WO2023106108A1 - 感光性樹脂組成物 - Google Patents

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WO2023106108A1
WO2023106108A1 PCT/JP2022/043337 JP2022043337W WO2023106108A1 WO 2023106108 A1 WO2023106108 A1 WO 2023106108A1 JP 2022043337 W JP2022043337 W JP 2022043337W WO 2023106108 A1 WO2023106108 A1 WO 2023106108A1
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WO
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group
formula
photosensitive resin
carbon atoms
resin composition
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PCT/JP2022/043337
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貴文 遠藤
浩司 荻野
崇洋 坂口
秀則 石井
有輝 星野
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日産化学株式会社
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    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/16Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F290/14Polymers provided for in subclass C08G
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • G03F7/32Liquid compositions therefor, e.g. developers

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive resin composition, a resin film obtained from the composition, a photosensitive resist film using the composition, a method for manufacturing a substrate with a cured relief pattern, and a semiconductor device having a cured relief pattern.
  • polyimide resin which has excellent heat resistance, electrical properties, and mechanical properties, has been used as an insulating material for electronic parts, and as a passivation film, surface protective film, interlayer insulating film, etc. for semiconductor devices.
  • these polyimide resins those provided in the form of a photosensitive polyimide precursor easily form a heat-resistant relief pattern film by thermal imidization treatment by applying, exposing, developing, and curing the precursor. be able to.
  • Such a photosensitive polyimide precursor has the feature of enabling a significant process reduction compared to conventional non-photosensitive polyimide resins.
  • Patent Documents 1 and 2 propose a photosensitive resin composition containing polyamic acid or polyimide using a diamine having a (meth)acryloyloxy group.
  • the photosensitive resin used to obtain the hardened relief pattern is divided into two types: the positive type, in which the photosensitive resin in the exposed areas is dissolved in the developer by exposure and development, leaving the photosensitive resin in the unexposed areas, and the photosensitive resin in the unexposed areas. is dissolved in the developer and the photosensitive resin in the exposed areas remains.
  • the negative type is inferior to the positive type in resolution, but is easy to form a thick film or a film, and is excellent in reliability.
  • a negative photosensitive resin containing polyimide there is a problem that the development time in organic solvent development is long.
  • a negative photosensitive resin composition containing polyamic acid or polyimide is coated on a substrate and then baked to obtain a polyimide film. After forming a wiring pattern on the polyimide film, the photosensitive resin composition is further applied. From the viewpoint of laminating a polyimide layer by coating and baking, the polyimide film is required to have chemical resistance to the organic solvent used in the photosensitive resin composition.
  • an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition having a low dielectric loss tangent, high breaking strength, and high chemical resistance in the cured film obtained, and a short development time in organic solvent development, and the composition
  • the object of the present invention is to provide a resin film obtained from a material, a photosensitive resist film using the composition, a method for producing a substrate with a cured relief pattern, and a semiconductor device having a cured relief pattern.
  • the present inventors have made intensive studies to achieve the above problems, and found that by including a specific resin in the photosensitive resin composition, the resulting cured film has a low dielectric loss tangent, a high breaking strength, and The inventors have found that it is possible to obtain a photosensitive resin composition having high chemical resistance and a short development time in organic solvent development, and have completed the present invention.
  • a photosensitive resin composition containing at least one of the following polyimide (1), the following polyamic acid (2), and the following polyamic acid ester (3), and a solvent.
  • Polyimide (1) A polyimide having structural units represented by the following formulas (1-a), (1-b) and (1-c) below.
  • Polyamic acid (2) Polyamic acid having structural units represented by the following formula (2), the following formula (1-b), and the following formula (1-c).
  • Polyamic acid ester (3) at least one of the following polyamic acid esters (3a) to (3c).
  • Polyamic acid ester (3a) Polyamic acid ester having structural units represented by the following formula (3-a) and the following formula (1-b).
  • Ar 1 represents a tetravalent organic group having an ester bond and three or more aromatic rings.
  • X represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms.
  • Y represents a divalent aromatic group having a photopolymerizable group.
  • Ar 2 represents a tetravalent organic group having an ester bond and three or more aromatic rings.
  • Ar 3 represents a tetravalent organic group having an ester bond and three or more aromatic rings, and L 1 and L 2 each independently have a photopolymerizable group 1 represents a valent organic group.
  • Ar 4 represents a tetravalent organic group having an ester bond and three or more aromatic rings, and R 1 and R 2 each independently represent a monovalent organic group.
  • Ar 5 represents a tetravalent organic group, and L 3 and L 4 each independently represent a monovalent organic group having a photopolymerizable group.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms
  • m 1 represents 0 to 4 represents an integer of When m1 is 2 or more, R3 may be the same or different.
  • Z 2 represents a direct bond or a divalent organic group represented by formula (6-a) or (6-b) below
  • R 4 and R 5 are each independent represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms
  • m 2 and m 3 are each independently an integer of 0 to 4.
  • R4 may be the same or different.
  • R5 may be the same or different.
  • R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms
  • m 4 represents 0 to 6 represents an integer.
  • R6 may be the same or different.
  • * represents a bond.
  • R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom.
  • R 9 and R 10 are each independently an optionally substituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted arylene group having 6 to 12 carbon atoms. show. * represents a bond.
  • X in the formula (1-b) represents a divalent organic group represented by the following formula (7).
  • R 11 and R 12 each independently represent an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms or an alkenylene group having 3 to 20 carbon atoms, and Q is a direct bond, or the following formula (8- a) or a divalent organic group represented by the following formula (8-b), * represents a bond.
  • R 13 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms
  • n 1 represents an integer of 0 to 4.
  • R13 may be the same or different.
  • R 14 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms
  • n 2 represents an integer of 0 to 4.
  • R14 may be the same or different.
  • * represents a bond.
  • Y represents a divalent organic group represented by the following formula (9-a)
  • L 1 and L 2 each independently represent a monovalent organic group represented by the following formula (9-b)
  • L 3 and L 4 each independently represent a monovalent organic group represented by the following formula (9-b)
  • the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [4].
  • V 1 represents a direct bond, an ether bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, or a urea bond
  • W 1 represents an oxygen atom or an NH group
  • R 15 represents a direct bond, or represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group
  • R 16 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • * represents a bond.
  • W 2 represents an oxygen atom or an NH group
  • R 17 represents a direct bond or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group
  • R 18 represents represents a hydrogen atom or a methyl group
  • * represents a bond.
  • Z 1 in formula (4) represents a divalent organic group represented by formula (5-b).
  • Z 2 in formula (5-b) represents a direct bond
  • R 4 and R 5 represent a methyl group.
  • a photosensitive resist film comprising a substrate film, a photosensitive resin layer formed from the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [14], and a cover film.
  • a method of manufacturing a cured relief patterned substrate comprising: [19] The method for producing a cured relief patterned substrate according to [18], wherein the developer used for the development is an organic solvent.
  • a semiconductor device comprising a semiconductor element and a cured film provided above or below the semiconductor element, wherein the cured film is the photosensitive resin composition according to any one of [1] to [14].
  • a photosensitive resin composition having a low dielectric loss tangent, high breaking strength, and high chemical resistance in the cured film obtained, and a short development time in organic solvent development, and a resin obtained from the composition
  • a film, a photosensitive resist film using the composition, a method for producing a substrate with a cured relief pattern, and a semiconductor device having a cured relief pattern are obtained.
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains at least one of polyimide (1), polyamic acid (2), and polyamic acid ester (3), and at least a solvent, and further contains other components as necessary.
  • the polyimide (1), the polyamic acid (2), and the polyamic acid ester (3) are sometimes referred to as "specific polyimides and the like".
  • the photosensitive resin composition contains at least one of polyimide (1), polyamic acid (2), and polyamic acid ester (3).
  • Polyimide (1) is a polyimide having structural units represented by the following formulas (1-a), (1-b) and (1-c) below.
  • the polyamic acid (2) is a polyamic acid having structural units represented by the following formula (2), the following formula (1-b), and the following formula (1-c).
  • Polyamic acid ester (3) is at least one of the following polyamic acid esters (3a) to (3c).
  • the polyamic acid ester (3a) is a polyamic acid ester having structural units represented by the following formula (3-a) and the following formula (1-b).
  • the polyamic acid ester (3b) is a polyamic acid ester having structural units represented by the following formulas (3-b), (1-b) and (1-c) below.
  • the polyamic acid ester (3c) is a polyamic acid ester having structural units represented by the following formulas (3-b), (3-c) and (1-b) below.
  • Ar 1 represents a tetravalent organic group having an ester bond (-COO-) and three or more aromatic rings.
  • X represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms.
  • Y represents a divalent aromatic group having a photopolymerizable group.
  • Ar 2 represents a tetravalent organic group having an ester bond (--COO--) and three or more aromatic rings.
  • Ar 3 represents a tetravalent organic group having an ester bond (-COO-) and three or more aromatic rings, and L 1 and L 2 each independently photopolymerize represents a monovalent organic group having a functional group.
  • Ar 4 represents a tetravalent organic group having an ester bond (—COO—) and three or more aromatic rings, and R 1 and R 2 each independently represent a monovalent represents an organic group.
  • Ar 5 represents a tetravalent organic group, and L 3 and L 4 each independently represent a monovalent organic group having a photopolymerizable group.
  • the present inventors consider the reason why the effect of the present invention is exhibited by the photosensitive resin composition of the present invention as follows. Photosensitivity is imparted to a resin composition containing a specific polyimide or the like by having a photopolymerizable group in the specific polyimide or the like. When the specific polyimide or the like has a divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms, the cured film has a low dielectric loss tangent. When the specific polyimide or the like has a divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms, the development time in organic solvent development can be shortened. When the specific polyimide or the like has an ester bond and a tetravalent organic group having three or more aromatic rings, the breaking strength and chemical resistance of the cured film are enhanced.
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 , and Ar 4 each independently represent a tetravalent organic group having an ester bond (--COO--) and 3 or more aromatic rings.
  • an ester bond means a --COO-- bond.
  • the number of ester bonds that Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 have is not particularly limited, and may be one or two or more, preferably two. be.
  • the number of aromatic rings in Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 is not particularly limited as long as it is 3 or more, and may be 4 or more, for example. Although the upper limit of the number of aromatic rings is not particularly limited, it may be, for example, 8 or less, or 6 or less.
  • Aromatic rings include aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles, and the like.
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 preferably represent a tetravalent organic group represented by the following formula (4) from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention.
  • Z 1 represents a divalent organic group represented by the following formula (5-a), the following formula (5-b) or the following formula (5-c). * represents a bond.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms
  • m 1 represents 0 to 4 represents an integer of When m1 is 2 or more, R3 may be the same or different.
  • Z 2 represents a direct bond or a divalent organic group represented by formula (6-a) or (6-b) below
  • R 4 and R 5 are each independent represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms
  • m 2 and m 3 are each independently an integer of 0 to 4. show.
  • R4 When m2 is 2 or more, R4 may be the same or different. When m3 is 2 or more, R5 may be the same or different.
  • R 6 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and m 4 represents 0 to 6 represents an integer. When m4 is 2 or more, R6 may be the same or different. * represents a bond. ]
  • R 7 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom.
  • R 9 and R 10 are each independently an optionally substituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms or an optionally substituted arylene group having 6 to 12 carbon atoms. show. * represents a bond.
  • Z 1 preferably represents a divalent organic group represented by formula (5-b) from the viewpoint of favorably obtaining the effects of the present invention.
  • Z 2 preferably represents a direct bond.
  • R 4 and R 5 preferably represent a methyl group.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with halogen atoms for R 7 and R 8 include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms and halogenated alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. etc.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group.
  • the halogen atom in the halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom.
  • a halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be partially or completely halogenated.
