酚系化合物、醌系化合物、胺基系化合物、N-氧基自由基化合物系化合物、硝基系化合物、亞硝基系化合物、雜芳香環系化合物、金屬化合物等。
作為聚合抑制劑的具體的化合物,可舉出國際公開第2021/112189的0310段中記載之化合物、對氫醌、鄰氫醌、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧基自由基、啡㗁𠯤等。該內容併入本說明書中。
在本發明的樹脂組成物具有聚合抑制劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,聚合抑制劑的含量為0.01~20質量%為較佳,0.02~15質量%為更佳,0.05~10質量%為進一步較佳。
聚合抑制劑可以僅為1種,亦可以為2種以上。在聚合抑制劑為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<其他添加劑>
本發明的樹脂組成物在能夠得到本發明的效果之範圍內,依據需要,亦可以含有各種添加物,例如,界面活性劑、高級脂肪酸衍生物、熱聚合起始劑、無機粒子、紫外線吸收劑、有機鈦化合物、抗氧化劑、抗凝集劑、酚系化合物、其他高分子化合物、可塑劑、除酸劑及其他助劑類(例如,消泡劑、阻燃劑等)等。藉由適當含有該等成分,能夠調整膜物性等性質。關於該等成分,能夠參閱例如日本特開2012-003225號公報的0183段以後(對應的美國專利申請公開第2013/0034812號說明書的0237段)的記載、日本特開2008-250074號公報的0101~0104段、0107~0109段等的記載,該等內容併入本說明書中。在摻合該等添加劑之情況下,將其合計含量設為本發明的樹脂組成物的固體成分的3質量%以下為較佳。
〔界面活性劑〕
作為界面活性劑,能夠使用氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑、烴系界面活性劑等各種界面活性劑。界面活性劑可以為非離子型界面活性劑,亦可以為陽離子型界面活性劑,還可以為陰離子型界面活性劑。
藉由在本發明的感光性樹脂組成物中含有界面活性劑,製備塗布液組成物時的液體特性(尤其,流動性)進一步提高,能夠進一步改善塗布厚度的均勻性或省液性。亦即,在使用含有界面活性劑之塗布液形成膜之情況下,被塗布面與塗布液的界面張力下降,對被塗布面的潤濕性得到改善,對被塗布面的塗布性提高。因此,能夠更佳地形成厚度不均小的均勻的膜。
作為氟系界面活性劑,可舉出國際公開第2021/112189號的0328段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
作為氟系界面活性劑,亦能夠較佳地使用含有來自於具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯化合物的重複單元和來自於具有2以上(較佳為5以上)的伸烷氧基(較佳為乙烯氧基、丙烯氧基)之(甲基)丙烯酸酯化合物的重複單元之含氟高分子化合物,例如可舉出下述化合物。
[化學式58]
上述化合物的重量平均分子量為3,000~50,000為較佳,5,000~30,000為更佳。
氟系界面活性劑亦能夠使用在側鏈中具有乙烯性不飽和鍵之含氟聚合物作為氟系界面活性劑。作為具體例,可舉出日本特開2010-164965號公報的0050~0090段及0289~0295段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。又,作為市售品,例如可舉出DIC Corporation製造的MEGAFACE RS-101、RS-102、RS-718K等。
氟系界面活性劑中的氟含有率為3~40質量%為較佳,5~30質量%為更佳,7~25質量%為特佳。氟含有率在該範圍內之氟系界面活性劑在塗布膜的厚度的均勻性或省液性的觀點上有效,組成物中的溶解性亦良好。
作為矽酮系界面活性劑、烴系界面活性劑、非離子型界面活性劑、陽離子型界面活性劑、陰離子型界面活性劑,分別可舉出國際公開第2021/112189號的0329~0334段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
界面活性劑可以僅使用1種,亦可以組合2種以上。
相對於組成物的總固體成分,界面活性劑的含量為0.001~2.0質量%為較佳,0.005~1.0質量%為更佳。
〔高級脂肪酸衍生物〕
為了防止因氧引起之聚合阻礙,本發明的樹脂組成物中可以添加如二十二酸或二十二酸醯胺那樣的高級脂肪酸衍生物而在塗布後的乾燥過程中局部存在於本發明的樹脂組成物的表面。
又,高級脂肪酸衍生物亦能夠使用國際公開第2015/199219號的0155段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
在樹脂組成物含有高級脂肪酸衍生物之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,高級脂肪酸衍生物的含量為0.1~10質量%為較佳。高級脂肪酸衍生物可以僅為1種,亦可以為2種以上。在高級脂肪酸衍生物為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
〔熱聚合起始劑〕
作為熱聚合起始劑,例如可舉出熱自由基聚合起始劑。熱自由基聚合起始劑為藉由熱的能量而產生自由基,並引發或促進具有聚合性之化合物的聚合反應之化合物。藉由添加熱自由基聚合起始劑,還能夠進行樹脂及聚合性化合物的聚合反應,因此能夠進一步提高耐溶劑性。又,光聚合起始劑有時亦具有藉由熱引發聚合之功能,有時能夠作為熱聚合起始劑來添加。
作為熱自由基聚合起始劑,具體而言,可舉出日本特開2008-063554號公報的0074~0118段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
在含有熱聚合起始劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分,其含量為0.1~30質量%為較佳,0.1~20質量%為更佳,0.5~15質量%為進一步較佳。熱聚合起始劑可以僅含有1種,亦可以含有2種以上。在含有2種以上的熱聚合起始劑之情況下,合計量在上述範圍內為較佳。
〔無機粒子〕
作為無機粒子,具體而言,可舉出碳酸鈣、磷酸鈣、二氧化矽、高嶺土、滑石、二氧化鈦、氧化鋁、硫酸鋇、氟化鈣、氟化鋰、沸石、硫化鉬、玻璃等。
關於無機粒子的平均粒徑,0.01~2.0μm為較佳,0.02~1.5μm為更佳,0.03~1.0μm為進一步較佳,0.04~0.5μm為特佳。
無機粒子的上述平均粒徑為一次粒徑,並且為體積平均粒徑。體積平均粒徑例如能夠藉由基於Nanotrac WAVE II EX-150(Nikkiso Co., Ltd.製造)的動態光散射法進行測量。
在上述測量困難之情況下,亦能夠藉由離心沉降光透過法、X射線透過法、雷射繞射/散射法進行測量。
〔紫外線吸收劑〕
作為紫外線吸收劑,可舉出水楊酸酯系、二苯甲酮系、苯并三唑系、取代丙烯腈系、三𠯤系等紫外線吸收劑。
作為紫外線吸收劑的具體例,可舉出國際公開第2021/112189號的0341~0342段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
紫外線吸收劑可以單獨使用一種,亦可以組合兩種以上使用。
在樹脂組成物含有紫外線吸收劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分質量,紫外線吸收劑的含量為0.001質量%以上且1質量%以下為較佳,0.01質量%以上且0.1質量%以下為更佳。
〔有機鈦化合物〕
藉由樹脂組成物含有有機鈦化合物,即使在低溫下硬化之情況下,亦能夠形成耐藥品性優異的樹脂層。
作為能夠使用的有機鈦化合物,可舉出有機基經由共價鍵或離子鍵與鈦原子鍵結之化合物。
有機鈦化合物的具體例如以下I)~VII)所示:
I)鈦螯合化合物:從樹脂組成物的保存穩定性良好,能夠得到良好的硬化圖案之觀點而言,具有2個以上的烷氧基之鈦螯合化合物為更佳。具體例為雙(三乙醇胺)二異丙醇鈦、二(正丁醇)雙(2,4-戊二酮)鈦、二異丙醇雙(2,4-戊二酮)鈦、二異丙醇雙(四甲基庚二酮)鈦、二異丙醇雙(乙醯乙酸乙酯)鈦等。
II)四烷氧基鈦化合物:例如,四(正丁醇)鈦、四乙醇鈦、四(2-乙基己醇)鈦、四異丁醇鈦、四異丙醇鈦、四甲醇鈦、四甲氧基丙醇鈦、四甲基苯醇鈦、四(正壬醇)鈦、四(正丙醇)鈦、四硬脂醇鈦、四[雙{2,2-(芳氧基甲基)丁醇}]鈦等。
III)二茂鈦化合物:例如,三甲氧基五甲基環戊二烯基鈦、雙(η5-2,4-環戊二烯基-1-基)雙(2,6-二氟苯基)鈦、雙(η5-2,4-環戊二烯基-1-基)雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基)鈦等。
IV)單烷氧基鈦化合物:例如,三(磷酸二辛酯)異丙醇鈦、三(十二烷基苯磺酸鹽)異丙醇鈦等。
V)氧化鈦化合物:例如,氧化鈦雙(戊二酮)、氧化鈦雙(四甲基庚二酮)、酞青氧化鈦等。
VI)四乙醯丙酮鈦化合物:例如,四乙醯丙酮鈦等。
VII)鈦酸酯偶合劑:例如,異丙基三十二烷基苯磺醯基鈦酸酯等。
其中,作為有機鈦化合物,從更良好的耐藥品性的觀點而言,選自由上述I)鈦螯合化合物、II)四烷氧基鈦化合物及III)二茂鈦化合物組成的群組中之至少1種化合物為較佳。尤其,二異丙醇雙(乙醯乙酸乙酯)鈦、四(正丁醇)鈦、及雙(η5-2,4-環戊二烯基-1-基)雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基)鈦為較佳。
在含有有機鈦化合物之情況下,相對於特定樹脂100質量份,其含量為0.05~10質量份為較佳,0.1~2質量份為更佳。在含量為0.05質量份以上之情況下,所得到之硬化圖案的耐熱性及耐藥品性變得更良好,在10質量份以下之情況下,組成物的保存穩定性更優異。
〔抗氧化劑〕
藉由含有抗氧化劑作為添加劑,能夠提高硬化後的膜的伸長率特性或與金屬材料的密接性。作為抗氧化劑,可舉出酚化合物、亞磷酸酯化合物、硫醚化合物等。作為抗氧化劑的具體例,可舉出國際公開第2021/112189號的0348~0357段中記載之化合物,該內容併入本說明書中。
相對於特定樹脂100質量份,抗氧化劑的含量為0.1~10質量份為較佳,0.5~5質量份為更佳。藉由將添加量設為0.1質量份以上,即使在高溫高濕環境下亦容易得到提高伸長率特性或對金屬材料的密接性的效果,並且藉由設為10質量份以下,例如藉由與感光劑的相互作用,樹脂組成物的靈敏度提高。抗氧化劑可以僅使用1種,亦可以使用2種以上。在使用2種以上之情況下,它們的合計量成為上述範圍為較佳。
〔抗凝聚劑〕
作為抗凝聚劑,可舉出聚丙烯酸鈉等。
抗凝集劑可以單獨使用一種,亦可以組合兩種以上使用。
在樹脂組成物含有抗凝集劑之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分質量,抗凝集劑的含量為0.01質量%以上且10質量%以下為較佳,0.02質量%以上且5質量%以下為更佳。
〔酚系化合物〕
作為酚系化合物,可舉出Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、亞甲基三-FR-CR、BisRS-26X(以上,商品名,Honshu Chemical Industry Co., Ltd.製造)、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F(以上,商品名,ASAHI YUKIZAI CORPORATION製造)等。
酚系化合物可以單獨使用一種,亦可以組合兩種以上使用。
在樹脂組成物含有酚系化合物之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分質量,酚系化合物的含量為0.01質量%以上且30質量%以下為較佳,0.02質量%以上且20質量%以下為更佳。
〔其他高分子化合物〕
作為其他高分子化合物,可舉出矽氧烷樹脂、將(甲基)丙烯酸共聚而成之(甲基)丙烯酸聚合物、酚醛清漆樹脂、甲階酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯樹脂及它們的共聚物等。其他高分子化合物亦可以為導入有羥甲基、烷氧基甲基、環氧基等交聯基之改質體。
其他高分子化合物可以單獨使用一種,亦可以組合兩種以上使用。
在樹脂組成物含有其他高分子化合物之情況下,相對於樹脂組成物的總固體成分質量,其他高分子化合物的含量為0.01質量%以上且30質量%以下為較佳,0.02質量%以上且20質量%以下為更佳。
<樹脂組成物的特性>
本發明的樹脂組成物的黏度能夠藉由樹脂組成物的固體成分濃度來調整。從塗布膜厚的觀點而言,1,000mm
2/s~12,000mm
2/s為較佳,2,000mm
2/s~10,000mm
2/s為更佳,2,500mm
2/s~8,000mm
2/s為進一步較佳。若在上述範圍內,則容易得到均勻性高的塗布膜。若為1,000mm
2/s以上,則例如容易以作為再配線用絕緣膜所需之膜厚進行塗布,若為12,000mm
2/s以下,則能夠得到塗布面狀優異的塗膜。
<關於樹脂組成物的含有物質的限制>