  • substituents on the optionally substituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 9 and R 10 include a halogen atom, a hydroxy group, a mercapto group, a carboxy group, a cyano group, a formyl group, a haloformyl group, sulfo group, amino group, nitro group, nitroso group, oxo group, thioxy group, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the like.
  • substituents on the optionally substituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms include alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms and halogenated alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms.
  • alkylene group having 1 to 6 carbon atoms examples include methylene group, ethylene group, propylene group and butylene group.
  • the "1 to 6 carbon atoms" of the "optionally substituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms” refers to the number of carbon atoms in the "alkylene group” excluding substituents. Also, the number of substituents is not particularly limited.
  • substituents on the optionally substituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms in R 9 and R 10 include a halogen atom, an optionally halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, halogen and an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted. Halogenation may be partially or wholly.
  • the arylene group includes, for example, a phenylene group and a naphthylene group.
  • the "6 to 10 carbon atoms" of the "optionally substituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms" refers to the number of carbon atoms in the "arylene group” excluding substituents. Also, the number of substituents is not particularly limited.
  • Examples of the divalent organic group represented by formula (6-a) include divalent organic groups represented by the following formulas.
  • * represents a bond.
  • Examples of the divalent organic group represented by formula (6-b) include divalent organic groups represented by the following formulas.
  • R 31 to R 33 are each independently a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, or an optionally substituted halogen atom and having 1 to 6 carbon atoms. represents an alkoxy group.
  • n31 represents an integer of 0-5.
  • n32 and n33 each independently represent an integer of 0 to 4; When R 31 is plural, the plural R 31 may be the same or different.
  • R 32 is plural, the plural R 32 may be the same or different.
  • R 33 is plural, the plural R 33 may be the same or different.
  • * represents a bond.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with halogen atoms for R 31 to R 33 include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms and halogen having 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group.
  • the halogen atom in the halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom.
  • a halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be partially or completely halogenated.
  • alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom for R 31 to R 33 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom. based on.
  • Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 include, for example, tetravalent organic groups represented by the following formulae.
  • * represents a bond.
  • X represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms may be either a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group.
  • the number of unsaturated groups in the unsaturated aliphatic hydrocarbon group is not particularly limited, and may be one or two or more.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms preferably has an aliphatic hydrocarbon ring from the viewpoint of favorably obtaining the effects of the present invention.
  • the aliphatic hydrocarbon ring may be a saturated aliphatic hydrocarbon ring or an unsaturated aliphatic hydrocarbon ring.
  • the number of unsaturated groups in the unsaturated aliphatic hydrocarbon ring is not particularly limited, and may be one or two or more.
  • the number of membered rings of the aliphatic hydrocarbon ring is not particularly limited, and may be, for example, a 4-membered ring, a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a 7-membered ring.
  • the aliphatic hydrocarbon ring may be a crosslinked structure like norbornene.
  • the number of aliphatic hydrocarbon rings in the divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms is not particularly limited, and may be one or two or more.
  • the number of carbon atoms in the divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms is preferably 20 to 60, more preferably 24 to 48, more preferably 28 to 44, from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention. Even more preferred, 32-40 is particularly preferred.
  • a divalent organic group represented by the following formula (7) is preferable from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention.
  • R 11 and R 12 each independently represent an alkylene group having 3 to 20 carbon atoms or an alkenylene group having 3 to 20 carbon atoms, and Q is a direct bond, or the following formula (8- a) or a divalent organic group represented by the following formula (8-b), * represents a bond.
  • the two bonds in formula (7) are, for example, bonds that bond to a nitrogen atom.
  • R 13 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms
  • n 1 represents an integer of 0 to 4.
  • R13 may be the same or different.
  • R 14 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms
  • n 2 represents an integer of 0 to 4.
  • R14 may be the same or different.
  • * represents a bond.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms is a residue obtained by removing two amino groups from an aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms, from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention. and more preferably a residue obtained by removing two amino groups from a dimer aliphatic diamine.
  • Dimeric fatty acid diamines are described, for example, in Japanese Patent No. 6306586.
  • Dimeric aliphatic diamines include, for example, the following diamines.
  • the dashed line means a carbon-carbon single bond or a carbon-carbon double bond.
  • dimer fatty acid diamines include Versamin 551 (manufactured by BASF Japan Ltd.), Versamin 552 (manufactured by BASF Japan Ltd.; hydrogenated product of Versamin 551), PRIAMINE [registered trademark] 1075, and PRIAMINE [registered trademark]. 1074 (all manufactured by Croda Japan Co., Ltd.).
  • Y represents a divalent aromatic group having a photopolymerizable group.
  • Photopolymerizable groups include, for example, radically polymerizable groups, cationic polymerizable groups, and anionically polymerizable groups. Among these, a radically polymerizable group is preferred. Examples of radically polymerizable groups include acryloyl groups, methacryloyl groups, propenyl ether groups, vinyl ether groups, and vinyl groups.
  • Examples of the aromatic ring in the divalent aromatic group having a photopolymerizable group include benzene ring, naphthalene ring, and anthracene ring.
  • a divalent aromatic group having a photopolymerizable group is, for example, a residue obtained by removing two amino groups from an aromatic diamine compound having a photopolymerizable group.
  • V 1 is a direct bond, an ether bond (-O-), an ester bond (-COO-), an amide bond (-NHCO-), a urethane bond (-NHCOO-), or a urea bond (—NHCONH—)
  • W 1 represents an oxygen atom or an NH group
  • R 15 represents a direct bond or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group
  • R 16 represents hydrogen represents an atom or a methyl group
  • * represents a bond.
  • the two bonds in formula (9-a) are, for example, bonds that bond to a nitrogen atom.
  • the alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group includes, for example, 1,1-ethylene group, 1,2-ethylene group, 1,2-propylene group, 1, 3-propylene group, 1,4-butylene group, 1,2-butylene group, 2,3-butylene group, 1,2-pentylene group, 2,4-pentylene group, 1,2-hexylene group, 1, 2-cyclopropylene group, 1,2-cyclobutylene group, 1,3-cyclobutylene group, 1,2-cyclopentylene group, 1,2-cyclohexylene group, at least part of these hydrogen atoms are hydroxyl groups and an alkylene group substituted with (eg, 2-hydroxy-1,3-propylene group).
  • V 1 preferably represents an ester bond (--COO--).
  • W1 preferably represents an oxygen atom.
  • R 15 preferably represents a 1,2-ethylene group.
  • divalent organic group represented by formula (9-a) examples include divalent organic groups represented by the following formulas.
  • * represents a bond.
  • the two bonds are, for example, positioned meta to the substituent having a photopolymerizable group.
  • L 1 , L 2 , L 3 and L 4 each independently represent a monovalent organic group having a photopolymerizable group.
  • photopolymerizable groups include radically polymerizable groups, cationic polymerizable groups, and anionically polymerizable groups. Among these, a radically polymerizable group is preferred.
  • radically polymerizable groups include acryloyl groups, methacryloyl groups, propenyl ether groups, vinyl ether groups, and vinyl groups.
  • a monovalent organic group represented by the following formula (9-b) is preferable.
  • W 2 represents an oxygen atom or an NH group
  • R 17 represents a direct bond or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group
  • R 18 represents represents a hydrogen atom or a methyl group
  • * represents a bond.
  • W2 preferably represents an oxygen atom.
  • R 17 preferably represents a 1,2-ethylene group.
  • R 1 and R 2 each independently represent a monovalent organic group.
  • Monovalent organic groups include, for example, alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms. Examples of alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include straight-chain alkyl groups, branched-chain alkyl groups and alicyclic alkyl groups. Linear alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group (amyl group), hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group and decyl group.
  • undecyl group dodecyl group (lauryl group), tridecyl group, tetradecyl group (myristyl group), pentadecyl group, hexadecyl group (palmityl group), heptadecyl group (margaryl group), octadecyl group (stearyl group), nonadecyl group, icosyl group (arachyl group), henicosyl group, docosyl group (behenyl group), tricosyl group, tetracosyl group (lignoceryl group), pentacosyl group, hexacosyl group, heptacosyl group and the like.
  • Branched alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include, for example, isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, sec-isoamyl group and isohexyl.
  • neohexyl group 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 1-ethylhexyl group, 2-ethylhexyl group, 3-ethylhexyl group, 4-ethylhexyl group, 2-ethylpentyl group, heptane-3-yl group, heptane-4-yl group, 4-methylhexan-2-yl group, 3-methylhexan-3-yl group, 2,3-dimethylpentan-2-yl group, 2,4-dimethylpentane-2- yl group, 4,4-dimethylpentan-2-yl group, 6-methylheptyl group, 2-ethylhexyl group, octan-2-yl group, 6-methylheptan-2-yl group, 6-methyloctyl group, 3 , 5,5-trimethylhexyl group, nonan-4-yl group, 2,6-dimethylheptan
  • Examples of alicyclic alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, 1,6-dimethylcyclohexyl and menthyl groups.
  • cycloheptyl group, cyclooctyl group bicyclo[2.2.1]heptan-2-yl group, bornyl group, isobornyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, tricyclo[5.2.1.0 2 ,6 ]decan-4-yl group, tricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decan-8-yl group, cyclododecyl group and the like.
  • Ar 5 represents a tetravalent organic group.
  • the tetravalent organic group include, but are not particularly limited to, tetravalent organic groups other than tetravalent organic groups having an ester bond and three or more aromatic rings.
  • examples of such tetravalent organic groups include tetravalent organic groups represented by the following formulas. In the formula, * represents a bond.
  • Certain polyimides and the like may have tetravalent organic groups other than Ar 1 , Ar 2 , Ar 3 and Ar 4 .
  • Examples of such a tetravalent organic group include the tetravalent organic groups mentioned in the description of Ar 5 .
  • a specific polyimide or the like may have a divalent organic group other than X and Y.
  • a divalent organic group for example, a divalent organic group having 3 or more aromatic rings is preferable in terms of obtaining a lower dielectric loss tangent and a higher breaking strength in the resulting cured film.
  • a divalent organic group having three or more aromatic rings is, for example, a residue obtained by removing two amino groups from an aromatic diamine compound having three or more aromatic rings.
  • the number of aromatic rings in the divalent organic group having 3 or more aromatic rings is not particularly limited as long as it is 3 or more, but may be 4 or more, for example.
  • the upper limit of the number of aromatic rings is not particularly limited, but may be, for example, 8 or less, or 6 or less.
  • the divalent organic group having three or more aromatic rings is not particularly limited, it is preferably a divalent organic group represented by the following formula (13).
  • X 21 and X 22 are each independently a direct bond, an ether bond (-O-), an ester bond (-COO-), an amide bond (-NHCO-), a urethane bond (-NHCOO-) , represents a urea bond (-NHCONH-), a thioether bond (-S-) or a sulfonyl bond (-SO 2 -).
  • R 21 and R 22 each independently represent an optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Y 20 represents a divalent organic group represented by formula (5-a), formula (5-b) or formula (5-c) above.
  • n21 and n22 each independently represent an integer of 0 to 4; When R 21 is plural, the plural R 21 may be the same or different. When R 22 is plural, the plural R 22 may be the same or different. * represents a bond. ]
  • the optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 21 and R 22 in formula (13) includes, for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group.
  • alkyl groups and alkylene groups may be linear, branched, or cyclic, unless otherwise specified for their structure.
  • substituents on the optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a halogen atom, a hydroxy group, a mercapto group, a carboxy group, a cyano group, a formyl group, a haloformyl group, a sulfo group, an amino group, nitro group, nitroso group, oxo group, thioxy group, alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and the like.
  • the "1 to 6 carbon atoms" of the "optionally substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms" refers to the number of carbon atoms in the "alkyl group” excluding substituents. Also, the number of substituents is not particularly limited.