本發明的樹脂組成物的含水率小於2.0質量%為較佳,小於1.5質量%為更佳,小於1.0質量%為進一步較佳。若小於2.0%,則樹脂組成物的保存穩定性提高。
作為維持水分的含量之方法,可舉出調整保管條件中的濕度、減少保管時的收容容器的空隙率等。
從絕緣性的觀點而言,本發明的樹脂組成物的金屬含量小於5質量ppm(parts per million(百萬分率))為較佳,小於1質量ppm為更佳,小於0.5質量ppm為進一步較佳。作為金屬,可舉出鈉、鉀、鎂、鈣、鐵、銅、鉻、鎳等,但不包括作為有機化合物與金屬的錯合物而含有之金屬。在包含複數種金屬之情況下,該等金屬的合計在上述範圍內為較佳。
又,作為減少意外包含於本發明的樹脂組成物之金屬雜質之方法,能夠舉出作為構成本發明的樹脂組成物之原料而選擇金屬含量較少的原料,對構成本發明的樹脂組成物之原料進行濾波器過濾,用聚四氟乙烯等對裝置內進行內襯而在盡可能抑制了污染之條件下進行蒸餾等方法。
關於本發明的樹脂組成物,若考慮作為半導體材料的用途,則從配線腐蝕性的觀點而言,鹵素原子的含量小於500質量ppm為較佳,小於300質量ppm為更佳,小於200質量ppm為進一步較佳。其中,以鹵素離子的狀態存在者為小於5質量ppm為較佳,小於1質量ppm為更佳,小於0.5質量ppm為進一步較佳。作為鹵素原子,可舉出氯原子及溴原子。氯原子及溴原子或氯離子及溴離子的合計分別在上述範圍內為較佳。
作為調節鹵素原子的含量之方法,可較佳地舉出離子交換處理等。
作為本發明的樹脂組成物的收容容器能夠使用以往公知的收容容器。作為收容容器,以抑制雜質混入原材料或本發明的樹脂組成物中為目的,使用由6種6層樹脂構成容器內壁之多層瓶、將6種樹脂形成為7層結構之瓶亦較佳。作為這樣的容器,例如可舉出日本特開2015-123351號公報中記載之容器。
<樹脂組成物的硬化物>
藉由使本發明的樹脂組成物硬化,能夠得到樹脂組成物的硬化物。
本發明的硬化物為使樹脂組成物硬化而成之硬化物。
樹脂組成物的硬化藉由加熱進行為較佳,加熱溫度為120℃~400℃為更佳,140℃~380℃為進一步較佳,170℃~350℃為特佳。樹脂組成物的硬化物的形態沒有特別限定,能夠依據用途選擇膜狀、棒狀、球狀、顆粒狀等。在本發明中,硬化物為膜狀為較佳。藉由樹脂組成物的圖案加工,亦能夠依據在壁面上形成保護膜、形成用於導通的通孔、調整阻抗或靜電電容或內部應力、賦予散熱功能等用途,選擇硬化物的形狀。硬化物(由硬化物形成的膜)的膜厚為0.5μm以上且150μm以下為較佳。
使本發明的樹脂組成物硬化時的收縮率為50%以下為較佳,45%以下為更佳,40%以下為進一步較佳。在此,收縮率係指樹脂組成物的硬化前後的體積變化的百分率,能夠藉由下述式計算。
收縮率[%]=100-(硬化後的體積÷硬化前的體積)×100
<樹脂組成物的硬化物的特性>
本發明的樹脂組成物的硬化物的醯亞胺化反應率為70%以上為較佳,80%以上為更佳,90%以上為進一步較佳。若為70%以上,則有時稱為機械特性優異的硬化物。
本發明的樹脂組成物的硬化物的斷裂伸長率為30%以上為較佳,40%以上為更佳,50%以上為進一步較佳。
本發明的樹脂組成物的硬化物的玻璃轉移溫度(Tg)為180℃以上為較佳,210℃以上為更佳,230℃以上為進一步較佳。
<樹脂組成物的製備>
本發明的樹脂組成物能夠藉由將上述各成分進行混合而製備。混合方法沒有特別限定,能夠藉由以往公知的方法來進行。
作為混合方法,可舉出基於攪拌葉片的混合、基於球磨機的混合、使罐旋轉之混合等。
混合中的溫度為10~30℃為較佳,15~25℃為更佳。
以去除本發明的樹脂組成物中的垃圾或微粒等異物為目的,進行使用過濾器之過濾為較佳。過濾器孔徑例如為5μm以下為較佳,1μm以下為更佳,0.5μm以下為進一步較佳,0.1μm以下為更進一步較佳。過濾器的材質為聚四氟乙烯、聚乙烯或尼龍為較佳。在過濾器的材質為聚乙烯之情況下,HDPE(高密度聚乙烯)為更佳。過濾器可以使用用有機溶劑預先洗淨之過濾器。過濾器的過濾步驟中,可以串聯或並聯連接複數種過濾器而使用。在使用複數種過濾器之情況下,可以組合使用孔徑或材質不同之過濾器。作為連接態樣,例如可舉出將孔徑1μm的HDPE過濾器作為第1級,將孔徑0.2μm的HDPE過濾器作為第2級串聯連接之態樣。又,可以將各種材料過濾複數次。在過濾複數次之情況下,可以為循環過濾。又,可以在加壓後進行過濾。在加壓進行過濾之情況下,加壓之壓力例如為0.01MPa以上且1.0MPa以下為較佳,0.03MPa以上且0.9MPa以下為更佳,0.05MPa以上且0.7MPa以下為進一步較佳,0.05MPa以上且0.5MPa以下為更進一步較佳。
除了使用過濾器之過濾以外,還可以進行使用了吸附材料之雜質去除處理。亦可以組合過濾器過濾和使用了吸附材料之雜質去除處理。作為吸附材料,能夠使用公知的吸附材料。例如,可舉出矽膠、沸石等無機系吸附材料、活性碳等有機系吸附材料。
亦可以實施在使用過濾器過濾後,將填充到瓶中之樹脂組成物置於減壓下,進行脫氣之步驟。
(硬化物之製造方法)
本發明的硬化物之製造方法包括將樹脂組成物適用於基材上而形成膜之膜形成步驟為較佳。
硬化物之製造方法包括上述膜形成步驟、選擇性地對藉由膜形成步驟形成之膜進行曝光之曝光步驟、及使用顯影液對藉由曝光步驟曝光後的膜進行顯影而形成圖案之顯影步驟為更佳。
硬化物之製造方法包括上述膜形成步驟、上述曝光步驟、上述顯影步驟、以及對藉由顯影步驟得到之圖案進行加熱之加熱步驟及對藉由顯影步驟得到之圖案進行曝光之顯影後曝光步驟中的至少一者為特佳。
又,硬化物之製造方法包括上述膜形成步驟及對上述膜進行加熱之步驟亦較佳。
以下,對各步驟的詳細內容進行說明。
<膜形成步驟>
本發明的樹脂組成物能夠用於適用於基材上而形成膜之膜形成步驟。
本發明的硬化物之製造方法包括將樹脂組成物適用於基材上而形成膜之膜形成步驟為較佳。
〔基材〕
基材的種類能夠依據用途適當設定,沒有特別限定。作為基材,例如可舉出矽、氮化矽、多晶矽、氧化矽、非晶矽等半導體製作基材、石英、玻璃、光學膜、陶瓷材料、蒸鍍膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Fe等金屬基材(例如,可以為由金屬形成之基材、及金屬層例如藉由電鍍或蒸鍍等形成之基材中的任一者)、紙、SOG(Spin On Glass:旋塗式玻璃)、TFT(薄膜電晶體)陣列基材、模具基材、電漿顯示面板(PDP)的電極板等。基材尤其為半導體製作基材為較佳,矽基材、Cu基材及模具基材為更佳。
亦可以在該等基材的表面設置有由六甲基二矽氮烷(HMDS)等形成之密接層或氧化層等層。
基材的形狀沒有特別限定,可以為圓形,亦可以為矩形。
關於基材的尺寸,若為圓形,則例如直徑為100~450mm為較佳,200~450mm為更佳。若為矩形,則例如短邊的長度為100~1000mm為較佳,200~700mm為更佳。
作為基材,例如使用板狀,較佳為面板狀的基材(基板)。
在樹脂層(例如,由硬化物形成之層)的表面或金屬層的表面上適用樹脂組成物而形成膜之情況下,樹脂層或金屬層成為基材。
作為將樹脂組成物適用於基材上之方法,塗布為較佳。
具體而言,作為適用方法,可舉出浸塗法、氣刀塗布法、簾式塗布法、線棒塗布法、凹版塗布法、擠壓塗布法、噴塗法、旋塗法、狹縫塗布法及噴墨法等。從膜厚的均勻性的觀點而言,旋塗法、狹縫塗布法、噴塗法或噴墨法為較佳,從膜厚的均勻性的觀點及生產性的觀點而言,旋塗法及狹縫塗布法為更佳。依據適用方法調整樹脂組成物的固體成分濃度或塗布條件,藉此能夠得到所期望的厚度的膜。又,能夠依基材的形狀適當選擇塗布方法,若為晶圓等圓形基材,則旋塗法、噴塗法、噴墨法等為較佳,若為矩形基材,則狹縫塗布法、噴塗法、噴墨法等為較佳。在旋塗法之情況下,例如能夠以500~3,500rpm的轉速適用10秒鐘~3分鐘左右。
又,亦能夠適用將預先藉由上述賦予方法賦予到臨時支撐體上而形成之塗膜轉印到基材上之方法。
關於轉印方法,能夠較佳地使用日本特開2006-023696號公報的0023段、0036~0051段,或日本特開2006-047592號公報的0096~0108段中記載之製作方法。
又,亦可以進行在基材的端部去除多餘的膜之步驟。作為這樣的步驟的例子,可舉出邊珠沖洗(EBR)、反沖洗等。
亦可以採用在將樹脂組成物塗布於基材之前在基材上塗布各種溶劑,在提高基材的潤濕性後塗布樹脂組成物之預濕步驟。
<乾燥步驟>
上述膜亦可以在膜形成步驟(層形成步驟)之後,為了去除溶劑,供於對所形成之膜(層)進行乾燥之步驟(乾燥步驟)。
亦即,本發明的硬化物之製造方法亦可以包括對藉由膜形成步驟形成之膜進行乾燥之乾燥步驟。
上述乾燥步驟在膜形成步驟之後、曝光步驟之前進行為較佳。
乾燥步驟中的膜的乾燥溫度為50℃~150℃為較佳,70℃~130℃為更佳,90℃~110℃為進一步較佳。又,可以藉由減壓進行乾燥。作為乾燥時間,可例示30秒鐘~20分鐘,1分鐘~10分鐘為較佳,2分鐘~7分鐘為更佳。
<曝光步驟>
上述膜亦可以供於選擇性地對膜進行曝光之曝光步驟。
硬化物之製造方法亦可以包括選擇性地對藉由膜形成步驟形成之膜進行曝光之曝光步驟。
選擇性地進行曝光表示對膜的一部分進行曝光。又,藉由選擇性地進行曝光,在膜上形成曝光之區域(曝光部)和未曝光之區域(非曝光部)。
曝光量只要能夠使本發明的樹脂組成物硬化則沒有特別限定,例如,以波長365nm下的曝光能量換算,50~10,000mJ/cm
2為較佳,200~8,000mJ/cm
2為更佳。
曝光波長能夠在190~1,000nm的範圍內適當設定,240~550nm為較佳。
關於曝光波長,若以與光源的關係描述,則可舉出(1)半導體雷射(波長830nm、532nm、488nm、405nm、375nm、355nm etc.)、(2)金屬鹵化物燈、(3)高壓水銀燈、g射線(波長436nm)、h射線(波長405nm)、i射線(波長365nm)、寬(g、h、i射線的3波長)、(4)準分子雷射、KrF準分子雷射(波長248nm)、ArF準分子雷射(波長193nm)、F
2準分子雷射(波長157nm)、(5)極紫外線;EUV(波長13.6nm)、(6)電子束、(7)YAG雷射的二次諧波532nm、三次諧波355nm等。關於本發明的樹脂組成物,尤其基於高壓水銀燈的曝光為較佳,從曝光靈敏度的觀點而言,基於i射線的曝光為更佳。
曝光的方式沒有特別限定,只要為由本發明的樹脂組成物形成之膜的至少一部分被曝光之方式即可,可舉出使用光罩之曝光、基於雷射直接成像法的曝光等。
<曝光後加熱步驟>
上述膜亦可以供於曝光後進行加熱之步驟(曝光後加熱步驟)。
亦即,本發明的硬化物之製造方法可以包括對藉由曝光步驟曝光之膜進行加熱之曝光後加熱步驟。
曝光後加熱步驟能夠在曝光步驟後、顯影步驟前進行。
曝光後加熱步驟中的加熱溫度為50℃~140℃為較佳,60℃~120℃為更佳。
曝光後加熱步驟中的加熱時間為30秒鐘~300分鐘為較佳,1分鐘~10分鐘為更佳。
曝光後加熱步驟中的升溫速度從加熱開始時的溫度到最高加熱溫度為1~12℃/分鐘為較佳,2~10℃/分鐘為更佳,3~10℃/分鐘為進一步較佳。
又,升溫速度可以在加熱中途適當變更。
作為曝光後加熱步驟中的加熱手段沒有特別限定,能夠使用公知的加熱板、烘箱、紅外線加熱器等。
又,加熱時,藉由使氮、氦、氬等惰性氣體流過等,在低氧濃度的環境下進行亦較佳。
<顯影步驟>
曝光後的上述膜可以供於使用顯影液進行顯影而形成圖案之顯影步驟。
亦即,本發明的硬化物之製造方法可以包括使用顯影液對藉由曝光步驟曝光之膜進行顯影而形成圖案之顯影步驟。
藉由進行顯影,去除膜的曝光部及非曝光部中的一者,形成圖案。
在此,將藉由顯影步驟去除膜的非曝光部之顯影稱為負型顯影,將藉由顯影步驟去除膜的曝光部之顯影稱為正型顯影。
〔顯影液〕
作為在顯影步驟中使用之顯影液,可舉出鹼水溶液或含有有機溶劑之顯影液。
在顯影液為鹼水溶液之情況下,作為能夠含有鹼水溶液之鹼性化合物,可舉出無機鹼類、一級胺類、二級胺類、三級胺類、四級銨鹽,TMAH(氫氧化四甲基銨)、氫氧化鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨、乙胺、正丙胺、二乙基胺、二正丁基胺、三乙胺、甲基二乙基胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四戊基銨、氫氧化四己基銨、氫氧化四辛基銨、氫氧化乙基三甲基銨、氫氧化丁基三甲基銨、氫氧化甲基三戊基銨、氫氧化二丁基二戊基銨、氫氧化二甲基雙(2-羥基乙基)銨、氫氧化三甲基苯基銨、氫氧化三甲基苄基銨、氫氧化三乙基苄基銨、吡咯、哌啶為較佳,更佳為TMAH。顯影液中的鹼性化合物的含量在顯影液總質量中為0.01~10質量%為較佳,0.1~5質量%為更佳,0.3~3質量%為進一步較佳。
在顯影液含有有機溶劑之情況下,作為有機溶劑,能夠使用國際公開第2021/112189號的0387段中記載之化合物。該內容併入本說明書中。又,作為醇類,亦可較佳地舉出甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、二乙二醇、丙二醇、甲基異丁基甲醇、三乙二醇等,作為醯胺類,亦可較佳地舉出N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮、二甲基甲醯胺等。
在顯影液含有有機溶劑之情況下,有機溶劑能夠使用1種或混合2種以上使用。在本發明中,尤其,含有選自由環戊酮、γ-丁內酯、二甲基亞碸、N-甲基-2-吡咯啶酮及環己酮組成的群組中之至少1種之顯影液為較佳,含有選自由環戊酮、γ-丁內酯及二甲基亞碸組成的群組中之至少1種之顯影液為更佳,含有環戊酮之顯影液為特佳。