  • divalent organic groups having three or more aromatic rings examples include divalent organic groups represented by the following formulae.
  • * represents a bond.
  • divalent organic groups include, for example, divalent organic groups represented by the following formulas. These divalent organic groups are, for example, residues obtained by removing two amino groups from diamine. In the formula, * represents a bond.
  • Polyimide (1) is, for example, an imidized polyamic acid that is a reaction product of a diamine component and a tetracarboxylic acid derivative.
  • the imidization rate of polyimide (1) need not be 100%.
  • the imidization rate of polyimide (1) may be, for example, 90% or more, 95% or more, or 98% or more.
  • Polyamic acid (2) is, for example, a reaction product of a diamine component and a tetracarboxylic acid derivative.
  • Polyamic acid ester (3) is, for example, a reaction product of a diamine component and a tetracarboxylic acid diester.
  • examples of tetracarboxylic acid derivatives include tetracarboxylic acids, tetracarboxylic acid diesters, tetracarboxylic acid dihalides, tetracarboxylic acid dianhydrides, and the like.
  • the tetracarboxylic acid derivative preferably contains a tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings.
  • a tetravalent organic group having an aromatic ring is, for example, a tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings, excluding a carboxyl group, a carboxylic acid ester group, or a carboxylic acid dianhydride group is a residue.
  • the tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings is preferably a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (4-Z), and represented by the following formula (4-A). is more preferred.
  • Z in formula (4-Z) represents a divalent organic group having an ester bond and one or more aromatic rings.
  • Z 1 in formula (4-A) has the same meaning as Z 1 in formula (4).
  • the diamine component preferably contains an aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms.
  • the diamine component preferably contains an aromatic diamine compound having a photopolymerizable group.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 10 to 60 carbon atoms, which is X in formula (1-b), is, for example, the residue obtained by removing two amino groups from an aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms. is the base.
  • the divalent aromatic group having a photopolymerizable group, which is Y in formula (1-c) is, for example, a residue obtained by removing two amino groups from an aromatic diamine compound having a photopolymerizable group.
  • a diamine compound represented by the following formula (7-A) is preferred.
  • R 11 , R 12 and Q in formula (7-A) are synonymous with R 11 , R 12 and Q in formula (7), respectively.
  • a diamine compound represented by the following formula (9-A) is preferable.
  • V 1 , W 1 , R 15 and R 16 in formula (9-A) are synonymous with V 1 , W 1 , R 15 and R 16 in formula (9-a) respectively.
  • the ratio of the aromatic tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings to the total tetracarboxylic acid derivative constituting the polyimide (1) is not particularly limited, but the effect of the present invention can be suitably obtained. From a viewpoint, 20 mol % to 100 mol % is preferable, and 40 mol % to 100 mol % is more preferable.
  • the ratio of the aromatic tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings to the total tetracarboxylic acid derivative constituting the polyamic acid (2) is not particularly limited, but the effect of the present invention is preferably obtained.
  • the ratio of the aromatic tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings to the total tetracarboxylic acid derivative constituting the polyamic acid ester (3a) is not particularly limited, the effect of the present invention is preferably obtained. 20 mol % to 100 mol % is preferable, and 40 mol % to 100 mol % is more preferable from the viewpoint of obtaining .
  • the ratio of the aromatic tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings to the total tetracarboxylic acid derivative constituting the polyamic acid ester (3b) is not particularly limited, the effect of the present invention is preferably obtained. 20 mol % to 100 mol % is preferable, and 40 mol % to 100 mol % is more preferable from the viewpoint of obtaining .
  • the ratio of the aromatic tetracarboxylic acid derivative having an ester bond and three or more aromatic rings to the total tetracarboxylic acid derivative constituting the polyamic acid ester (3c) is not particularly limited, the effect of the present invention is preferably obtained. 20 mol % to 100 mol % is preferable, and 40 mol % to 100 mol % is more preferable from the viewpoint of obtaining .
  • the ratio of the aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms to the total diamine component constituting the polyimide (1) is not particularly limited, but from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention, it is 5 mol % to 80 mol. %, more preferably 10 mol % to 70 mol %, particularly preferably 15 mol % to 60 mol %.
  • the ratio of the aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms to the total diamine component constituting the polyamic acid (2) is not particularly limited, but from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention, it is 5 mol % to 80 mol %.
  • mol % is preferred, 10 mol % to 70 mol % is more preferred, and 15 mol % to 60 mol % is particularly preferred.
  • the ratio of the aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms to the total diamine component constituting the polyamic acid ester (3a) is not particularly limited, but from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention, it is 5 mol % to 5 mol %. 80 mol % is preferred, 10 mol % to 70 mol % is more preferred, and 15 mol % to 60 mol % is particularly preferred.
  • the ratio of the aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms to the total diamine component constituting the polyamic acid ester (3b) is not particularly limited, but from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention, it is 5 mol % or more. 80 mol % is preferred, 10 mol % to 70 mol % is more preferred, and 15 mol % to 60 mol % is particularly preferred.
  • the ratio of the aliphatic diamine compound having 10 to 60 carbon atoms to the total diamine component constituting the polyamic acid ester (3c) is not particularly limited, but from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention, it is 5 mol % or more. 80 mol % is preferred, 10 mol % to 70 mol % is more preferred, and 15 mol % to 60 mol % is particularly preferred.
  • the ratio of the aromatic diamine compound having a photopolymerizable group to the total diamine component constituting the polyimide (1) is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining sufficient photosensitivity, it is preferably 10 mol% to 90 mol%. , more preferably 15 mol % to 75 mol %, particularly preferably 20 mol % to 60 mol %.
  • the ratio of the aromatic diamine compound having a photopolymerizable group to the total diamine component constituting the polyamic acid (2) is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining sufficient photosensitivity, 10 mol% to 90 mol%. Preferably, 15 mol % to 75 mol % is more preferable, and 20 mol % to 60 mol % is particularly preferable.
  • the ratio of the aromatic diamine compound having a photopolymerizable group to the total diamine component constituting the polyamic acid ester (3b) is not particularly limited, but from the viewpoint of obtaining sufficient photosensitivity, it is 10 mol % to 90 mol %. is preferred, 15 mol % to 75 mol % is more preferred, and 20 mol % to 60 mol % is particularly preferred.
  • the molar ratio (A:B) is not particularly limited, but is preferably 3:1 to 0.3:1, more preferably 2:1 to 0.5:1, and 1.5:1 to 0.7: 1 is particularly preferred.
  • the total molar ratio is not particularly limited, but is preferably 30 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, and particularly preferably 50 mol% or more, from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention.
  • the upper limit of the total molar ratio is not particularly limited, but the total molar ratio may be 100 mol % or less, or may be 90 mol % or less.
  • the ratio of the aromatic diamine compound having three or more aromatic rings to the total diamine component constituting the polyamic acid is not particularly limited, but from the viewpoint of suitably obtaining the effects of the present invention, it is 5 mol % to 60 mol. %, more preferably 10 mol % to 55 mol %, particularly preferably 15 mol % to 50 mol %.
  • the weight-average molecular weight of a specific polyimide or the like is not particularly limited, but the weight-average molecular weight measured in terms of polyethylene oxide by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC in this specification) is 5,000 to 5,000. 100,000 is preferred, 7,000 to 50,000 is more preferred, 10,000 to 50,000 is even more preferred, and 10,000 to 40,000 is particularly preferred.
  • GPC gel permeation chromatography
  • a method for producing a specific polyimide or the like is not particularly limited, and examples thereof include a known method in which a diamine component and a tetracarboxylic acid derivative are reacted to obtain a polyamic acid, a polyamic acid ester, or a polyimide.
  • Polyamic acids, polyamic acid esters and polyimides can be synthesized by known methods such as those described in WO2013/157586.
  • a polyamic acid or a polyamic acid ester is produced, for example, by reacting (condensation polymerization) a diamine component and a tetracarboxylic acid derivative in a solvent.
  • solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylpropionamide, N,N-dimethylisobutyric acid amide, dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
  • the polymer has high solvent solubility, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, or the following formulas [D-1] to [D-3] Any of the indicated solvents can be used.
  • D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • -3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • solvents may be used alone or in combination. Furthermore, even a solvent that does not dissolve the polyamic acid or the polyamic acid ester may be used by being mixed with the above solvent within the range that the polyamic acid or the polyamic acid ester does not precipitate.
  • the reaction can be carried out at any concentration, preferably 1% by mass to 50% by mass, more preferably 5% by mass to 30% by mass. is.
  • the initial stage of the reaction may be carried out at a high concentration, and then the solvent may be added.
  • the ratio of the total number of moles of the diamine component to the total number of moles of the tetracarboxylic acid derivative is preferably 0.8 to 1.2. Similar to a normal polycondensation reaction, the closer this molar ratio is to 1.0, the greater the molecular weight of the polyamic acid or polyamic acid ester produced.
  • thermal polymerization inhibitor When reacting the diamine component and the tetracarboxylic acid derivative, a thermal polymerization inhibitor may be added to the reaction system in order to avoid polymerization of the photopolymerizable group.
  • thermal polymerization inhibitors include hydroquinone, 4-methoxyphenol, N-nitrosodiphenylamine, p-tert-butylcatechol, phenothiazine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, and glycol ether.
  • thermal polymerization inhibitor to be used is not particularly limited.
  • Polyimide is obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid obtained by the above reaction.
  • Methods for obtaining polyimide include thermal imidization in which the polyamic acid solution obtained by the above reaction is heated as it is, and chemical imidization in which a catalyst is added to the polyamic acid solution.
  • the temperature for thermal imidization in a solution is 100° C. to 400° C., preferably 120° C. to 250° C. It is preferable to remove water generated by the imidization reaction from the system.
  • the chemical imidization is carried out by adding a basic catalyst and an acid anhydride to the polyamic acid solution obtained by the reaction and stirring at -20°C to 250°C, preferably 0°C to 180°C. can be done.
  • the amount of the basic catalyst is 0.1 to 30 times the moles of the amic acid groups, preferably 0.2 to 20 times the moles, and the amount of the acid anhydride is 1 to 50 times the moles of the amic acid groups. times, preferably 1.5- to 30-fold.
  • Examples of basic catalysts include pyridine, triethylamine, trimethylamine, tributylamine, and trioctylamine. Among them, triethylamine is preferred because polyisoimide as a by-product is less likely to form.
  • Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. Among them, acetic anhydride is preferable because purification after completion of the reaction is facilitated.
  • the rate of imidization by chemical imidization (ratio of repeating units to be ring-closed to all repeating units of the polyimide precursor, also referred to as rate of ring closure) can be controlled by adjusting the amount of catalyst, reaction temperature, and reaction time. can.
  • the reaction solution may be put into a solvent to precipitate.
  • Solvents used for precipitation include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, hexane, butyl cellosolve, heptane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, benzene, and water.
  • the polymer precipitated by putting it into a solvent can be filtered and recovered, and then dried at room temperature or under heat under normal pressure or reduced pressure.
  • a specific polyimide or the like may be end-sealed.
  • a method for terminal blocking is not particularly limited, and for example, a conventionally known method using a monoamine or an acid anhydride can be used.
  • solvent contained in the photosensitive resin composition it is preferable to use an organic solvent from the viewpoint of solubility in a specific polyimide or the like.
  • an organic solvent from the viewpoint of solubility in a specific polyimide or the like.
  • N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylpropionamide, N,N-dimethylisobutyric acid amide dimethyl sulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, cyclohexanone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -acetyl- ⁇ -butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, propylene glycol Monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene
  • D 1 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • D 2 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • -3 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the solvent is, for example, a range of 30 parts by mass to 1500 parts by mass, preferably 100 parts by mass to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a specific polyimide or the like, depending on the desired coating thickness and viscosity of the photosensitive resin composition. It can be used in the range of part.