在顯影液含有有機溶劑之情況下,有機溶劑相對於顯影液的總質量的含量為50質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,80質量%以上為進一步較佳,90質量%以上為特佳。又,上述含量亦可以為100質量%。
在顯影液含有有機溶劑之情況下,顯影液還可以含有鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者。藉由顯影液中的鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者浸透於圖案中,有時圖案的斷裂伸長率等性能提高。
作為鹼性化合物,從殘留於硬化後的膜時的可靠性(進一步加熱硬化物時的與基材的密接性)的觀點而言,有機鹼為較佳。
作為鹼性化合物,具有胺基之鹼性化合物為較佳,一級胺、二級胺、三級胺、銨鹽、三級醯胺等為較佳,但為了促進醯亞胺化反應,一級胺、二級胺、三級胺或銨鹽為較佳,二級胺、三級胺或銨鹽為更佳,二級胺或三級胺為進一步較佳,三級胺為特佳。
作為鹼性化合物,從硬化物的機械特性(斷裂伸長率)的觀點而言,不易殘留於硬化膜(所得到之硬化物)中之化合物為較佳,從促進環化的觀點而言,藉由氣化等在加熱前殘留量不易減少之化合物為較佳。
因此,鹼性化合物的沸點在常壓(101,325Pa)下為30℃~350℃為較佳,80℃~270℃為更佳,100℃~230℃為進一步較佳。
鹼性化合物的沸點比從顯影液中含有之有機溶劑的沸點減去20℃後的溫度高為較佳,比顯影液中含有之有機溶劑的沸點高為更佳。
例如,在有機溶劑的沸點為100℃之情況下,所使用之鹼性化合物的沸點為80℃以上為較佳,沸點為100℃以上為更佳。
顯影液可以僅含有1種鹼性化合物,亦可以含有2種以上。
作為鹼性化合物的具體例,可舉出乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、己胺、十二胺、環己胺、環己基甲胺、環己基二甲胺、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、二苯胺、吡啶、丁胺、異丁胺、二丁胺、三丁胺、二環己胺、DBU(二氮雜二環十一烯)、DABCO(1,4-二氮雜二環[2.2.2]辛烷)、N,N-二異丙基乙胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨、乙二胺、丁烷二胺、1,5-二胺基戊烷、N-甲基己胺、N-甲基二環己胺、三辛胺、N-乙基乙二胺、N,N―二乙基乙二胺、N,N,N’,N’-四丁基-1,6-己烷二胺、亞精胺、二胺基環己烷、雙(2-甲氧基乙基)胺、哌啶、甲基哌啶、二甲基哌啶、哌𠯤、托烷、N-苯基芐胺、1,2-二苯胺基乙烷、2-胺基乙醇、甲苯胺、胺基苯酚、己基苯胺、苯二胺、苯乙胺、二芐胺、吡咯、N-甲基吡咯、N,N,N,N-四甲基乙二胺、N,N,N,N-四甲基-1,3-丙二胺等。
鹼產生劑的較佳的態樣與上述組成物中含有之鹼產生劑的較佳的態樣相同。尤其,鹼產生劑為熱鹼產生劑為較佳。
在顯影液含有鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者之情況下,相對於顯影液的總質量,鹼性化合物或鹼產生劑的含量為10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳。上述含量的下限沒有特別限定,例如0.1質量%以上為較佳。
在使用顯影液之環境中鹼性化合物或鹼產生劑為固體之情況下,相對於顯影液的總固體成分,鹼性化合物或鹼產生劑的含量為70~100質量%亦較佳。
顯影液可以僅含有1種鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者,亦可以含有2種以上。在鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
顯影液還可以含有其他成分。
作為其他成分,例如可舉出公知的界面活性劑或公知的消泡劑等。
〔顯影液的供給方法〕
顯影液的供給方法只要能夠形成所期望的圖案,則沒有特別限制,有將形成有膜之基材浸漬於顯影液中之方法、使用噴嘴向形成於基材上之膜供給顯影液之旋覆浸沒顯影,或連續供給顯影液之方法。噴嘴的種類沒有特別限制,可舉出直噴嘴、噴淋噴嘴、噴霧噴嘴等。
從顯影液的浸透性、非圖像部的去除性、製造上的效率的觀點而言,藉由直噴嘴供給顯影液之方法、或藉由噴霧噴嘴連續供給之方法為較佳,從顯影液對圖像部的浸透性的觀點而言,藉由噴霧噴嘴供給之方法為更佳。
又,可以採用在藉由直噴嘴連續供給顯影液後,旋轉基材並從基材上去除顯影液,在旋轉乾燥後再度藉由直噴嘴連續供給後,旋轉基材並從基材上去除顯影液之步驟,亦可以重複複數次該步驟。
作為顯影步驟中的顯影液的供給方法,可舉出向基材連續地供給顯影液之步驟、在基材上以大致靜止狀態保持顯影液之步驟、基在材上用超聲波等使顯影液振動之步驟及將它們組合之步驟等。
作為顯影時間,10秒鐘~10分鐘為較佳,20秒鐘~5分鐘為更佳。顯影時的顯影液的溫度沒有特別限定,10℃~45℃為較佳,18℃~30℃為更佳。
在顯影步驟中,在使用顯影液之處理之後,進而可以進行基於沖洗液的圖案的洗淨(沖洗)。又,亦可以採用在與圖案接觸之顯影液未完全乾燥時供給沖洗液等方法。
〔沖洗液〕
在顯影液為鹼水溶液之情況下,作為沖洗液,例如能夠使用水。在顯影液為含有有機溶劑之顯影液之情況下,作為沖洗液,例如,能夠使用與顯影液中含有之溶劑不同的溶劑(例如,水、與顯影液中含有之有機溶劑不同的有機溶劑)。
作為沖洗液含有有機溶劑時的有機溶劑,可舉出與上述顯影液含有有機溶劑時例示之有機溶劑相同的有機溶劑。
沖洗液中含有之有機溶劑為與顯影液中含有之有機溶劑不同的有機溶劑為較佳,圖案的溶解度比顯影液中含有之有機溶劑小的有機溶劑為更佳。
在沖洗液含有有機溶劑之情況下,有機溶劑能夠使用1種或混合2種以上使用。有機溶劑為環戊酮、γ-丁內酯、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮、環己酮、PGMEA、PGME為較佳,環戊酮、γ-丁內酯、二甲基亞碸、PGMEA、PGME為更佳,環己酮、PGMEA為進一步較佳。
在沖洗液含有有機溶劑之情況下,相對於沖洗液的總質量,有機溶劑為50質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,90質量%以上為進一步較佳。又,相對於沖洗液的總質量,有機溶劑亦可以為100質量%。
沖洗液亦可以含有鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者。
雖然沒有特別限定,但在顯影液含有有機溶劑之情況下,沖洗液含有有機溶劑和鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者之態樣亦為本發明的較佳的態樣之一。
作為沖洗液中含有之鹼性化合物及鹼產生劑,可舉出作為在上述顯影液含有有機溶劑之情況下可以含有之鹼性化合物及鹼產生劑例示之化合物,較佳的態樣亦相同。
沖洗液中含有之鹼性化合物及鹼產生劑考慮在沖洗液中的溶劑中的溶解度等來選擇即可。
在沖洗液含有鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者之情況下,相對於沖洗液的總質量,鹼性化合物或鹼產生劑的含量為10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳。上述含量的下限沒有特別限定,例如0.1質量%以上為較佳。
在使用沖洗液之環境中鹼性化合物或鹼產生劑為固體之情況下,相對於沖洗液的總固體成分,鹼性化合物或鹼產生劑的含量為70~100質量%亦較佳。
在沖洗液含有鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者之情況下,沖洗液可以僅含有1種鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者,亦可以含有2種以上。在鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
沖洗液還可以含有其他成分。
作為其他成分,例如可舉出公知的界面活性劑或公知的消泡劑等。
〔沖洗液的供給方法〕
沖洗液的供給方法只要能夠形成所期望的圖案則沒有特別限制,有將基材浸漬於沖洗液中之方法、藉由在基材上盛滿液體來供給沖洗液之方法、藉由噴淋向基材供給沖洗液之方法、藉由直噴嘴等手段向基材上連續供給沖洗液之方法。
從沖洗液的浸透性、非圖像部的去除性、製造上的效率的觀點而言,有利用噴淋噴嘴、直噴嘴、噴霧噴嘴等供給沖洗液之方法,利用噴霧噴嘴連續供給之方法為較佳,從沖洗液對圖像部的浸透性的觀點而言,利用噴霧噴嘴供給之方法為更佳。噴嘴的種類沒有特別限制,可舉出直噴嘴、噴淋噴嘴、噴霧噴嘴等。
亦即,沖洗步驟為藉由直噴嘴向上述曝光後的膜供給或連續供給沖洗液之步驟為較佳,藉由噴霧噴嘴供給沖洗液之步驟為更佳。
作為沖洗步驟中的沖洗液的供給方法,能夠採用向基材連續地供給沖洗液之步驟、在基材上以大致靜止狀態保持沖洗液之步驟、在基材上用超聲波等使沖洗液振動之步驟及將它們組合之步驟等。
作為沖洗時間,10秒鐘~10分鐘為較佳,20秒鐘~5分鐘為更佳。沖洗時的沖洗液的溫度沒有特別限定,10℃~45℃為較佳,18℃~30℃為更佳。
在顯影步驟中,亦可以包括在使用顯影液之處理後、或在利用沖洗液洗淨圖案後,使處理液與圖案接觸之步驟。又,亦可以採用在與圖案接觸之顯影液或沖洗液未完全乾燥時供給處理液等方法。
作為上述處理液,可舉出包含水及有機溶劑中的至少一者和鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者之處理液。
上述有機溶劑、以及鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者的較佳的態樣與上述沖洗液中使用之有機溶劑、以及鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者的較佳的態樣相同。
向圖案供給處理液之方法能夠使用與上述沖洗液的供給方法相同的方法,較佳的態樣亦相同。
相對於處理液的總質量,處理液中的鹼性化合物或鹼產生劑的含量為10質量%以下為較佳,5質量%以下為更佳。上述含量的下限沒有特別限定,例如0.1質量%以上為較佳。
又,在使用處理液之環境中鹼性化合物或鹼產生劑為固體之情況下,相對於處理液的總固體成分,鹼性化合物或鹼產生劑的含量為70~100質量%亦較佳。
在處理液含有鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者之情況下,處理液可以僅含有1種鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者,亦可以含有2種以上。在鹼性化合物及鹼產生劑中的至少一者為2種以上之情況下,其合計在上述範圍內為較佳。
<加熱步驟>
藉由顯影步驟得到之圖案(在進行沖洗步驟之情況下,為沖洗後的圖案)可以供於對藉由上述顯影得到之圖案進行加熱之加熱步驟。
亦即,本發明的硬化物之製造方法可以包括對藉由顯影步驟得到之圖案進行加熱之加熱步驟。
又,本發明的硬化物之製造方法亦可以包括對不進行顯影步驟而藉由其他方法得到之圖案或藉由膜形成步驟得到之膜進行加熱之加熱步驟。
在加熱步驟中,聚醯亞胺前驅物等樹脂環化而成為聚醯亞胺等樹脂。
又,亦進行特定樹脂、或除了特定樹脂以外的交聯劑中的未反應的交聯性基的交聯等。
作為加熱步驟中的加熱溫度(最高加熱溫度),50~450℃為較佳,150~350℃為更佳,150~250℃為進一步較佳,160~250℃為進一步較佳,160~230℃為特佳。
加熱步驟為藉由加熱,利用由上述鹼產生劑產生之鹼等的作用,在上述圖案內促進上述聚醯亞胺前驅物的環化反應之步驟為較佳。
加熱步驟中的加熱以1~12℃/分鐘的升溫速度從加熱開始時的溫度進行到最高加熱溫度為較佳。上述升溫速度為2~10℃/分鐘為更佳,3~10℃/分鐘為進一步較佳。藉由將升溫速度設為1℃/分鐘以上,能夠確保生產性,並且防止酸或溶劑的過度揮發,藉由將升溫速度設為12℃/分鐘以下,能夠緩和硬化物的殘存應力。
此外,在能夠急速加熱的烘箱之情況下,從加熱開始時的溫度到最高加熱溫度以1~8℃/秒鐘的升溫速度進行為較佳,2~7℃/秒鐘為更佳,3~6℃/秒鐘為進一步較佳。
加熱開始時的溫度為20~150℃為較佳,20~130℃為更佳,25~120℃為進一步較佳。加熱開始時的溫度係指,開始加熱至最高加熱溫度之步驟時的溫度。例如,在將本發明的樹脂組成物適用於基材上後,使其乾燥之情況下,為該乾燥後的膜(層)的溫度,例如,從比樹脂組成物中含有之溶劑的沸點低30~200℃的溫度升溫為較佳。
加熱時間(最高加熱溫度時的加熱時間)為5~360分鐘為較佳,10~300分鐘為更佳,15~240分鐘為進一步較佳。
尤其,在形成多層的積層體之情況下,從層間的密接性的觀點而言,加熱溫度為30℃以上為較佳,80℃以上為更佳,100℃以上為進一步較佳,120℃以上為特佳。
上述加熱溫度的上限為350℃以下為較佳,250℃以下為更佳,240℃以下為進一步較佳。
加熱可以分階段進行。作為例子,可以進行以3℃/分鐘從25℃升溫至120℃,且在120℃保持60分鐘,以2℃/分鐘從120℃升溫至180℃,且在180℃保持120分鐘之步驟。又,如美國專利第9159547號說明書中記載那樣,照射紫外線之同時進行處理亦較佳。藉由這樣的預處理步驟能夠提高膜的特性。預處理步驟在10秒鐘~2小時左右的短時間內進行即可,15秒鐘~30分鐘為更佳。預處理步驟可以為兩階段以上的步驟,例如可以在100~150℃的範圍內進行第1階段的預處理步驟,然後在150~200℃的範圍內進行第2階段的預處理步驟。
進而,可以在加熱後進行冷卻,作為此時的冷卻速度,1~5℃/分鐘為較佳。
關於加熱步驟,從防止特定樹脂的分解之觀點而言,藉由使氮、氦、氬等惰性氣體流過、在減壓下進行等,在低氧濃度的環境下進行為較佳。氧濃度為50ppm(體積比)以下為較佳,20ppm(體積比)以下為更佳。
作為加熱步驟中的加熱手段,沒有特別限定,例如可舉出加熱板、紅外爐、電熱式烘箱、熱風式烘箱、紅外線烘箱等。
<顯影後曝光步驟>
藉由顯影步驟得到之圖案(在進行沖洗步驟之情況下,為沖洗後的圖案)亦可以代替上述加熱步驟,或除了上述加熱步驟以外,還供於對顯影步驟後的圖案進行曝光之顯影後曝光步驟。
亦即,本發明的硬化物之製造方法可以包括對藉由顯影步驟得到之圖案進行曝光之顯影後曝光步驟。本發明的硬化物之製造方法可以包括加熱步驟及顯影後曝光步驟,亦可以僅包括加熱步驟及顯影後曝光步驟中的一者。
在顯影後曝光步驟中,能夠促進例如藉由光鹼產生劑的感光進行聚醯亞胺前驅物等的環化之反應、或藉由光酸產生劑的感光進行酸分解性基的脫離之反應等。
在顯影後曝光步驟中,只要顯影步驟中得到之圖案的至少一部分被曝光即可,上述圖案全部被曝光為較佳。
顯影後曝光步驟中的曝光量以感光性化合物具有靈敏度之波長中的曝光能量換算,50~20,000mJ/cm
2為較佳,100~15,000mJ/cm
2為更佳。
顯影後曝光步驟例如能夠使用上述曝光步驟中的光源來進行,使用寬帶光為較佳。
<金屬層形成步驟>
藉由顯影步驟得到之圖案(供於加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者之圖案為較佳)亦可以供於在圖案上形成金屬層之金屬層形成步驟。
亦即,本發明的硬化物之製造方法包括在藉由顯影步驟得到之圖案(供於加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者之圖案為較佳)上形成金屬層之金屬層形成步驟為較佳。
作為金屬層,沒有特別限定,能夠使用現有的金屬種類,可例示銅、鋁、鎳、釩、鈦、鉻、鈷、金、鎢、錫、銀及含有該等金屬之合金,銅及鋁為更佳,銅為進一步較佳。
金屬層的形成方法沒有特別限定,能夠適用現有的方法。例如,能夠使用日本特開2007-157879號公報、日本特表2001-521288號公報、日本特開2004-214501號公報、日本特開2004-101850號公報、美國專利第7888181B2、美國專利第9177926B2中記載之方法。例如,可考慮光微影、PVD(物理蒸鍍法)、CVD(化學氣相成長法)、剝離、電解電鍍、無電解電鍍、蝕刻、印刷及將它們組合之方法等。更具體而言,可舉出組合濺射、光微影及蝕刻而成之圖案形成方法、組合光微影和電解電鍍而成之圖案形成方法。作為電鍍的較佳的態樣,可舉出硫酸銅或使用氰化銅電鍍液之電解電鍍。
作為金屬層的厚度,在最厚的部分為0.01~50μm為較佳,1~10μm為更佳。
<用途>
作為能夠適用本發明的硬化物之製造方法或硬化物的領域,可舉出電子裝置的絕緣膜、再配線層用層間絕緣膜、應力緩衝膜等。除此以外,可舉出藉由對密封膜、基板材料(可撓性印刷基板的基膜或覆蓋層、層間絕緣膜)或如上述那樣的實際安裝用途的絕緣膜進行蝕刻來形成圖案之情況等。關於該等的用途,例如能夠參閱Science & Technology Co., Ltd.“聚醯亞胺的高功能化和應用技術”2008年4月,柿本雅明/監修,CMC技術庫“聚醯亞胺材料的基礎和開發”2011年11月發行、日本聚醯亞胺/芳香族系高分子研究會/編輯“最新聚醯亞胺基礎和應用”NTS,2010年8月等。
本發明的硬化物之製造方法或本發明的硬化物還能夠用於膠印版面或網版版面等版面的製造、對成形部件的蝕刻的使用、電子、尤其微電子中的保護漆及介電層的製造等中。
(積層體及積層體之製造方法)
本發明的積層體係指具有複數層由本發明的硬化物形成之層之結構體。
積層體為包含2層以上的由硬化物形成之層之積層體,亦可以為積層3層以上而成之積層體。
上述積層體中含有之2層以上的由上述硬化物形成之層中,至少1個為由本發明的硬化物形成之層,從抑制硬化物的收縮、或伴隨上述收縮之硬化物的變形等之觀點而言,上述積層體中含有之所有由硬化物形成之層為由本發明的硬化物形成之層亦較佳。
亦即,本發明的積層體之製造方法包括本發明的硬化物之製造方法為較佳,包括重複複數次本發明的硬化物之製造方法之方法為更佳。
本發明的積層體含有2層以上的由硬化物形成之層,且在由上述硬化物形成之層彼此的任意層之間含有金屬層之態樣為較佳。上述金屬層藉由上述金屬層形成步驟形成為較佳。
亦即,本發明的積層體之製造方法在進行複數次之硬化物之製造方法之間還包括在由硬化物形成之層上形成金屬層之金屬層形成步驟為較佳。金屬層形成步驟的較佳的態樣如上所述。
作為上述積層體,例如可較佳地舉出至少包含依序積層由第一硬化物形成之層、金屬層、由第二硬化物形成之層這3個層而成之層結構之積層體。
由上述第一硬化物形成之層及由上述第二硬化物形成之層均為由本發明的硬化物形成之層為較佳。用於形成由上述第一硬化物形成之層之本發明的樹脂組成物與用於形成由上述第二硬化物形成之層之本發明的樹脂組成物可以為組成相同的組成物,亦可以為組成不同的組成物。本發明的積層體中的金屬層可較佳地用作再配線層等金屬配線。
<積層步驟>
本發明的積層體之製造方法包括積層步驟為較佳。
積層步驟為包括在圖案(樹脂層)或金屬層的表面再度依序進行(a)膜形成步驟(層形成步驟)、(b)曝光步驟、(c)顯影步驟、(d)加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者之步驟之一系列的步驟。但是,亦可以為重複(a)膜形成步驟及(d)加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者之態樣。又,在(d)加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者之後,亦可以包括(e)金屬層形成步驟。積層步驟當然還可以適當包括上述乾燥步驟等。
在積層步驟後還進行積層步驟之情況下,可以在上述曝光步驟後,且在上述加熱步驟後或上述金屬層形成步驟後,進而進行表面活化處理步驟。作為表面活化處理,可例示電漿處理。關於表面活化處理的詳細內容,留待後述。
上述積層步驟進行2~20次為較佳,進行2~9次為更佳。
例如,如樹脂層/金屬層/樹脂層/金屬層/樹脂層/金屬層那樣,將樹脂層設為2層以上且20層以下之結構為較佳,設為2層以上且9層以下之結構為進一步較佳。
上述各層的組成、形狀、膜厚等可以分別相同,亦可以不同。
在本發明中,尤其在設置金屬層後,進而以覆蓋上述金屬層之方式形成上述樹脂組成物的硬化物(樹脂層)之態樣為較佳。具體而言,可舉出依序重複(a)膜形成步驟、(b)曝光步驟、(c)顯影步驟、(d)加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者、(e)金屬層形成步驟之態樣、或依序重複(a)膜形成步驟、(d)加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者、(e)金屬層形成步驟之態樣。藉由交替進行積層本發明的樹脂組成物層(樹脂層)之積層步驟與金屬層形成步驟,能夠交替積層本發明的樹脂組成物層(樹脂層)與金屬層。
(表面活化處理步驟)
本發明的積層體之製造方法包括對上述金屬層及樹脂組成物層的至少一部分進行表面活化處理之表面活化處理步驟為較佳。
表面活化處理步驟通常在金屬層形成步驟之後進行,但亦可以在上述顯影步驟之後(較佳為在加熱步驟及顯影後曝光步驟中的至少一者之後),對樹脂組成物層進行表面活化處理步驟後,進行金屬層形成步驟。
表面活化處理可以僅對金屬層的至少一部分進行,亦可以僅對曝光後的樹脂組成物層的至少一部分進行,還可以分別對金屬層及曝光後的樹脂組成物層這兩者的至少一部分進行。表面活化處理對金屬層的至少一部分進行為較佳,對金屬層中在表面形成樹脂組成物層之區域的一部分或全部進行表面活化處理為更佳。如此,藉由對金屬層的表面進行表面活化處理,能夠提高與設置於該表面之樹脂組成物層(膜)的密接性。
對曝光後的樹脂組成物層(樹脂層)的一部分或全部進行表面活化處理為較佳。如此,藉由對樹脂組成物層的表面進行表面活化處理,能夠提高與設置於表面活化處理之表面之金屬層或樹脂層的密接性。尤其,在進行負型顯影之情況等樹脂組成物層硬化之情況下,不易受到由表面處理導致的損傷,容易提高密接性。
表面活化處理例如能夠藉由國際公開第2021/112189號的0415段中記載之方法來實施。該內容併入本說明書中。
(半導體元件及其製造方法)
本發明還揭示了包含本發明的硬化物或積層體之半導體元件。
又,本發明還揭示了本發明的硬化物之製造方法或包括積層體之製造方法之半導體元件之製造方法。
作為對將本發明的樹脂組成物使用在再配線層用層間絕緣膜的形成中之半導體元件的具體例,能夠參閱日本特開2016-027357號公報的0213~0218段的記載及圖1的記載,該等內容併入本說明書中。
[實施例]
以下,舉出實施例對本發明進一步具體地進行說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容、處理步驟等在不脫離本發明的主旨之範圍內,能夠適當進行變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示之具體例。只要沒有特別說明,“份”、“%”為質量基準。
<聚合物合成>
〔合成例A-1:聚醯亞胺前驅物(A-1)的合成〕
將10.4g(47.6毫莫耳)的均苯四甲酸酐、10.6g(20.4毫莫耳)的4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)、17.8g(137毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯、0.05g的氫醌、22.8g(289毫莫耳)的吡啶、75g的二甘二甲醚進行混合,在60℃的溫度攪拌5小時,製造了均苯四甲酸酐及4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)與甲基丙烯酸2-羥乙酯的二酯。接著,將混合物冷卻至-20℃後,耗時90分鐘滴加亞硫醯氯 17.70g(141毫莫耳),攪拌2小時,得到了鹽酸吡啶鎓的白色沉澱。
接著,耗時2小時滴加了將4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯 21.1g(66.0毫莫耳)溶解於NMP(N-甲基-2-吡咯啶酮) 100mL中而得之溶液。接著,添加乙醇 10.0g(217毫莫耳),將混合物攪拌了2小時。接著,使聚醯亞胺前驅物在4升水中沉澱,將水-聚醯亞胺前驅物混合物以500rpm的速度攪拌了15分鐘。藉由過濾取得聚醯亞胺前驅物,在4升水中再度攪拌30分鐘並再度進行了過濾。接著,將所得到之聚醯亞胺前驅物在減壓下,且在45℃乾燥2天,得到了聚醯亞胺前驅物(A-1)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-1)的重量平均分子量(Mw)為60,500,數平均分子量(Mn)為24,400。聚醯亞胺前驅物(A-1)為含有由下述式(A-1)表示之2個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式59]
〔合成例A-1b:聚醯亞胺前驅物(A-1b)的合成〕
將9.85g(45.15毫莫耳)的均苯四甲酸酐、10.07g(19.35毫莫耳)的4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)、16.8g(129毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯、0.05g的氫醌、20.4g(258毫莫耳)的吡啶、200g的γ-丁內酯進行混合,在室溫攪拌了10小時。進而添加0.84g(6.45毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯,攪拌2小時,製造了4,4’-氧二鄰苯二甲酸與甲基丙烯酸2-羥乙酯的二酯。