  • the photosensitive resin composition may further contain components other than the specific polyimide and the like and the solvent.
  • Other components include, for example, photoradical polymerization initiators (also referred to as “photoradical initiators”), crosslinkable compounds (also referred to as “crosslinkers”), thermosetting agents, other resin components, fillers, and sensitizers. , adhesion promoters, thermal polymerization inhibitors, azole compounds, hindered phenol compounds, and the like.
  • the photoradical polymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound that absorbs the light source used for photocuring. benzoyldioxy)hexane, 1,4-bis[ ⁇ -(tert-butyldioxy)-iso-propoxy]benzene, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butyldioxy)hexene Hydroperoxide, ⁇ -(iso-propylphenyl)-iso-propyl hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, 1,1-bis(tert-butyldioxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, butyl-4,4- Bis(tert-butyldioxy)valerate, cyclohexanone peroxide, 2,2′,5,5′-tetra(tert-butylperoxycarbonyl)benz
  • Radical photopolymerization initiators are commercially available, for example, IRGACURE [registered trademark] 651, 184, 2959, 127, 907, 369, 379EG, 819, 819DW, 1800, 1870, 784, OXE01, OXE02, OXE03, OXE04, 250, 1173, MBF, TPO, 4265, TPO (manufactured by BASF), KAYACURE [registered trademark] DETX-S, MBP, DMBI, EPA, OA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), VICURE-10, 55 (manufactured by STAUFFER Co.
  • IRGACURE registered trademark
  • the content of the photoradical polymerization initiator is not particularly limited, but is preferably 0.1 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a specific polyimide or the like, and from the viewpoint of photosensitivity characteristics, 0.5 parts by mass to 15 parts by mass. Parts by mass are more preferred. If the photoradical polymerization initiator contains 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of a specific polyimide or the like, the photosensitivity of the photosensitive resin composition is likely to be improved, on the other hand, if it contains 20 parts by mass or less In this case, the thick-film curability of the photosensitive resin composition is likely to be improved.
  • a monomer having a photoradical polymerizable unsaturated bond (a crosslinkable compound) can be arbitrarily included in the photosensitive resin composition.
  • a crosslinkable compound a compound containing a polymerizable group that undergoes a radical polymerization reaction with a photoradical polymerization initiator is preferable, and examples thereof include (meth)acrylic compounds and maleimide compounds, but are not particularly limited to the following. do not have.
  • (Meth)acrylic compounds include diethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, ethylene glycol or polyethylene glycol mono- or di(meth)acrylate, propylene glycol or polypropylene glycol mono- or di(meth)acrylate.
  • maleimide compounds include 1,2-bis(maleimido)ethane, 1,4-bis(maleimido)butane, 1,6-bis(maleimido)hexane, N,N'-1,4-phenylenebismaleimide, N,N'-1,3-phenylenedimaleimide, 4,4'-bismaleimidodiphenylmethane, bis(3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl)methane, bis(2-maleimidoethyl)disulfide, 2, 2-bis[4-(4-maleimidophenoxy)phenyl]propane, 1,6'-bismaleimido-(2,2,4-trimethyl)hexane and the like can be mentioned.
  • maleimide compounds include BMI-689, BMI-1500, BMI-1700, and BMI-3000 (manufactured by Designer Molecules Inc.). In addition, these compounds may be used individually or may be used in combination of 2 or more types.
  • (meth)acrylate means acrylate and methacrylate.
  • the content of the crosslinkable compound is not particularly limited, it is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific polyimide or the like.
  • heat curing agent examples include hexamethoxymethylmelamine, tetramethoxymethylglycoluril, tetramethoxymethylbenzoguanamine, 1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis ( butoxymethyl)glycoluril, 1,3,4,6-tetrakis(hydroxymethyl)glycoluril, 1,3-bis(hydroxymethyl)urea, 1,1,3,3-tetrakis(butoxymethyl)urea and 1, 1,3,3-tetrakis(methoxymethyl)urea and the like.
  • the content of the thermosetting agent in the photosensitive resin composition is not particularly limited.
  • fillers include inorganic fillers, and specific examples include sols of silica, aluminum nitride, boron nitride, zirconia, alumina, and the like.
  • the content of the filler in the photosensitive resin composition is not particularly limited.
  • the photosensitive resin composition may further contain a resin component other than the specific polyimide or the like.
  • resin components that can be contained in the photosensitive resin composition include polyimides other than specific polyimides, polyoxazoles, polyoxazole precursors, phenol resins, polyamides, epoxy resins, siloxane resins, acrylic resins, and the like. be done.
  • the content of these resin components is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific polyimide or the like.
  • the photosensitive resin composition may optionally contain a sensitizer to improve photosensitivity.
  • Sensitizers include, for example, Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal) Cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, p-dimethylaminocinnamyl denindanone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)-benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzo
  • the content of the sensitizer is not particularly limited, it is preferably 0.1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific polyimide or the like.
  • an adhesion promoter can optionally be added to the photosensitive resin composition in order to improve the adhesion between the film formed using the photosensitive resin composition and the substrate.
  • adhesion promoters include ⁇ -aminopropyldimethoxysilane, N-( ⁇ -aminoethyl)- ⁇ -aminopropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, dimethoxymethyl-3-piperidinopropylsilane, diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane, N-(3 -diethoxymethylsilylpropyl)succinimide, N-[3-(triethoxysilyl)
  • adhesion aids it is more preferable to use a silane coupling agent in terms of adhesion.
  • the content of the adhesion aid is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 parts by mass to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific polyimide or the like.
  • thermal polymerization inhibitor can be arbitrarily blended in order to improve the stability of the viscosity and photosensitivity of the photosensitive resin composition, particularly during storage in the state of a solution containing a solvent.
  • thermal polymerization inhibitors include hydroquinone, 4-methoxyphenol, N-nitrosodiphenylamine, p-tert-butylcatechol, phenothiazine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, and glycol ether.
  • diaminetetraacetic acid 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 2-nitroso-5-( N-ethyl-N-sulfopropylamino)phenol, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, N-nitroso-N(1-naphthyl)hydroxylamine ammonium salt and the like are used.
  • the content of the thermal polymerization inhibitor is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.005 parts by mass to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the specific polyimide or the like.
  • Azole compound when using a substrate made of copper or a copper alloy, an azole compound can optionally be added to the photosensitive resin composition in order to suppress discoloration of the substrate.
  • Azole compounds include, for example, 1H-triazole, 5-methyl-1H-triazole, 5-ethyl-1H-triazole, 4,5-dimethyl-1H-triazole, 5-phenyl-1H-triazole, 4-t-butyl -5-phenyl-1H-triazole, 5-hydroxyphenyl-1H-triazole, phenyltriazole, p-ethoxyphenyltriazole, 5-phenyl-1-(2-dimethylaminoethyl)triazole, 5-benzyl-1H-triazole, Hydroxyphenyltriazole, 1,5-dimethyltriazole, 4,5-diethyl-1H-triazole, 1H-benzotriazole, 2-(5-methyl-2-hydroxyphenyl)benzotriazole, 2-
  • tolyltriazole 5-methyl-1H-benzotriazole, 4-methyl-1H-benzotriazole, 4-carboxy-1H-benzotriazole and 5-carboxy-1H-benzotriazole.
  • these azole compounds may be used singly or as a mixture of two or more.
  • the content of the azole compound is not particularly limited. Parts by mass are more preferred. When the content of the azole compound per 100 parts by mass of a specific polyimide or the like is 0.1 parts by mass or more, when the photosensitive resin composition is formed on copper or a copper alloy, the surface of the copper or copper alloy Discoloration is suppressed, and on the other hand, when the content is 20 parts by mass or less, the photosensitivity is excellent, which is preferable.
  • a hindered phenolic compound can optionally be incorporated into the photosensitive resin composition to inhibit discoloration on copper.
  • Hindered phenol compounds include, for example, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,5-di-t-butyl-hydroquinone, octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl -4-hydroxyphenyl)propionate, isooctyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 4,4′-methylenebis(2,6-di-t-butylphenol), 4,4′-thio-bis(3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4′-butylidene-bis(3-methyl-6-t-butylphenol), triethylene glycol-bis[3-(3 -t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 1,6
  • 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H )-trione is particularly preferred.
  • the content of the hindered phenol compound is not particularly limited, but it is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a specific polyimide, etc., and 0.5 parts by mass from the viewpoint of photosensitivity characteristics. More preferably, it is up to 10 parts by mass.
  • the content of the hindered phenol compound with respect to 100 parts by mass of a specific polyimide or the like is 0.1 parts by mass or more, for example, when a photosensitive resin composition is formed on copper or a copper alloy, copper or copper alloy Discoloration and corrosion are prevented, and on the other hand, when the amount is 20 parts by mass or less, the photosensitivity is excellent, which is preferable.
  • the photosensitive resin composition can be suitably used as a negative photosensitive resin composition for producing a cured relief pattern, which will be described later.
  • the resin film of the present invention is a baked product of the coating film of the photosensitive resin composition of the present invention.
  • a method conventionally used for coating a photosensitive resin composition for example, a method of coating with a spin coater, a bar coater, a blade coater, a curtain coater, a screen printer, etc., or a method of spray coating with a spray coater. method etc. can be used.
  • a baking method for obtaining a baked product various methods can be selected such as, for example, using a hot plate, using an oven, and using a heating oven in which a temperature program can be set. Firing can be performed, for example, at 130° C. to 250° C. for 30 minutes to 5 hours.
  • Air may be used as the atmospheric gas during heat curing, or an inert gas such as nitrogen or argon may be used.
  • the thickness of the resin film is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the resin film is, for example, an insulating film.
  • the photosensitive resin composition of the present invention can be used for photosensitive resist films (so-called dry film resists).
  • the photosensitive resist film has a base film, a photosensitive resin layer (photosensitive resin film) formed from the photosensitive resin composition of the present invention, and a cover film.
  • a photosensitive resin layer and a cover film are laminated in this order on a base film.
  • a photosensitive resist film is produced, for example, by coating a base film with a photosensitive resin composition, drying it to form a photosensitive resin layer, and then laminating a cover film on the photosensitive resin layer.
  • a method conventionally used for coating a photosensitive resin composition for example, a method of coating with a spin coater, a bar coater, a blade coater, a curtain coater, a screen printer, etc., or a method of spray coating with a spray coater. method etc. can be used.
  • the drying method includes, for example, conditions of 20° C. to 200° C. for 1 minute to 1 hour.
  • the thickness of the resulting photosensitive resin layer is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • a known base film can be used, and for example, a thermoplastic resin film or the like is used.
  • the thermoplastic resin include polyester such as polyethylene terephthalate.
  • the thickness of the base film is preferably 2 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • a known cover film can be used, for example, a polyethylene film, a polypropylene film, or the like. As the cover film, it is preferable to use a film having a weaker adhesion to the photosensitive resin layer than the base film.
  • the thickness of the cover film is preferably 2 ⁇ m to 150 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m to 100 ⁇ m, particularly preferably 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the base film and the cover film may be made of the same film material, or may be made of different films.
  • the method for producing a cured relief patterned substrate of the present invention comprises: (1) a step of applying the photosensitive resin composition according to the present invention onto a substrate to form a photosensitive resin layer (photosensitive resin film) on the substrate; (2) exposing the photosensitive resin layer; (3) developing the exposed photosensitive resin layer to form a relief pattern; (4) heat-treating the relief pattern to form a cured relief pattern.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention is applied onto the substrate. Then, if necessary, it is dried to form a photosensitive resin layer.
  • a method conventionally used for coating a photosensitive resin composition for example, a method of coating with a spin coater, a bar coater, a blade coater, a curtain coater, a screen printer, etc., or a method of spray coating with a spray coater. method etc. can be used.