接著,在冰冷卻下,一邊攪拌一邊滴加了將二環己碳二亞胺(DCC)26.6g溶解於25g的γ―丁內酯中而得之溶液。接著,一邊攪拌一邊耗時60分鐘同時添加了將4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯20.1g懸浮於γ-丁內酯45ml中而得之懸浮液和將DCC 3.8g溶解於10g的γ-丁內酯中而得之溶液。進而在室溫攪拌2小時後,添加乙醇30ml,攪拌1小時,接著,添加了γ-丁內酯100ml。藉由過濾去除反應混合物中產生之沉澱物,得到了反應液。接著,使聚醯亞胺前驅物在3升水中沉澱,將水-聚醯亞胺前驅物混合物以5,000rpm(revolutions per minute:轉/分鐘)的速度攪拌了15分鐘。過濾取得聚醯亞胺前驅物,將其溶解於300mL的四氫呋喃中之後,在2升水中再度得到了作為沉澱物的聚醯亞胺前驅物。將所得到之聚醯亞胺前驅物在減壓下,且在45℃乾燥3天,得到了聚醯亞胺前驅物A-1b。該聚醯亞胺前驅物A-1b的重量平均分子量為51,000,數平均分子量為19,030。
樹脂A-1b的重複單元、組成比(mol%)與樹脂A-1相同。
〔合成例A-2:聚醯亞胺前驅物(A-2)的合成〕
將7.35g(33.7毫莫耳)的均苯四甲酸酐、5.30g(27.6毫莫耳)的1,2,4-苯三甲酸酐、3.54g(6.81毫莫耳)的4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)、17.8g(137毫莫耳)的甲基丙烯酸2-羥乙酯、0.05g的氫醌、22.8g(289毫莫耳)的吡啶、75g的二甘二甲醚進行混合,在60℃的溫度攪拌5小時,製造了均苯四甲酸酐及4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙(鄰苯二甲酸酐)與甲基丙烯酸2-羥乙酯的二酯。接著,將混合物冷卻至-20℃後,耗時90分鐘滴加亞硫醯氯 17.70g(141毫莫耳),攪拌2小時,得到了鹽酸吡啶鎓的白色沉澱。
接著,耗時2小時滴加了將4,4’-二胺基-2,2’-雙(三氟甲基)聯苯21.1g(66.0毫莫耳)溶解於NMP 100mL中而得之溶液。接著,添加乙醇 10.0g(217毫莫耳),將混合物攪拌了2小時。接著,使聚醯亞胺前驅物在4升水中沉澱,將水-聚醯亞胺前驅物混合物以500rpm的速度攪拌了15分鐘。藉由過濾取得聚醯亞胺前驅物,在4升水中再度攪拌30分鐘並再度進行了過濾。接著,將所得到之聚醯亞胺前驅物在減壓下,且在45℃乾燥2天,得到了聚醯亞胺前驅物(A-2)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-2)的重量平均分子量為73,100,數平均分子量為28,900。聚醯亞胺前驅物(A-2)為含有由下述式(A-2)表示之3個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式60]
〔合成例A-3:聚醯亞胺前驅物(A-3)的合成〕
變更了所使用之原料化合物,除此以外,藉由與合成例A-1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物(A-3)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-3)的重量平均分子量為73,900,數平均分子量為28,800。聚醯亞胺前驅物(A-3)為含有由下述式(A-3)表示之2個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式61]
〔合成例A-4:聚醯亞胺前驅物(A-4)的合成〕
變更了所使用之原料化合物,除此以外,藉由與合成例A-1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物(A-4)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-4)的重量平均分子量為65,800,數平均分子量為25,700。聚醯亞胺前驅物(A-4)為含有由下述式(A-4)表示之2個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式62]
〔合成例A-5:聚醯亞胺前驅物(A-5)的合成〕
變更了所使用之原料化合物,除此以外,藉由與合成例A-1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物(A-5)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-5)的重量平均分子量為63,300,數平均分子量為23,100。聚醯亞胺前驅物(A-5)為含有由下述式(A-5)表示之3個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式63]
〔合成例A-6:聚醯亞胺前驅物(A-6)的合成〕
變更了所使用之原料化合物,除此以外,藉由與合成例A-1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物(A-6)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-6)的重量平均分子量為48,700,數平均分子量為19,900。聚醯亞胺前驅物(A-6)為含有由下述式(A-6)表示之3個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式64]
〔合成例A-7:聚醯亞胺前驅物(A-7)的合成〕
變更了所使用之原料化合物,除此以外,藉由與合成例A-1相同的方法得到了聚醯亞胺前驅物(A-7)。所得到之聚醯亞胺前驅物(A-7)的重量平均分子量為83,000,數平均分子量為33,600。聚醯亞胺前驅物(A-7)為含有由下述式(A-7)表示之3個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式65]
〔比較合成例CA-1:聚醯亞胺前驅物(CA-1)的合成〕
將4,4’-氧二鄰苯二甲酸二酐(ODPA)77.5g和4,4’-聯苯二甲酸二酐73.5g加入分離式燒瓶中,添加了甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)134.0g及γ-丁內酯400ml。藉由在室溫下一邊攪拌一邊添加吡啶79.1g,得到了反應混合物。基於反應的發熱結束後,自然冷卻至室溫,進一步靜置了16小時。
接著,在冰冷卻下,一邊攪拌一邊耗時40分鐘向反應混合物中添加了將二環己碳二亞胺(DCC)206.3g溶解於γ-丁內酯180ml中而得之溶液。接著,一邊攪拌一邊耗時60分鐘添加了將4,4’-二胺基二苯醚93.0g懸浮於γ-丁內酯350ml中而得之懸浮液。進而在室溫攪拌2小時後,添加乙醇30ml,攪拌了1小時。然後,添加了γ-丁內酯400ml。藉由過濾取得反應混合物中產生之沉澱物,得到了反應液。
將所得到之反應液添加到3升乙醇中,生成了包含粗聚合物的沉澱物。濾取所生成之粗聚合物,將其溶解於四氫呋喃1.5升中而得到了粗聚合物溶液。將所得到之粗聚合物溶液滴加到28升水中而使聚合物沉澱,濾取所得到之沉澱物後進行真空乾燥,藉此得到了粉末狀的聚醯亞胺前驅物(CA-1)。測量該聚醯亞胺前驅物(CA-1)的重量平均分子量(Mw)時,為22,600。聚醯亞胺前驅物(CA-1)為含有由下述式(CA-1)表示之2個重複單元之結構。由
1H-NMR光譜確認了各重複單元的結構。
[化學式66]
以下示出各聚醯亞胺前驅物中的各重複單元的含有率(組成比(mol%))。在此,關於組成比(mol%),例如“A/B=70/30”的記載係指包括記載有“A”之重複單元70mol%和記載有“B”之重複單元30mol%。
[表1]
聚醯亞胺前驅物 | 組成比(mol%) |
A-1 | A/B=70/30 |
A-2 | A/B/C=40/50/10 |
A-3 | A/B=70/30 |
A-4 | A/B=75/25 |
A-5 | A/B/C=40/45/15 |
A-6 | A/B/C=55/20/25 |
A-7 | A/B/C=60/12/28 |
CA-1 | A/B=51/49 |
<自由基聚合性化合物的合成>
〔合成例D-3:自由基聚合性化合物(D-3)的合成〕
在安裝有攪拌機、冷凝器之燒瓶內,將2-(4-胺基苯基)乙醇(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造)27.44g(200毫莫耳)、對甲氧基苯酚(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造)0.03g溶解於四氫呋喃250mL中,並冷卻至0℃。接著,耗時1小時滴加Karenz MOI(SHOWA DENKO K.K.製造)29.48g(190毫莫耳),在0℃~10℃攪拌1小時後,升溫至25℃,攪拌了2小時。接著,將其在乙酸乙酯800mL/己烷200mL的溶液中析晶,過濾。接著,將過濾物用乙酸乙酯500mL攪拌1小時,過濾。將其在45℃乾燥24小時,得到了45g的D-3。由
1H-NMR光譜確認為D-1。D-3的結構如下述式(D-3)所示。
[化學式67]
1H-NMR(d6-DMSO):8.5-8.4(s,1H),7.3-7.2(d,2H),7.1-7.0(d,2H),6.25-6.15(t,1H),6.1-6.0(s,1H),5.75-5.65(t,1H),4.6-4.5(t,1H),4.15-4.05(t,2H),3.6-3.5(m,2H),3.45-3.35(q,2H),2.65-2.55(t,2H),1.95-1.85(s,3H)
〔合成例D-4~D-9:自由基聚合性化合物(D-4~D-9)的合成〕
在合成例D-3中,將2-(4-胺基苯基)乙醇替換為相同莫耳量的各種胺或醇,除此以外,藉由相同的方法得到了D-4~D-9。D-4~D-9的結構如下述式(D-4)~(D-9)所示。
[化學式68]
〔合成例F-3:化合物(F-3)的合成〕
在三口燒瓶內,將腺嘌呤10g(74mmol)、三乙胺27.68g(274mmol)、N,N-二甲基甲醯胺150mL進行了混合。在0℃攪拌下,用滴液漏斗將2-乙基己醯氯43.3g(266mmol)耗時1小時滴加到燒瓶中。滴加結束後,在75℃繼續反應了4小時。反應結束後,添加乙酸乙酯200mL和水200mL,進行分液操作,萃取了有機層。
重複3次相同的操作。用硫酸鈉進行乾燥後,使用旋轉蒸發器進行了濃縮。濃縮後,藉由再結晶操作得到了作為白色粉體的化合物(F-3) 15.2g(產率78.8%)。
1H-NMR(BRUKER、AVANCE NEO 400):δ(ppm,DMSO-d6)13.5-12.0(1H)、8.97-8.83(1H、s)、8.80-8.67(1H、s)、8.62-8.47(1H、s)、4.46-4.20(1H、m)、1.89-1.71(2H、m)、1.71-1.51(2H、m)、1.35-1.15(4H、m)、1.00-0.68(6H、m)
〔合成例F-4:化合物(F-4)的合成〕
在三口燒瓶內,將4-乙烯基苯甲酸8.3g(56mmol)、腺嘌呤7.5g(56mmol)、四氫呋喃150mL、鹽酸1-乙基-3-(3-二甲基胺基丙基)碳二亞胺11.8g(62mmol)、4-二甲基胺基吡啶0.5g進行了混合。在40℃繼續反應了24小時。反應結束後,冷卻至室溫後,向水500mL中注入反應液,繼續攪拌了1小時。過濾所析出之白色固體,在40℃進行了減壓乾燥。得到了作為白色粉體的化合物(F-4) 11.9g(產率80.1%)。
1H-NMR(BRUKER、AVANCE NEO 400):δ(ppm,DMSO-d6)12.9-12.0(1H)、12.0-11.1(1H)、8.8-8.65(1H、s)、8.6-8.45(1H、s)、8.2-8.0(2H、d)、7.76-7.6(2H、d)、6.94-6.75(1H、m)、6.15-5.95(1H、d)、5.52-5.35(1H、d)
〔合成例F-5:化合物(F-5)的合成〕
在三口燒瓶內,將6-氯嘌呤30g(0.19mol,Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)、1-丁醇600mL、水100mL進行了混合。在室溫下攪拌並溶解後,耗時1小時將乙二胺(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)130mL滴加到燒瓶中。滴加結束後,在80℃繼續反應了2小時。反應結束後,冷卻至室溫,使用旋轉蒸發器進行了濃縮。濃縮後,添加二異丙醚390mL和甲醇90mL的混合溶劑,藉此析出結晶。得到了淡黃色的粉體(F-5a)28.3g(產率82%)。F-5a的結構為由下述式(F-5a)表示之結構。以下示出F-5a的
1H-NMR資料。
1H-NMR(BRUKER、AVANCE NEO 400):δ(ppm,D2O)7.98(1H、s)、7.91(1H、s)、3.65-3.57(2H、t)、3.10-3.00(2H、t)
[化學式69]
接著,在三口燒瓶內,將3-苯基丙酸5.29g(35.2mmol,Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)、F-5a 7.00g(39.3mmol)、4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三𠯤-2-基)-4-甲基𠰌啉氯化物 10.87g(38.5mmol)、甲醇 105mL進行了混合。在室溫下繼續反應了6小時。反應結束後,添加乙酸乙酯200mL、鹽酸水(0.1N(0.1mol/L))200mL,進行分液操作,萃取了有機層。進而添加水200mL,進行分液操作,萃取了有機層。用硫酸鈉進行乾燥後,使用旋轉蒸發器進行了濃縮。濃縮後,藉由再結晶操作得到了作為白色粉體的化合物(F-5) 8.4g(產率76.9%)。以下示出F-5的