  • the coating film made of the photosensitive resin composition can be dried, and drying methods include, for example, air drying, heat drying using an oven or hot plate, vacuum drying, and the like. Specifically, when air drying or heat drying is performed, drying can be performed at 20° C. to 200° C. for 1 minute to 1 hour. As described above, a photosensitive resin layer can be formed on the substrate.
  • Step of exposing the photosensitive resin layer the photosensitive resin layer formed in the above step (1) is exposed using an exposure device such as a contact aligner, mirror projection, stepper, or the like, using a photomask or a patterned photomask. It is exposed to an ultraviolet light source or the like through a reticle or directly.
  • Light sources used for exposure include, for example, g-line, h-line, i-line, ghi-line broadband, and KrF excimer laser.
  • the exposure amount is desirably 25 mJ/cm 2 to 2000 mJ/cm 2 .
  • post-exposure baking PEB
  • pre-development baking may be performed at any combination of temperature and time, if necessary.
  • the temperature is preferably 50° C. to 200° C.
  • the time is preferably 10 seconds to 600 seconds. is not limited to
  • Step of developing the exposed photosensitive resin layer to form a relief pattern the unexposed portion of the exposed photosensitive resin layer is removed by development.
  • a developing method for developing the photosensitive resin layer after exposure any of conventionally known photoresist developing methods such as a rotary spray method, a paddle method, an immersion method accompanied by ultrasonic treatment, and the like can be used. method can be selected and used.
  • rinsing may be performed for the purpose of removing the developer.
  • post-development baking may be performed at any combination of temperature and time, if necessary. Organic solvents are preferred as the developer used for development.
  • organic solvents examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, cyclopentanone, cyclohexanone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ - Acetyl- ⁇ -butyrolactone and the like are preferred.
  • two or more kinds of each solvent can be used, for example, several kinds can be used in combination.
  • the rinsing liquid used for rinsing an organic solvent that is miscible with the developer and has low solubility in the photosensitive resin composition is preferable.
  • Preferred examples of the rinse solution include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, propylene glycol methyl ether acetate, toluene, and xylene.
  • two or more kinds of each solvent can be used, for example, several kinds can be used in combination.
  • Step of Heating Relief Pattern to Form Hardened Relief Pattern the relief pattern obtained by the development is heated and converted into a hardened relief pattern.
  • various methods can be selected, for example, using a hot plate, using an oven, or using a heating oven capable of setting a temperature program. Heating can be performed, for example, at 130° C. to 250° C. for 30 minutes to 5 hours. Air may be used as the atmospheric gas during heat curing, or an inert gas such as nitrogen or argon may be used.
  • the thickness of the cured relief pattern is not particularly limited, it is preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • Embodiments also provide a semiconductor device comprising a semiconductor element and a cured film provided over or under the semiconductor element.
  • a cured film is a cured relief pattern formed from the photosensitive resin composition of the present invention.
  • the cured relief pattern can be obtained, for example, by steps (1) to (4) in the method for producing a substrate with a cured relief pattern described above.
  • the present invention can also be applied to a method of manufacturing a semiconductor device using a semiconductor element as a substrate and including the above-described method of manufacturing a substrate with a cured relief pattern as part of the steps.
  • the semiconductor device of the present invention forms a cured relief pattern as a surface protective film, an interlayer insulating film, a rewiring insulating film, a protective film for a flip chip device, a protective film for a semiconductor device having a bump structure, or the like. It can be manufactured by combining with a manufacturing method of a semiconductor device.
  • a display device comprising a display element and a cured film provided on top of the display element, wherein the cured film is the cured relief pattern described above.
  • the cured relief pattern may be laminated in direct contact with the display element, or may be laminated with another layer interposed therebetween.
  • the cured film includes a surface protective film, an insulating film, and a flattening film for TFT (Thin Film Transistor) liquid crystal display elements and color filter elements, projections for MVA (Multi-domain Vertical Alignment) type liquid crystal display devices, and A partition wall for an organic EL (Electro-Luminescence) element cathode can be mentioned.
  • the photosensitive resin composition of the present invention in addition to application to the semiconductor device as described above, is also used for applications such as interlayer insulating films of multilayer circuits, cover coats for flexible copper-clad plates, solder resist films, and liquid crystal alignment films. Useful.
  • HFBAPP 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane
  • PRIAMINE [registered trademark] 1075: dimer diamine (manufactured by Croda Japan Co., Ltd., dimer diamine content: 97% by mass or more)
  • BPF-PA 9,9-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]fluorene dianhydride (manufactured by JFE Chemical Co., Ltd.)
  • BP-TME p-biphenylene bis (trimellitic acid monoester acid anhydride) (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.)
  • TMPBP-TME 2,2′,3,3′,5,5′-hexamethyl-[1,1′-biphenyl]-4,4′-diylbis(1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran -5-carboxylate) (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.)
  • H-BPDA dodecahydro-5,5'-bi-2-benzofuran-1,1'3,3'-tetrone (manufactured by WeiHai Newera Kesence New Materials)
  • the weight-average molecular weight (Mw) shown in the synthesis examples below is the result of measurement by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC in this specification).
  • GPC gel permeation chromatography
  • HPC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation
  • the chemical imidization rates shown in the synthesis examples below are the results of measurement by a nuclear magnetic resonance spectrometer (hereinafter abbreviated as NMR in this specification).
  • NMR nuclear magnetic resonance spectrometer
  • JNM-ECA500 manufactured by JEOL Ltd.
  • ⁇ Measurement temperature room temperature
  • ⁇ Measurement solvent deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d6) or deuterated tetrahydrofuran (THF-d8)
  • DMSO-d6 deuterated dimethyl sulfoxide
  • THF-d8 deuterated tetrahydrofuran
  • the chemical imidization rate is based on the proton derived from the structure that does not change before and after imidization, and the peak integrated value of this proton and the proton derived from the NH group of the amic acid appearing around 9.5 ppm to 11.0 ppm. It was calculated by the following formula using the peak integrated value.
  • Chemical imidization rate (%) (1- ⁇ x/y) x 100
  • x is the proton peak integrated value derived from the NH group of the amic acid
  • y is the peak integrated value of the reference proton
  • is one NH group proton of the amic acid in the case of polyamic acid (imidization rate is 0%). is the number ratio of reference protons to
  • BPADA 6.69 g (12.86 mmol), TMPBP-TME 14.20 g (22.96 mmol), 6FDA 4.08 g (9.18 mmol), maleic anhydride 0.23 g (2.30 mmol) and N-ethyl- 141.50 g of 2-pyrrolidone was added to the flask and stirred at 50° C. for 23 hours to obtain a polyamic acid solution.
  • 150.11 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, 14.06 g of acetic anhydride, and 2.32 g of triethylamine were added to the flask and stirred at 60° C. for 3 hours for chemical imidization.
  • BPADA 7.12 g (13.68 mmol), TMPBP-TME 12.09 g (19.54 mmol), H-BPDA 4.49 g (14.65 mmol), maleic anhydride 0.24 g (2.44 mmol) and N- 134.26 g of ethyl-2-pyrrolidone was added to the flask and stirred at 50° C. for 23 hours to obtain a polyamic acid solution.
  • 150.12 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, 14.96 g of acetic anhydride, and 2.47 g of triethylamine were added to the flask and stirred at 60° C. for 3 hours for chemical imidization.
  • NK ester A-DOD-N 1,10-decanediol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
  • KBM-5103 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
  • Example 1 33.18 g of a solution containing the polyamic acid (P-1) obtained in Synthesis Example 1 (solid content concentration: 28% by mass), 0.93 g of NK ester A-DOD-N as a cross-linking agent, and IRGACURE as a photoradical initiator.
  • P-1 polyamic acid obtained in Synthesis Example 1
  • solid content concentration: 28% by mass 0.93 g of NK ester A-DOD-N as a cross-linking agent
  • IRGACURE as a photoradical initiator.
  • 0.19 g of OXE01, 0.28 g of 5-carboxy-1H-benzotriazole, 0.19 g of KBM-5103, and 10.24 g of cyclopentanone were mixed and dissolved, followed by a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m. to prepare a negative photosensitive resin composition.
  • Example 2 Polyimide obtained in Synthesis Example 2 (P-2) 12.05 g, NK ester A-DOD-N 2.41 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.24 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.36 g of 1H-benzotriazole, 0.24 g of KBM-5103, 20.79 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 8.91 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 3 Polyimide obtained in Synthesis Example 2 (P-2) 12.69 g, NK ester A-DOD-N 1.27 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.25 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.38 g of 1H-benzotriazole, 0.25 g of KBM-5103, 21.11 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 9.05 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 4 Polyimide obtained in Synthesis Example 2 (P-2) 12.69 g, NK ester A-DOD-N 1.27 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.25 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.38 g of 1H-benzotriazole, 0.25 g of KBM-5103, 21.11 g of N,N-dimethylisobutyric acid amide, and 9.05 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 5 Polyimide (P-3) 11.69 g obtained in Synthesis Example 3, NK ester A-DOD-N 1.17 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.23 g as a photoradical initiator, IRGANOX [registered trademark ] 0.18 g of 3114, 0.23 g of KBM-5103, 22.05 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 9.45 g of cyclopentanone were mixed and dissolved, and filtered using a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m. By doing so, a negative photosensitive resin composition was prepared.
  • Example 6 Polyimide obtained in Synthesis Example 4 (P-4) 11.92 g, NK ester A-DOD-N 1.19 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.24 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.36 g of 1H-benzotriazole, 0.24 g of KBM-5103, 9.32 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 21.74 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 7 Polyimide obtained in Synthesis Example 5 (P-5) 12.69 g, NK ester A-DOD-N 1.27 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.25 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.38 g of 1H-benzotriazole, 0.25 g of KBM-5103, 21.11 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 9.05 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 8 Polyimide (P-5) 12.86 g obtained in Synthesis Example 5, NK ester A-DOD-N 1.29 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.26 g as a photoradical initiator, IRGANOX [registered trademark ] 0.19 g of 3114, 0.26 g of KBM-5103, 21.11 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 9.05 g of cyclopentanone were mixed and dissolved, and filtered using a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m. By doing so, a negative photosensitive resin composition was prepared.
  • Example 10 Polyimide obtained in Synthesis Example 7 (P-7) 12.88 g, NK ester A-DOD-N 1.29 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.26 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.39 g of 1H-benzotriazole, 0.26 g of KBM-5103, 8.98 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 20.95 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 11 Polyimide obtained in Synthesis Example 8 (P-8) 9.65 g, NK ester A-DOD-N 1.93 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.19 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.29 g of 1H-benzotriazole, 0.19 g of KBM-5103, 15.93 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 6.83 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 12 Polyimide obtained in Synthesis Example 9 (P-9) 9.65 g, NK ester A-DOD-N 1.93 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.19 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.29 g of 1H-benzotriazole, 0.19 g of KBM-5103, 15.93 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, and 6.83 g of cyclopentanone, a polypropylene filter with a pore size of 5 ⁇ m was used. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering with a filter.
  • Example 13 Polyimide obtained in Synthesis Example 10 (P-13) 9.80 g, NK ester A-DOD-N 1.47 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.39 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.15 g of 1H-benzotriazole, 0.20 g of KBM-5103, 8.40 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, 11.20 g of ⁇ -butyrolactone and 8.40 g of cyclohexanone, polypropylene having a pore size of 5 ⁇ m was prepared. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering using a filter manufactured by the company.