1H-NMR資料。
1H-NMR:δ(ppm,DMSO-d6)13.0-12.0(1H),8.25-8.15(1H,s),8.15-8.05(1H,s),8.05-7.93(1H,t),7.65-7.45(1H),7.3-7.05(5H,m),3.7-3.4(2H),3.35-3.2(2H,m),2.85-2.7(2H,t),2.45-2.25(2H,t)
〔合成例F-6:化合物(F-6)的合成〕
在合成例F-3中,將腺嘌呤替換為3-胺基-1,2,4-三唑,除此以外,藉由與合成例F-3相同的方法得到了化合物(F-6)。
〔合成例F-7:化合物(F-7)的合成〕
在三口燒瓶內,將3-胺基-1,2,4-三唑15g(0.18mol)、三乙胺36.06g(0.36mol)、二氯甲烷225mL進行了混合。在0℃攪拌下,用滴液漏斗將異丁醯氯21.31g(0.20mol)耗時1小時滴加到燒瓶中。滴加結束後,在室溫下繼續反應了4小時。反應結束後,將其與水200mL混合,進行分液操作,萃取了有機層。重複3次相同的操作。用硫酸鈉進行乾燥後,使用旋轉蒸發器進行了濃縮。濃縮後,藉由再結晶操作得到了作為白色粉體的化合物(F-7) 22.5g(產率81.1%)。
1H-NMR:δ(ppm,DMSO-d6)7.61-7.57(1H、s)、7.57-7.40(2H)、3.66-3.43(1H、m)、1.24-1.13(6H)
化合物(F-3)~(F-7)的結構如下所示。
[化學式70]
〔合成例F-8:化合物(F-8)的合成〕
在合成例F-4中,將腺嘌呤替換為5-胺基-1H-四唑,除此以外,藉由與合成例F-3相同的方法得到了化合物(F-8)。
〔合成例F-9:化合物(F-9)的合成〕
在合成例F-3中,將腺嘌呤替換為3-胺基-1,2,4-三唑,將2-乙基己醯氯替換為異丁醯氯,除此以外,藉由與合成例F-3相同的方法得到了化合物(F-9)。
〔合成例F-10:化合物(F-10)的合成〕
將20.0g(64.5毫莫耳)的4,4’-氧二鄰苯二甲酸酐、5.9g(129毫莫耳)的乙醇、20.4g(258毫莫耳)的吡啶、100g的二甘二甲醚進行混合,在60℃的溫度攪拌10小時,合成了4,4’-氧二鄰苯二甲酸與乙醇的二酯體。接著,將所得到之二酯用SOCl
2氯化後,添加腺嘌呤,在90℃攪拌了6小時。反應結束後,將其滴加到乙酸乙酯/己烷(70/30(體積比))300mL的混合溶劑中,得到了白色固體F-10。在減壓過濾後,藉由再結晶操作得到了作為白色粉體的化合物(F-10)32.3g(產率78.6%)。
化合物(F-8)~(F-10)的結構如下所示。
[化學式71]
<實施例及比較例>
在各實施例中,分別混合下述表中記載之成分,得到了各樹脂組成物。又,在比較例中,混合下述表中記載之成分,得到了比較用組成物。
具體而言,除了溶劑以外的表中記載之各成分的含量(摻合量)為表的各欄的“質量份”的欄中記載之量(質量份)。
關於溶劑的含量(摻合量),使組成物的固體成分濃度成為表中的“固體成分濃度”的值(質量%),使各溶劑的含量相對於溶劑的總質量的比率(質量比)成為表中的“比率”欄中記載之比率。
使用細孔的寬度為0.8μm的聚四氟乙烯製過濾器對所得到之樹脂組成物及比較用組成物進行了加壓過濾。
又,表中,“-”的記載表示組成物不含有對應的成分。
“聚合性化合物”欄中的例如“種類”“D-2(0.7)/D-3(0.3)”、“質量份”“13.1”的記載係指將D-2和D-3以0.7:0.3的質量比使用了合計13.1質量份。
[表2]
實施例 | 比較例 | 比較例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | |||
1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |||
組成 | 聚醯亞胺 前驅物 | Mw | 60500 | 22600 | 60500 | 60500 | 73100 | 73100 | 73100 | 73100 | 73900 | 73100 | 73100 | 73100 | 73900 | 73900 | 73100 | 73100 |
種類 | A-1 | CA-1 | A-1 | A-1 | A-2 | A-2 | A-2 | A-2 | A-3 | A-2 | A-2 | A-2 | A-3 | A-3 | A-2 | A-2 | ||
質量份 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80.8 | 80 | 80 | 81 | 79.5 | 80 | 81 | ||
聚合性化合物 | 種類 | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-3 | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-1 | D-2(0.7) /D-4(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-4(0.3) | D-2(0.7) /D-4(0.3) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.5) /D-3(0.5) | D-2(0.4) /D-3(0.6) | |
質量份 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | ||
聚合起始劑 | 種類 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-2 | C-3 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-4 | |
質量份 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | ||
熱鹼產生劑 | 種類 | B-1 | B-1 | B-1 | B-2 | B-1 | B-1 | B-1 | B-1 | B-1 | - | B-2 | B-3 | - | B-4 | B-5 | - | |
質量份 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | 1 | - | 1 | 1 | - | ||
聚合抑制劑 | 種類 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-2 | E-1 | E-1 | E-3 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | |
質量份 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||
矽烷 偶合劑 | 種類 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-2 | G-1 | G-1 | G-2 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | |
質量份 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||
化合物B或 遷移抑制劑 | 種類 | F-3 | F-3 | F-1 | F-7 | F-4 | F-5 | F-6 | F-7 | F-2(0.4) /F-3(0.6) | F-3 | F-4 | F-4 | F-3 | F-3 | F-3 | F-4 | |
質量份 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||
添加劑 | 種類 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | H-3 | - | - | - | H-4 | - | - | |
質量份 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.2 | - | - | - | 0.5 | - | - | ||
溶劑 | 種類 | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | NMP | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | |
比率 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | ||
種類 | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | EL | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | ||
比率 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
固體成分濃度(質量%) | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | ||
程序 | 膜厚(μm) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
顯影液 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | ||
硬化溫度(℃) | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | ||
硬化時間(min) | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | ||
評價 | 斷裂伸長率 | A | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | |
楊氏係數 | A | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | ||
PCT(耐濕熱性) | A | C | C | B | A | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A |
[表3]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | |||
15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |||
組成 | 聚醯亞胺 前驅物 | Mw | 73100 | 73900 | 73900 | 73900 | 73900 | 73900 | 73900 | 73100 | 73100 | 73900 | 65800 | 63300 | 65800 | 73100 | 73900 | 73900 |
種類 | A-2 | A-3 | A-3 | A-3 | A-3 | A-3 | A-3 | A-2 | A-2 | A-3 | A-4 | A-5 | A-4 | A-4 | A-3 | A-3 | ||
質量份 | 81 | 79 | 79 | 79 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80.5 | 80.8 | 81 | 79 | ||
聚合性化合物 | 種類 | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-6(0.3) | D-2(0.7) /D-8(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-3(0.5) /D-7(0.5) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-9(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | |
質量份 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | ||
聚合起始劑 | 種類 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-2 | C-1 | C-2 | C-3 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-4 | C-1 | C-1 | |
質量份 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | ||
熱鹼產生劑 | 種類 | - | B-4 | B-4 | B-4 | - | - | - | B-1 | B-2 | - | - | - | - | - | - | B-4 | |
質量份 | - | 1 | 1 | 1 | - | - | - | 1 | 1 | - | - | - | - | - | - | 1 | ||
聚合抑制劑 | 種類 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-4 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | |
質量份 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||
矽烷 偶合劑 | 種類 | G-3 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-4 | G-1 | G-2 | G-4 | G-1 | G-2 | G-1 | G-3 | G-1 | G-1 | |
質量份 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||
化合物B或 遷移抑制劑 | 種類 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-4 | F-4 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-4 | F-8 | F-9 | |
質量份 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||
添加劑 | 種類 | - | H-1 | H-2 | H-1 | H-1 | H-1 | H-2 | - | - | H-1 | H-1 | H-1 | H-4 | H-3 | - | H-2 | |
質量份 | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | - | 1 | 1 | 1 | 0.5 | 0.2 | - | 1 | ||
溶劑 | 種類 | GBL | GBL | GBL | NMP | GBL | NMP | GBL | GBL | GBL | NMP | GBL | GBL | NMP | GBL | NMP | GBL | |
比率 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | ||
種類 | DMSO | DMSO | DMSO | EL | DMSO | EL | DMSO | DMSO | DMSO | EL | DMSO | DMSO | EL | DMSO | EL | DMSO | ||
比率 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
固體成分濃度(質量%) | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | ||
程序 | 膜厚(μm) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
顯影液 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | ||
硬化溫度(℃) | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 180 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | ||
硬化時間(min) | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 120 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | ||
評價 | 斷裂伸長率 | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | |
楊氏係數 | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | ||
PCT(耐濕熱性) | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
[表4]
實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | 實施例 | |||
31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | |||
組成 | 聚醯亞胺 前驅物 | Mw | 73900 | 51000 | - | - | 48700 | 83000 | 73100 | 73900 | 73100 | 60500 | 73100 | 73100 | 73100 | 73900 |
種類 | A-3 | A-lb | A-l(0.5) /A-3(0.5) | A-l(0.7) /CA-1(0.3) | A-6 | A-7 | A-2 | A-3 | A-2 | A-1 | A-2 | A-2 | A-2 | A-3 | ||
質量份 | 79 | 80 | 81 | 80 | 79 | 80 | 80.5 | 80 | 80 | 80 | 80 | 77.7 | 80 | 79 | ||
聚合性化合物 | 種類 | D-2(0.7) /D-7(0.3) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-2(0.7) /D-7(0.3) | D-1(0.3) /D-2(0.7) | D-2(0.7) /D-3(0.3) | D-1(0.3) /D-2(0.7) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-1(0.3) /D-2(0.7) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-6(0.3) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-5(0.3) | D-2(0.7) /D-7(0.3) | |
質量份 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 14.1 | 13.1 | 13.1 | 13.1 | 12.6 | 13.1 | 13.3 | 15.4 | 13.1 | 13.1 | ||
聚合起始劑 | 種類 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-2 | C-1 | C-5 | C-6 | C-1 | C-3 | C-3 | C-3 | C-3 | C-1 | |
質量份 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | ||
熱鹼產生劑 | 種類 | B-4 | B-1 | - | B-1 | - | B-1 | - | B-1 | B-3 | B-4 | B-2 | B-2 | B-2 | B-4 | |
質量份 | 1 | 1 | - | 0.8 | - | 0.8 | - | 0.8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
聚合抑制劑 | 種類 | E-1 | E-1 | E-2 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | E-1 | |
質量份 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | ||
矽烷 偶合劑 | 種類 | G-1 | G-1 | G-3 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-1 | G-5 | G-6 | G-2 | G-2 | G-2 | G-1 | |
質量份 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1.5 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||
化合物B或 遷移抑制劑 | 種類 | F-3 | F-3 | F-4 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-3 | F-4 | F-4 | F-4 | F-3(0.5) /F-4(0.5) | F-10 | |
質量份 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.015 | 4.8 | 0.2 | 0.2 | ||
添加劑 | 種類 | H-1 | - | - | H-3 | H-1 | H-3 | H-4 | H-3 | H-1 | - | - | - | - | H-1 | |
質量份 | 1 | - | - | 0.2 | 1 | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 1 | - | - | - | - | 1 | ||
溶劑 | 種類 | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | NMP | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | GBL | |
比率 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | ||
種類 | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | EL | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | DMSO | ||
比率 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
固體成分濃度(質量%) | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | 42 | ||
程序 | 膜厚(μm) | 20 | 20 | 20 | 15 | 20 | 30 | 20 | 30 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
顯影液 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | 環戊酮 | ||
硬化溫度(℃) | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | ||
硬化時間(min) | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | ||
評價 | 斷裂伸長率 | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A | |
楊氏係數 | A | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | ||
PCT(耐濕熱性) | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A |
表中記載之各成分的詳細內容如下所述。
〔聚醯亞胺前驅物〕
・A-1~A-7:藉由上述合成例得到之聚醯亞胺前驅物(A-1)~(A-7)
・CA-1:藉由上述合成例得到之聚醯亞胺前驅物(CA-1)
〔聚合性化合物(自由基聚合性化合物)〕
・D-1:ADPH:二新戊四醇六丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.製造)
・D-2:SR-209(Sartomer Company,Inc.製造,下述結構的化合物)
[化學式72]
・D-3~D-9:藉由上述合成例得到之化合物
〔聚合起始劑〕
・C-1:IRGACURE OXE 01(BASF公司製造)
・C-2:IRGACURE OXE 02(BASF公司製造)
・C-3:IRGACURE 369(BASF公司製造)
・C-4:下述結構的化合物
・C-5:Omnirad 1312(IGM公司製造)
・C-6:Omnirad TPO H(IGM公司製造)
[化學式73]
〔熱鹼產生劑〕
・B-1~B-5:由下述式(B-1)~式(B-5)表示之化合物
[化學式74]
〔聚合抑制劑〕
・E-1:2-亞硝基-1-萘酚(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造)
・E-2:對苯醌(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造)
・E-3:對甲氧基苯酚(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.製造)
・E-4:下述結構的化合物
[化學式75]
〔矽烷偶合劑(金屬接著性改良劑)〕
・G-1~G-4:下述結構的化合物。以下結構式中,Et表示乙基。
[化學式76]