  • Example 14 Polyimide obtained in Synthesis Example 11 (P-14) 9.80 g, NK ester A-DOD-N 1.47 g as a cross-linking agent, IRGACURE [registered trademark] OXE01 0.39 g as a photoradical initiator, 5-carboxy- After mixing and dissolving 0.15 g of 1H-benzotriazole, 0.20 g of KBM-5103, 8.40 g of N-ethyl-2-pyrrolidone, 11.20 g of ⁇ -butyrolactone and 8.40 g of cyclohexanone, polypropylene having a pore size of 5 ⁇ m was prepared. A negative photosensitive resin composition was prepared by filtering using a filter manufactured by the company.
  • Remaining film ratio (%) [(film thickness of unexposed portion) or (film thickness of exposed portion)]/(film thickness immediately after film formation) x 100
  • Remaining film thickness (%) [(film thickness of unexposed portion) or (film thickness of exposed portion)]/(film thickness immediately after film formation) x 100
  • the residual film ratio is 80%, it means that 80% of the film thickness immediately after film formation remains without being developed.
  • Table 1 shows the measurement results of the development time and post-development residual film ratio.
  • the dielectric loss tangent measurement conditions are as follows.
  • ⁇ Measurement method Split cylinder resonator ⁇ Vector network analyzer: FieldFox N9926A (manufactured by Keysight Technologies Inc.) ⁇ Resonator: CR-760 (manufactured by EM Lab Co., Ltd.) ⁇ Measurement frequency: about 60 GHz Table 1 shows the measurement results of the dielectric loss tangent of the film at 60 GHz.
  • the photosensitive resin films in the unexposed areas were all developed after development, and the photosensitive resin films in the exposed areas were hardly developed. rice field. Therefore, a clear dissolution contrast is obtained in the exposed area and the unexposed area, and it can be applied as a negative photosensitive resin composition for a relief pattern forming process in which development is performed using an organic solvent such as cyclopentanone. Furthermore, the photosensitive resin film obtained from the negative photosensitive resin composition of Comparative Example 3 was compared with the photosensitive resin films obtained from the negative photosensitive resin compositions of Examples 1 to 14. Development time with cyclopentanone was long.
  • the photosensitive resin films obtained from the negative-type photosensitive resin compositions of Examples 1 to 14 have high solubility in the developer, and are effective in shortening the development time in the development process and reducing the amount of developer used. It is valid.
  • the films obtained from the negative photosensitive resin compositions of Examples 1 to 14 exhibited a lower dielectric loss tangent at 60 GHz than Comparative Example 3.
  • the resulting baked patterned substrate was immersed in acetone or N-methylpyrrolidone (NMP) at room temperature for 15 minutes, rinsed with pure water, and baked at 100° C. for 30 seconds. By visually observing the pattern, the presence or absence of peeling and cracks occurring on the pattern was determined. Table 2 shows the chemical resistance measurement results. A case where peeling or cracking occurred was evaluated as “poor”, and a case where no peeling or cracking occurred was evaluated as "good”.
  • the films obtained from the negative photosensitive resin compositions of Examples 1 to 14 are stronger than the films obtained from the negative photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2.
  • the breaking strength is high, and the patterns obtained from the negative photosensitive resin compositions of Examples 1 to 14 are superior to the patterns obtained from the negative photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2. showed excellent chemical resistance. That is, the negative photosensitive resin compositions of Examples 1 to 14 are not only capable of forming a relief pattern, but also have a low dielectric loss tangent and high breaking strength and chemical resistance at the same time. It can be suitably used for the production of electronic materials that require electrical properties and mechanical properties.

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Abstract

以下のポリイミド(1)などと、溶媒とを含む感光性樹脂組成物。 ポリイミド(1):下記式(1-a)、下記式(1-b)及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリイミド。 [式(1-a)中、Ar1はエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。 式(1-b)中、Xは炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を表す。 式(1-c)中、Yは光重合性基を有する2価の芳香族を表す。]

Description

感光性樹脂組成物
 本発明は、感光性樹脂組成物、該組成物から得られる樹脂膜、該組成物を用いた感光性レジストフィルム、硬化レリーフパターン付き基板の製造方法、及び硬化レリーフパターンを有する半導体装置に関する。
 従来、電子部品の絶縁材料、及び半導体装置のパッシベーション膜、表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、電気特性及び機械特性を併せ持つポリイミド樹脂が用いられている。このポリイミド樹脂の中でも、感光性ポリイミド前駆体の形態で供されるものは、該前駆体の塗布、露光、現像、及びキュアによる熱イミド化処理によって、耐熱性のレリーフパターン被膜を容易に形成することができる。このような感光性ポリイミド前駆体は、従来の非感光型ポリイミド樹脂と比較して、大幅な工程短縮を可能にするという特徴を有している。
 特許文献1及び特許文献2には、(メタ)アクリロイルオキシ基を有するジアミンを用いたポリアミック酸又はポリイミドを含有する感光性樹脂組成物が提案されている。
特開2000-347404号公報 特表2012-516927号公報
 近年、半導体装置では、大容量の情報を高速で伝送・処理する必要から、電気信号の高周波化が進んでいる。高周波の電気信号は減衰しやすいため、伝送損失を低くする必要がある。そのため、半導体装置に用いられる樹脂には低い誘電正接が求められる。
 一方で、低い誘電正接を有する樹脂は脆い傾向にあり、例えば半田リフロー工程などの熱処理工程の際に、隣接する材料の熱膨張に追従できず、破断したり、層間密着性が低下することがある。そのため、半導体装置に用いられる樹脂には高い破断強度が求められる。
 また、硬化レリーフパターンを形成する際には、現像液による現像が行われるが、一般的にアルカリ水溶液現像液又は有機溶媒現像液が用いられる。硬化レリーフパターンを得るための感光性樹脂は、露光、現像により、露光部の感光性樹脂が現像液に溶解し、未露光部の感光性樹脂が残るポジ型と、未露光部の感光性樹脂が現像液に溶解し、露光部の感光性樹脂が残るネガ型とに分けられる。特に、ネガ型はポジ型よりも解像性には劣るが、厚膜化やフィルム化が容易で信頼性に優れており、そのような特徴を必要とする半導体装置の製造で用いられる。しかしながら、ポリイミドを含有するネガ型感光性樹脂の場合、有機溶媒現像における現像時間が長いという問題がある。また、ポリアミック酸又はポリイミドを含有するネガ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布後、焼成によってポリイミド膜を得るが、このポリイミド膜上に配線パターンを形成した後、さらに感光性樹脂組成物を塗布し焼成して、ポリイミド層を積層する観点から、前記ポリイミド膜は感光性樹脂組成物に使用される有機溶媒に対する耐薬品性が求められている。
 したがって、得られる硬化膜において低い誘電正接、高い破断強度、及び高い耐薬品性を有し、更に有機溶媒現像における現像時間が短い感光性樹脂組成物が求められている。
 しかし、特許文献1及び特許文献2に記載の感光性樹脂組成物は、それら特性の全てが満足できるものではない。
 本発明の目的は、上記事情に鑑み、得られる硬化膜において低い誘電正接、高い破断強度、及び高い耐薬品性を有し、更に有機溶媒現像における現像時間が短い感光性樹脂組成物、該組成物から得られる樹脂膜、該組成物を用いた感光性レジストフィルム、硬化レリーフパターン付き基板の製造方法、並びに硬化レリーフパターンを有する半導体装置を提供することにある。
 本発明者らは、上記の課題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、感光性樹脂組成物に、特定の樹脂を含有させることで、得られる硬化膜において低い誘電正接、高い破断強度、及び高い耐薬品性を有し、更に有機溶媒現像における現像時間が短い感光性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 [1] 以下のポリイミド(1)、以下のポリアミック酸(2)、及び以下のポリアミック酸エステル(3)の少なくともいずれかと、溶媒とを含む感光性樹脂組成物。
 ポリイミド(1):下記式(1-a)、下記式(1-b)及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリイミド。
 ポリアミック酸(2):下記式(2)、下記式(1-b)、及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリアミック酸。
 ポリアミック酸エステル(3):以下のポリアミック酸エステル(3a)~(3c)の少なくともいずれか。
  ポリアミック酸エステル(3a):下記式(3-a)、及び下記式(1-b)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステル。
  ポリアミック酸エステル(3b):下記式(3-b)、下記式(1-b)、及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステル。
  ポリアミック酸エステル(3c):下記式(3-b)、下記式(3-c)、及び下記式(1-b)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステル。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式(1-a)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。
 式(1-b)中、Xは炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
 式(1-c)中、Yは光重合性基を有する2価の芳香族基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
[式(2)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[式(3-a)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表し、L、及びLはそれぞれ独立して光重合性基を有する1価の有機基を表す。
 式(3-b)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表し、R、及びRはそれぞれ独立して1価の有機基を表す。
 式(3-c)中、Arは4価の有機基を表し、L、及びLはそれぞれ独立して光重合性基を有する1価の有機基を表す。]
 [2] 前記ポリイミド(1)がジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体との反応生成物であるポリアミック酸のイミド化物である[1]に記載の感光性樹脂組成物。
 [3] 前記式(1-a)中のAr、前記式(2)中のAr、前記式(3-a)中のAr及び前記式(3-b)中のArが下記式(4)で表される4価の有機基を表す[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式(4)中、Zは下記式(5-a)、下記式(5-b)又は下記式(5-c)で表される2価の有機基を表す。*は結合手を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
[式(5-a)中、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、mは0~4の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 式(5-b)中、Zは直接結合、又は下記式(6-a)若しくは下記式(6-b)で表される2価の有機基を表し、R及びRはそれぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、m及びmはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 式(5-c)中、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、mは0~6の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 *は結合手を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式(6-a)中、R、及びRはそれぞれ独立に水素原子、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基を表す。
 式(6-b)中、R、及びR10はそれぞれ独立に置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキレン基又は置換されていてもよい炭素原子数6~12のアリーレン基を表す。
 *は結合手を表す。]
 [4] 前記式(1-b)中、Xが下記式(7)で表される2価の有機基を表す[1]から[3]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
[式(7)中、R11、及びR12はそれぞれ独立に炭素原子数3~20のアルキレン基又は炭素原子数3~20のアルケニレン基を表し、Qは直接結合、又は下記式(8-a)若しくは下記式(8-b)で表される2価の有機基を表し、*は結合手を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
[式(8-a)中、R13は炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルケニル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2以上の時、R13は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 式(8-b)中、R14は炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルケニル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2以上の時、R14は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 *は結合手を表す。]
 [5] 前記式(1-c)中、Yが下記式(9-a)で表される2価の有機基を表し、
 前記式(3-a)中、L及びLがそれぞれ独立して下記式(9-b)で表される1価の有機基を表し、
 前記式(3-c)中、L及びLがそれぞれ独立して下記式(9-b)で表される1価の有機基を表す、
 [1]から[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
[式(9-a)中、Vは直接結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、又はウレア結合を表し、Wは酸素原子又はNH基を表し、R15は直接結合、又は水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基を表し、R16は水素原子又はメチル基を表し、*は結合手を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
[式(9-b)中、Wは酸素原子又はNH基を表し、R17は直接結合、又は水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基を表し、R18は水素原子又はメチル基を表し、*は結合手を表す。]
 [6] 前記式(4)におけるZが前記式(5-b)で表される2価の有機基を表す[3]に記載の感光性樹脂組成物。
 [7] 前記式(5-b)におけるZが直接結合を表し、R及びRがメチル基を表す[3]又は[6]に記載の感光性樹脂組成物。
 [8] 前記式(1-b)におけるXがダイマー脂肪酸ジアミンから2つのアミノ基を除いた残基である[4]に記載の感光性樹脂組成物。
 [9] 前記式(9-a)におけるVがエステル結合を表し、さらにWが酸素原子を表す[5]に記載の感光性樹脂組成物。
 [10] 前記式(9-a)におけるR15が1,2-エチレン基を表す[5]又は[9]に記載の感光性樹脂組成物。
 [11] さらに光ラジカル重合開始剤を含む[1]から[10]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
 [12] さらに架橋性化合物を含む[1]から[11]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
 [13] 絶縁膜形成用である[1]から[12]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
 [14] ネガ型感光性樹脂組成物である[1]から[13]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
 [15] [1]から[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の塗布膜の焼成物である樹脂膜。
 [16] 絶縁膜である[15]に記載の樹脂膜。
 [17] 基材フィルムと、[1]から[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂層と、カバーフィルムとを有する感光性レジストフィルム。
 [18] (1)[1]から[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を該基板上に形成する工程と、
 (2)該感光性樹脂層を露光する工程と、
 (3)該露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程と、
 (4)該レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程と、
を含む、硬化レリーフパターン付き基板の製造方法。
 [19] 前記現像に用いられる現像液が有機溶媒である[18]に記載の硬化レリーフパターン付き基板の製造方法。
 [20] [18]又は[19]に記載の方法により製造された硬化レリーフパターン付き基板。
 [21] 半導体素子と該半導体素子の上部又は下部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置であって、該硬化膜は[1]から[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物から形成される硬化レリーフパターンである半導体装置。
 本発明によれば、得られる硬化膜において低い誘電正接、高い破断強度、及び高い耐薬品性を有し、更に有機溶媒現像における現像時間が短い感光性樹脂組成物、該組成物から得られる樹脂膜、該組成物を用いた感光性レジストフィルム、硬化レリーフパターン付き基板の製造方法、並びに硬化レリーフパターンを有する半導体装置が得られる。
(感光性樹脂組成物)
 本発明の感光性樹脂組成物は、ポリイミド(1)、ポリアミック酸(2)、及びポリアミック酸エステル(3)の少なくともいずれかと、溶媒とを少なくとも含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
 なお、本明細書において、ポリイミド(1)、ポリアミック酸(2)、及びポリアミック酸エステル(3)を、「特定のポリイミド等」と称することがある。
<ポリイミド(1)、ポリアミック酸(2)、及びポリアミック酸エステル(3)>
 感光性樹脂組成物は、ポリイミド(1)、ポリアミック酸(2)、及びポリアミック酸エステル(3)の少なくともいずれかを含む。
 ポリイミド(1)は、下記式(1-a)、下記式(1-b)及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリイミドである。
 ポリアミック酸(2)は、下記式(2)、下記式(1-b)、及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリアミック酸である。
 ポリアミック酸エステル(3)は、以下のポリアミック酸エステル(3a)~(3c)の少なくともいずれかである。
 ポリアミック酸エステル(3a)は、下記式(3-a)、及び下記式(1-b)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステルである。
 ポリアミック酸エステル(3b)は、下記式(3-b)、下記式(1-b)、及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステルである。
 ポリアミック酸エステル(3c)は、下記式(3-b)、下記式(3-c)、及び下記式(1-b)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
[式(1-a)中、Arはエステル結合(-COO-)及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。
 式(1-b)中、Xは炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
 式(1-c)中、Yは光重合性基を有する2価の芳香族基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
[式(2)中、Arはエステル結合(-COO-)及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
[式(3-a)中、Arはエステル結合(-COO-)及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表し、L、及びLはそれぞれ独立して光重合性基を有する1価の有機基を表す。
 式(3-b)中、Arはエステル結合(-COO-)及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表し、R、及びRはそれぞれ独立して1価の有機基を表す。
 式(3-c)中、Arは4価の有機基を表し、L、及びLはそれぞれ独立して光重合性基を有する1価の有機基を表す。]
 本発明者らは、本発明の感光性樹脂組成物によって本発明の効果が奏する理由を、以下のように考えている。
 特定のポリイミド等が光重合性基を有することにより、特定のポリイミド等を含む樹脂組成物に感光性が付与される。
 特定のポリイミド等が炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を有することにより、硬化膜の誘電正接が低くなる。
 特定のポリイミド等が炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を有することにより、有機溶媒現像における現像時間を短くできる。
 特定のポリイミド等がエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を有することにより、硬化膜の破断強度及び耐薬品性が高くなる。
<<Ar、Ar、Ar、及びAr>>
 Ar、Ar、Ar、及びArは、それぞれ独立して、エステル結合(-COO-)及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。なお、本明細書においてエステル結合とは、-COO-結合を意味する。
 Ar、Ar、Ar、及びArが有するエステル結合の数としては、特に制限されないが、1つであってもよいし、2つ以上であってもよいが、好ましくは2つである。
 Ar、Ar、Ar、及びArが有する芳香族環の数としては、3つ以上であれば、特に限定されないが、例えば、4つ以上であってもよい。芳香族環の数の上限値としては、特に限定されないが、例えば、8つ以下であってよいし、6つ以下であってもよい。
 「3つ以上の芳香族環」における芳香族環の数え方に関し、ナフタレン環、アントラセン環のような2以上の芳香族環が縮合してなる多環芳香族環は1つの芳香族環として数える。そのため、ナフタレン環は1つの芳香族環として数える。他方、ビフェニル環は縮合環ではないため2つの芳香族環として数える。そして、ペリレン環は、2つの芳香族環として数える。
 芳香族環としては、芳香族炭化水素環、芳香族複素環などが挙げられる。
 Ar、Ar、Ar、及びArとしては、本発明の効果を好適に得る観点から、下記式(4)で表される4価の有機基を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
[式(4)中、Zは下記式(5-a)、下記式(5-b)又は下記式(5-c)で表される2価の有機基を表す。*は結合手を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
[式(5-a)中、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、mは0~4の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 式(5-b)中、Zは直接結合、又は下記式(6-a)若しくは下記式(6-b)で表される2価の有機基を表し、R及びRはそれぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、m及びmはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 式(5-c)中、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、mは0~6の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 *は結合手を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[式(6-a)中、R、及びRはそれぞれ独立に水素原子、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基を表す。
 式(6-b)中、R、及びR10はそれぞれ独立に置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキレン基又は置換されていてもよい炭素原子数6~12のアリーレン基を表す。
 *は結合手を表す。]
 Zは、本発明の効果を好適に得る観点から、式(5-b)で表される2価の有機基を表すことが好ましい。
 本発明の効果を好適に得る観点から、式(5-b)において、Zは直接結合を表すことが好ましい。
 本発明の効果を好適に得る観点から、式(5-b)において、R及びRはメチル基を表すことが好ましい。
 R及びRにおけるハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のハロゲン化アルキル基などが挙げられる。
 炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。
 炭素原子数1~6のハロゲン化アルキル基におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
 炭素原子数1~6のハロゲン化アルキル基におけるハロゲン化は、一部であってもよいし、全部であってもよい。
 R及びR10における置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキレン基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシ基、シアノ基、ホルミル基、ハロホルミル基、スルホ基、アミノ基、ニトロ基、ニトロソ基、オキソ基、チオキシ基、炭素原子数1~6のアルコキシ基などが挙げられる。
 置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキレン基としては、例えば、炭素原子数1~6のアルキレン基、炭素原子数1~6のハロゲン化アルキレン基などが挙げられる。炭素原子数1~6のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。
 なお、「置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキレン基」の「炭素原子数1~6」とは、置換基を除く「アルキレン基」の炭素原子数を指す。また、置換基の数としては特に限定されない。
 R及びR10における置換されていてもよい炭素原子数6~10のアリーレン基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン化されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基、ハロゲン化されていてもよい炭素原子数1~6のアルコキシ基などが挙げられる。なお、ハロゲン化は、一部であってもよいし、全部であってもよい。
 アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。
 なお、「置換されていてもよい炭素原子数6~10のアリーレン基」の「炭素原子数6~10」とは、置換基を除く「アリーレン基」の炭素原子数を指す。また、置換基の数としては特に限定されない。
 式(6-a)で表される2価の有機基としては、例えば、以下の式で表される2価の有機基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 式中、*は結合手を表す。
 式(6-b)で表される2価の有機基としては、例えば、以下の式で表される2価の有機基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式中、R31~R33はそれぞれ独立にハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルコキシ基を表す。n31は、0~5の整数を表す。n32及びn33はそれぞれ独立に0~4の整数を表す。R31が複数の場合、複数のR31は同じでもよいし異なっていてもよい。R32が複数の場合、複数のR32は同じでもよいし異なっていてもよい。R33が複数の場合、複数のR33は同じでもよいし異なっていてもよい。*は結合手を表す。
 R31~R33におけるハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基の具体例としては、例えば、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数1~6のハロゲン化アルキル基が挙げられる。
 炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。
 炭素原子数1~6のハロゲン化アルキル基におけるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。炭素原子数1~6のハロゲン化アルキル基におけるハロゲン化は、一部であってもよいし、全部であってもよい。
 R31~R33におけるハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルコキシ基の具体例としては、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基をアルコキシ基にしたものが挙げられる。
 Ar、Ar、Ar、及びArとしては、例えば、以下の式で表される4価の有機基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式中、*は結合手を表す。
<<X>>
 Xは、炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
 炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基であってもよいし、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよい。不飽和脂肪族炭化水素基における不飽和基の数としては、特に限定されず、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。
 炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基は、本発明の効果を好適に得る観点から、脂肪族炭化水素環を有することが好ましい。
 脂肪族炭化水素環は、飽和脂肪族炭化水素環であってもよいし、不飽和脂肪族炭化水素環であってもよい。不飽和脂肪族炭化水素環における不飽和基の数としては、特に限定されず、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。
 脂肪族炭化水素環の員環数としては、特に制限されず、例えば、4員環であってもよいし、5員環であってもよいし、6員環であってもよいし、7員環であってもよいし、8員環であってもよい。また、脂肪族炭化水素環は、ノルボルネンのように架橋構造であってもよい。
 炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基における脂肪族炭化水素環の数としては、特に限定されず、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。
 炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基の炭素原子数としては、本発明の効果を好適に得る観点から、20~60が好ましく、24~48がより好ましく、28~44が更により好ましく、32~40が特に好ましい。
 炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基としては、本発明の効果を好適に得る観点から、下記式(7)で表される2価の有機基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