・G-5:X-12-1293(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)
・G-6:KR-513(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.製造)
〔化合物B或遷移抑制劑〕
・F-1:1H-四唑
・F-2:5-胺基-1H-四唑
[化學式77]
・F-3~F-10:以上述合成例合成之化合物。
F-1~F-2為不對應於化合物B之遷移抑制劑。又,F-3~F-10為對應於化合物B之化合物。
又,F-1~F-10的溶解度參數(SP值)如下所示。下述表中,SP值的單位為MPa
1/2。
[表5]
SP值 | |
F-1 | 31.9 |
F-2 | 34.9 |
F-3 | 24.8 |
F-4 | 26.9 |
F-5 | 26.6 |
F-6 | 21.2 |
F-7 | 23.0 |
F-8 | 24.8 |
F-9 | 24.7 |
F-10 | 25.7 |
〔添加劑〕
・H-1:由下述式(H-1)表示之化合物
・H-2:N-苯基二乙醇胺-2-吡咯啶酮
・H-3:由下述式(H-3)表示之化合物
・H-4:由下述式(H-4)表示之化合物
[化學式78]
〔溶劑〕
・GBL:γ-丁內酯
・DMSO:二甲基亞碸
・NMP:N-甲基-2-吡咯啶酮
・EL:乳酸乙酯
<評價>
〔斷裂伸長率〕
在各實施例及比較例中,分別藉由旋塗法將各樹脂組成物或比較用組成物以層狀適用於矽晶圓上,形成了樹脂組成物層或比較用組成物層。在加熱板上將所得到之適用了樹脂組成物層或比較用組成物層之矽晶圓在100℃乾燥5分鐘,在矽晶圓上形成了表的“膜厚(μm)”欄中記載之厚度的均勻的樹脂組成物層或比較用組成物層。使用步進機(Nikon NSR 2005 i9C)以500mJ/cm
2的曝光能量對矽晶圓上的樹脂組成物層或比較用組成物層進行了曝光。使用加熱板,將上述曝光之樹脂組成物層或比較用組成物層在氮氣環境下以10℃/分鐘的升溫速度升溫,達到表的“硬化溫度(℃)”欄中記載之溫度後,將該溫度維持在表的“硬化時間(min)”中記載之時間,得到了硬化後的樹脂層。將上述硬化後的樹脂層浸漬於4.9質量%氫氟酸溶液,並從矽晶圓剝離樹脂層,從而得到了樹脂膜1。
藉由沖裁機沖裁樹脂膜1,製作了試樣寬度10mm、試樣長度50mm的膜。關於上述膜的斷裂伸長率,使用拉伸試驗機(Tensilon)以十字頭速度300mm/分鐘、試樣寬度10mm、試樣長度50mm針對過濾器的長度方向及寬度方向,在25℃、65%相對濕度(RH)的環境下遵照JIS-K6251:2017測量了斷裂伸長率。斷裂伸長率藉由E
b(%)=(L
b-L
0)/L
0×100(E
b:切割時伸長率、L
0:試驗前的試驗片的長度、L
b:試驗片被切割時的試驗片的長度)計算。測量10次長度方向的斷裂伸長率,將共計10個斷裂伸長率(E
b)的算術平均值作為指標值進行了評價。按照下述評價基準進行了評價。可以說,上述E
b的數值愈大,斷裂伸長率愈優異。將評價結果記載於表的“斷裂伸長率”欄中。
-評價基準-
A:上述指標值大於60%。
B:上述指標值大於40%且為60%以下。
C:上述指標值為40%以下。
〔楊氏係數的評價〕
使用拉伸試驗機(Tensilon),在十字頭速度5mm/分鐘、25℃、65%RH(相對濕度)的環境下,遵照JIS K 7161(2014)測量了上述斷裂伸長率評價中製作之試驗片的楊氏係數。測量實施各5次,使用5次測量中的試驗片斷裂時的楊氏係數(拉伸彈性模數)的算術平均值作為指標值。將評價結果記載於表的“楊氏係數”欄中。
(評價基準)
A:楊氏係數為4.5GPa以上。
B:楊氏係數為3.5GPa以上且小於4.5GPa。
C:楊氏係數小於3.5GPa。
〔PCT(Pressure Cooker Test:壓力鍋測試)後的剝離率的評價〕
藉由旋塗法將各實施例及比較例中製備之樹脂組成物或比較用組成物分別以層狀適用於銅基板上,形成了樹脂組成物層或比較用組成物層。在加熱板上將所得到之形成有樹脂組成物層或比較用組成物層之銅基板在100℃乾燥5分鐘,在銅基板上形成了表的“膜厚(μm)”欄中記載之厚度且厚度均勻的樹脂組成物層或比較用組成物層。使用步進機(Nikon NSR 2005 i9C),以500mJ/cm
2的曝光能量,使用形成有100μm見方的正方形的非遮罩部之光罩,藉由i射線對銅基板上的樹脂組成物層或比較用組成物層進行曝光,然後用表的“顯影液”欄中記載之顯影液顯影60秒鐘,使用丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)進行沖洗,藉此得到了100μm見方的正方形的樹脂層。進而,在氮氣環境下,在表的“硬化溫度(℃)”欄中記載之溫度,在表的“硬化時間(min)”欄中記載之時間,使用加熱式烘箱進行加熱,形成了樹脂層(圖案)。
關於上述樹脂層,使其在溫度121℃/相對濕度100%RH的槽內經過了250小時。實施剖面SEM(掃描型顯微鏡)測量,評價了銅基板與樹脂層之間的空隙面積率。空隙面積率藉由下述式計算。
空隙面積率(%)=(藉由SEM測量觀察到的空隙部的面積)/(樹脂層的總面積)×100
依據所得到之空隙面積率的值,按照下述評價基準進行了評價。可以說,空隙面積率愈小,硬化膜的PCT(濕熱)耐性愈優異,可以說即使經過長時間後,在金屬層與硬化物之間亦不易產生空隙。將評價結果記載於表的“PCT(耐濕熱性)”欄中。
A:空隙面積率為0.5%以下。
B:空隙面積率大於0.5%且為2%以下。
C:空隙面積率大於2%。
<實施例101>
使用實施例1中製備之樹脂組成物,使用紅外線燈加熱裝置(ADVANCE RIKO, Inc.製造,RTP-6)進行了上述曝光後的加熱,除此以外,在與實施例1相同的條件下進行了斷裂伸長率、楊氏係數及PCT後的剝離率(PCT(耐濕熱性))的評價。
在斷裂伸長率、楊氏係數、PCT(耐濕熱性)方面均得到了與實施例1相同的結果。
<實施例102>
在實施例1中,從樹脂組成物中去除聚合抑制劑E-1及矽烷偶合劑G-1,將樹脂A-1的摻合量由80質量份變更為82.2質量份,除此以外,藉由與實施例1相同的方法製備了樹脂組成物。
使用上述樹脂組成物,藉由與實施例1相同的方法進行斷裂伸長率、楊氏係數、PCT(耐濕熱性)評價時,在任一評價項目中都得到了與實施例1相同的結果。
<實施例103>
使用實施例1中製備之樹脂組成物,將上述曝光中的曝光手段由步進機(Nikon NSR 2005 i9C)變更為直接曝光裝置(ADTEC DE-6UH III),除此以外,藉由與實施例1相同的方法實施了斷裂伸長率、楊氏係數、PCT(耐濕熱性)評價。在任一評價項目中都得到了與實施例1相同的結果。
由以上結果可知,由本發明的樹脂組成物形成之硬化物的斷裂伸長率優異。
比較例1之比較用組成物不包含含有由式(1)表示之重複單元之聚醯亞胺前驅物。可知關於這樣的比較用組成物,所得到之硬化物的耐濕熱性差。
比較例2之比較用組成物不含有化合物B。可知關於這樣的比較用組成物,所得到之硬化物的耐濕熱性差。
<實施例201>
藉由旋塗法將在實施例1中使用之樹脂組成物以層狀適用於表面形成有銅薄層之樹脂基材的銅薄層的表面上,在100℃乾燥5分鐘,形成膜厚20μm的感光膜後,使用步進機(Nikon Corporation製造,NSR1505 i6)進行了曝光。經由遮罩(圖案為1:1線和空間,且線寬度為10μm之二元遮罩),在波長365nm下進行了曝光。上述曝光後,用環戊酮顯影2分鐘,用PGMEA沖洗30秒鐘,得到了層的圖案。
接著,在氮氣環境下以10℃/分鐘的升溫速度升溫,達到230℃後,在230℃維持180分鐘,形成了再配線層用層間絕緣膜。該再配線層用層間絕緣膜的絕緣性優異。
又,使用該再配線層用層間絕緣膜製造半導體元件時,確認到毫無問題地動作。
Claims (19)
- 一種樹脂組成物,其包含: 聚醯亞胺前驅物,含有由式(1)表示之重複單元;及 化合物B,具有含有2個以上的氮原子作為環員之芳香族5員環結構及由式(R-1)或式(R-2)表示之1價有機基,可以具有與前述芳香族5員環結構縮合之環結構,且前述1價有機基與前述芳香族5員環結構或與前述芳香族5員環結構縮合之環結構直接鍵結, 前述化合物B的溶解度參數為10~30MPa 1/2, 式(1)中,A 1及A 2分別獨立地為氧原子或-NR Z-,R Z為氫原子或1價有機基,R 1及R 2分別獨立地為氫原子或1價有機基,R 1及R 2中的至少1個為具有乙烯性不飽和鍵之1價有機基,X 1為含有苯環結構之4價有機基,Y 1為由下述式(Y-1)表示之2價有機基, 式(Y-1)中,R 3~R 10分別獨立地為氫原子或1價基,R 3~R 10中的至少1個為烷基、氟原子、三氟甲基或烷氧基,R 5與R 7、R 6與R 8可以鍵結而形成環結構,*分別表示與式(1)中的氮原子的鍵結部位, 式(R-1)中,R 1表示1價有機基,*表示與前述芳香族5員環結構或與前述芳香族5員環結構縮合之環結構的鍵結部位, 式(R-2)中,R 2表示氫原子或1價有機基,R 3表示1價有機基,*表示與前述芳香族5員環結構或與前述芳香族5員環結構縮合之環結構的鍵結部位。
- 如請求項1所述之樹脂組成物,其含有由下述式(B1-1)~(B1-3)中的任一個表示之化合物作為前述化合物B, 式(B1-1)中,R 1表示氫原子或1價有機基,R 2表示氫原子或1價有機基,R 3表示1價有機基, 式(B1-2)中,R 4表示氫原子或1價有機基,R 5表示1價有機基, 式(B1-3)中,R 6表示1價有機基,R 7表示氫原子或1價有機基,R 8表示氫原子或1價有機基。
- 如請求項1所述之樹脂組成物,其中 前述化合物B含有由下述式(B2-1)~(B2-3)中的任一個表示之化合物, 式(B2-1)中,R 9表示碳數3以上的1價有機基, 式(B2-2)中,R 10表示碳數6以上的1價有機基, 式(B2-3)中,R 11表示碳數6以上的1價有機基。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之樹脂組成物,其中 前述聚醯亞胺前驅物含有前述式(1)中的前述X 1具有2個以上醚鍵之重複單元作為前述由式(1)表示之重複單元。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之樹脂組成物,其中 前述聚醯亞胺前驅物含有前述式(1)中的前述X 1具有3個以上苯環結構之重複單元作為前述由式(1)表示之重複單元。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之樹脂組成物,其中 前述聚醯亞胺前驅物含有前述式(1)中的前述X 1為由下述式(a)或下述式(b)表示之結構之重複單元作為前述由式(1)表示之重複單元, 式(a)中,R a1分別獨立地表示1價基,m1表示0~3的整數,R a2分別獨立地表示1價基,m2表示0~4的整數,R a3分別獨立地表示1價基,m3表示0~3的整數,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位, 式(b)中,R b1分別獨立地表示1價基,n1表示0~3的整數,R b2分別獨立地表示1價基,n2表示0~4的整數,R b3分別獨立地表示1價基,n3表示0~4的整數,R b4分別獨立地表示1價基,n4表示0~3的整數,J 1及J 2分別獨立地表示氫原子、烷基或三氟甲基,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之樹脂組成物,其中 前述聚醯亞胺前驅物含有前述式(1)中的前述X 1為由下述式(2a)~式(2d)中的任一個表示之結構之重複單元作為前述由式(1)表示之重複單元, 式(2a)~式(2d)中,L 1及L 2分別獨立地為不與各自鍵結之苯環共軛之2價基或單鍵,*1~*4分別表示與式(1)中的羰基的鍵結部位。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之樹脂組成物,其還含有自由基聚合性化合物。
- 如請求項1至請求項3之任一項所述之樹脂組成物,其用於形成再配線層用層間絕緣膜。
- 一種硬化物,其使請求項1至請求項9之任一項所述之樹脂組成物硬化而成。
- 一種積層體,其包含2層以上的由請求項10所述之硬化物形成之層,且在由前述硬化物形成之層彼此中的至少任意層之間包含金屬層。
- 一種硬化物之製造方法,其包括將請求項1至請求項9之任一項所述之樹脂組成物適用於基材上來形成膜之膜形成步驟。
- 如請求項12所述之硬化物之製造方法,其包括: 選擇性地對前述膜進行曝光之曝光步驟;及 使用顯影液對曝光之前述膜進行顯影而形成圖案之顯影步驟。
- 如請求項12或請求項13所述之硬化物之製造方法,其包括在50~450℃對前述膜進行加熱之加熱步驟。
- 一種積層體之製造方法,其包括請求項12至請求項14之任一項所述之硬化物之製造方法。
- 一種半導體元件之製造方法,其包括請求項12至請求項14之任一項所述之硬化物之製造方法。
- 一種半導體元件之製造方法,其包含請求項15所述之積層體之製造方法。
- 一種半導體元件,其包含請求項10所述之硬化物。
- 一種半導體元件,其包含請求項11所述之積層體。
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