[式(7)中、R11、及びR12はそれぞれ独立に炭素原子数3~20のアルキレン基又は炭素原子数3~20のアルケニレン基を表し、Qは直接結合、又は下記式(8-a)若しくは下記式(8-b)で表される2価の有機基を表し、*は結合手を表す。]
 式(7)における2つの結合手は、例えば、窒素原子に結合する結合手である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
[式(8-a)中、R13は炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルケニル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2以上の時、R13は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 式(8-b)中、R14は炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルケニル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2以上の時、R14は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 *は結合手を表す。]
 炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基としては、本発明の効果を好適に得る観点から、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物から2つのアミノ基を除いた残基であることが好ましく、ダイマー脂肪族ジアミンから2つのアミノ基を除いた残基であることがより好ましい。ダイマー脂肪酸ジアミンについては、例えば特許第6306586号明細書に記載されている。
 ダイマー脂肪族ジアミンとしては、例えば、以下のジアミンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 式中、m+n=6~17が好ましく、p+q=8~19が好ましく、破線部は炭素-炭素単結合又は炭素-炭素二重結合を意味する。
 ダイマー脂肪酸ジアミンの市販品としては、バーサミン551(BASFジャパン(株)製)、バーサミン552(BASFジャパン(株)製;バーサミン551の水添物)、PRIAMINE[登録商標]1075、PRIAMINE[登録商標]1074(いずれもクローダジャパン(株)製)などが挙げられる。
<<Y>>
 Yは、光重合性基を有する2価の芳香族基を表す。
 光重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基、カチオン重合性基、アニオン重合性基が挙げられる。これらの中でも、ラジカル重合性基が好ましい。
 ラジカル重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロペニルエーテル基、ビニルエーテル基、ビニル基などが挙げられる。
 光重合性基を有する2価の芳香族基における芳香族環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などが挙げられる。
 光重合性基を有する2価の芳香族基は、例えば、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物から2つのアミノ基を除いた残基である。
 光重合性基を有する2価の芳香族基としては、下記式(9-a)で表される2価の有機基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
[式(9-a)中、Vは直接結合、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-COO-)、アミド結合(-NHCO-)、ウレタン結合(-NHCOO-)、又はウレア結合(-NHCONH-)を表し、Wは酸素原子又はNH基を表し、R15は直接結合、又は水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基を表し、R16は水素原子又はメチル基を表し、*は結合手を表す。]
 式(9-a)における2つの結合手は、例えば、窒素原子に結合する結合手である。
 本明細書において、水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基としては、例えば、1,1-エチレン基、1,2-エチレン基、1,2-プロピレン基、1,3-プロピレン基、1,4-ブチレン基、1,2-ブチレン基、2,3-ブチレン基、1,2-ペンチレン基、2,4-ペンチレン基、1,2-へキシレン基、1,2-シクロプロピレン基、1,2-シクロブチレン基、1,3-シクロブチレン基、1,2-シクロペンチレン基、1,2-シクロへキシレン基、これらの水素原子の少なくとも一部が水酸基で置換されたアルキレン基(例えば、2-ヒドロキシ-1,3-プロピレン基)などが挙げられる。
 Vはエステル結合(-COO-)を表すことが好ましい。
 Wは酸素原子を表すことが好ましい。
 R15は1,2-エチレン基を表すことが好ましい。
 式(9-a)で表される2価の有機基としては、以下の式で表される2価の有機基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 式中、*は結合手を表す。2つの結合手は、例えば、光重合性基を有する置換基に対してメタ位に位置する。
<<L~L>>
 L、L、L、及びLは、それぞれ独立して、光重合性基を有する1価の有機基を表す。
 光重合性基としては、例えば、ラジカル重合性基、カチオン重合性基、アニオン重合性基が挙げられる。これらの中でも、ラジカル重合性基が好ましい。
 ラジカル重合性基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロペニルエーテル基、ビニルエーテル基、ビニル基などが挙げられる。
 光重合性基を有する1価の有機基としては、下記式(9-b)で表される1価の有機基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
[式(9-b)中、Wは酸素原子又はNH基を表し、R17は直接結合、又は水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基を表し、R18は水素原子又はメチル基を表し、*は結合手を表す。]
 Wは酸素原子を表すことが好ましい。
 R17は1,2-エチレン基を表すことが好ましい。
<<R、及びR>>
 R、及びRは、それぞれ独立して、1価の有機基を表す。
 1価の有機基としては、例えば、炭素原子数1~30のアルキル基が挙げられる。
 炭素原子数1~30のアルキル基としては、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、脂環式アルキル基などが挙げられる。
 炭素原子数1~30の直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基(アミル基)、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基(ラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基(ミリスチル基)、ペンタデシル基、ヘキサデシル基(パルミチル基)、ヘプタデシル基(マルガリル基)、オクタデシル基(ステアリル基)、ノナデシル基、イコシル基(アラキル基)、ヘンイコシル基、ドコシル基(ベヘニル基)、トリコシル基、テトラコシル基(リグノセリル基)、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基などが挙げられる。
 炭素原子数1~30の分岐鎖状アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、sec-イソアミル基、イソヘキシル基、ネオへキシル基、4-メチルヘキシル基、5-メチルヘキシル基、1-エチルヘキシル基、2-エチルヘキシル基、3-エチルヘキシル基、4-エチルヘキシル基、2-エチルペンチル基、ヘプタン-3-イル基、ヘプタン-4-イル基、4-メチルヘキサン-2-イル基、3-メチルヘキサン-3-イル基、2,3-ジメチルペンタン-2-イル基、2,4-ジメチルペンタン-2-イル基、4,4-ジメチルペンタン-2-イル基、6-メチルヘプチル基、2-エチルヘキシル基、オクタン-2-イル基、6-メチルヘプタン-2-イル基、6-メチルオクチル基、3,5,5-トリメチルヘキシル基、ノナン-4-イル基、2,6-ジメチルヘプタン-3-イル基、3,6-ジメチルヘプタン-3-イル基、3-エチルヘプタン-3-イル基、3,7-ジメチルオクチル基、8-メチルノニル基、3-メチルノナン-3-イル基、4-エチルオクタン-4-イル基、9-メチルデシル基、ウンデカン-5-イル基、3-エチルノナン-3-イル基、5-エチルノナン-5-イル基、2,2,4,5,5-ペンタメチルヘキサン-4-イル基、10-メチルウンデシル基、11-メチルドデシル基、トリデカン-6-イル基、トリデカン-7-イル基、7-エチルウンデカン-2-イル基、3-エチルウンデカン-3-イル基、5-エチルウンデカン-5-イル基、12-メチルトリデシル基、13-メチルテトラデシル基、ペンタデカン-7-イル基、ペンタデカン-8-イル基、14-メチルペンタデシル基、15-メチルヘキサデシル基、ヘプタデカン-8-イル基、ヘプタデカン-9-イル基、3,13-ジメチルペンタデカン-7-イル基、2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデカン-5-イル基、16-メチルヘプタデシル基、17-メチルオクタデシル基、ノナデカン-9-イル基、ノナデカン-10-イル基、2,6,10,14-テトラメチルペンタデカン-7-イル基、18-メチルノナデシル基、19-メチルイコシル基、ヘンイコサン-10-イル基、20-メチルヘンイコシル基、21-メチルドコシル基、トリコサン-11-イル基、22-メチルトリコシル基、23-メチルテトラコシル基、ペンタコサン-12-イル基、ペンタコサン-13-イル基、2,22-ジメチルトリコサン-11-イル基、3,21-ジメチルトリコサン-11-イル基、9,15-ジメチルトリコサン-11-イル基、24-メチルペンタコシル基、25-メチルヘキサコシル基、ヘプタコサン-13-イル基などが挙げられる。
 炭素原子数1~30の脂環式アルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、4-tert-ブチルシクロヘキシル基、1,6-ジメチルシクロヘキシル基、メンチル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2-イル基、ボルニル基、イソボルニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-4-イル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル基、シクロドデシル基などが挙げられる。
<<Ar>>
 Arは、4価の有機基を表す。
 4価の有機基としては、特に限定されないが、例えば、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基以外の4価の有機基が挙げられる。そのような4価の有機基としては、例えば、以下の式で表される4価の有機基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 式中、*は結合手を表す。
<<その他の4価の有機基>>
 特定のポリイミド等は、Ar、Ar、Ar、及びAr以外の4価の有機基を有していてもよい。そのような4価の有機基としては、例えば、Arの説明で挙げた4価の有機基が挙げられる。
<<その他の2価の有機基>>
 特定のポリイミド等は、X、及びY以外の2価の有機基を有していてもよい。そのような2価の有機基としては、例えば、得られる硬化膜において、より低い誘電正接及びより高い破断強度が得られる点から、3つ以上の芳香族環を有する2価の有機基が好ましい。3つ以上の芳香族環を有する2価の有機基は、例えば、3つ以上の芳香族環を有する芳香族ジアミン化合物から2つのアミノ基を除いた残基である。
 3つ以上の芳香族環を有する2価の有機基における芳香族環の数としては、3つ以上であれば、特に限定されないが、例えば、4つ以上であってもよい。芳香族環の数の上限値としては、特に限定されないが、例えば、8つ以下であってもよいし、6つ以下であってもよい。
 3つ以上の芳香族環を有する2価の有機基としては、特に限定されないが、好ましくは下記式(13)で表される2価の有機基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
[式(13)中、X21及びX22はそれぞれ独立に直接結合、エーテル結合(-O-)、エステル結合(-COO-)、アミド結合(-NHCO-)、ウレタン結合(-NHCOO-)、ウレア結合(-NHCONH-)、チオエーテル結合(-S-)又はスルホニル結合(-SO-)を表す。
 R21及びR22はそれぞれ独立に置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基を表す。
 Y20は上記式(5-a)、上記式(5-b)又は上記式(5-c)で表される2価の有機基を表す。
 n21及びn22はそれぞれ独立に0~4の整数を表す。
 R21が複数の場合、複数のR21は同じでもよいし異なっていてもよい。R22が複数の場合、複数のR22は同じでもよいし異なっていてもよい。
 *は結合手を表す。]
 式(13)中のR21及びR22における置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、炭素原子数1~6のアルキル基が挙げられる。炭素原子数1~6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。本明細書において、アルキル基、アルキレン基は、その構造について特に言及されていない限り、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよいし、環状であってもよいし、これらの2以上の組み合わせであってもよい。
 置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシ基、シアノ基、ホルミル基、ハロホルミル基、スルホ基、アミノ基、ニトロ基、ニトロソ基、オキソ基、チオキシ基、炭素原子数1~6のアルコキシ基などが挙げられる。
 なお、「置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基」の「炭素原子数1~6」とは、置換基を除く「アルキル基」の炭素原子数を指す。また、置換基の数としては特に限定されない。
 3つ以上の芳香族環を有する2価の有機基としては、例えば、以下の式で表される2価の有機基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 式中、*は結合手を表す。
 その他の2価の有機基としては、例えば、以下の式で表される2価の有機基が挙げられる。これらの2価の有機基は、例えば、ジアミンから2つのアミノ基を除いた残基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 式中、*は結合手を表す。
 ポリイミド(1)は、例えば、ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体との反応生成物であるポリアミック酸のイミド化物である。
 ポリイミド(1)のイミド化率は100%である必要はない。ポリイミド(1)のイミド化率は、例えば90%以上であってよいし、95%以上であってよいし、98%以上であってよい。
 ポリアミック酸(2)は、例えば、ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体との反応生成物である。
 ポリアミック酸エステル(3)は、例えば、ジアミン成分とテトラカルボン酸ジエステルとの反応生成物である。
 ここで、テトラカルボン酸誘導体としては、テトラカルボン酸、テトラカルボン酸ジエステル、テトラカルボン酸ジハロゲン化物、テトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
 テトラカルボン酸誘導体は、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有するテトラカルボン酸誘導体を含むことが好ましい。
 式(1-a)中のAr、式(2)中のAr、式(3-a)中のAr、及び式(3-b)中のArであるエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基は、例えば、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有するテトラカルボン酸誘導体からカルボキシル基、カルボン酸エステル基、又はカルボン酸二無水物基を除いた残基である。
 エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有するテトラカルボン酸誘導体としては、以下の式(4-Z)で表されるテトラカルボン酸二無水物が好ましく、下記式(4-A)で表されるテトラカルボン酸二無水物がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 
(式(4-Z)中のZは、エステル結合及び1つ以上の芳香族環を有する2価の有機基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
(式(4-A)中のZは、式(4)中のZと同義である。)
 ジアミン成分は、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物を含むことが好ましい。
 ジアミン成分は、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物を含むことが好ましい。
 式(1-b)中のXである炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基は、例えば、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物から2つのアミノ基を除いた残基である。
 式(1-c)中のYである光重合性基を有する2価の芳香族基は、例えば、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物から2つのアミノ基を除いた残基である。
 炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物としては、下記式(7-A)で表されるジアミン化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(式(7-A)中のR11、R12、及びQは、式(7)中のR11、R12、及びQとそれぞれ同義である。)
 光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物としては、下記式(9-A)で表されるジアミン化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(式(9-A)中のV、W、R15、及びR16は、式(9-a)中のV、W、R15、及びR16とそれぞれ同義である。)
 ポリイミド(1)を構成する全テトラカルボン酸誘導体に対する、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する芳香族テトラカルボン酸誘導体の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、20モル%~100モル%が好ましく、40モル%~100モル%がより好ましい。
 ポリアミック酸(2)を構成する全テトラカルボン酸誘導体に対する、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する芳香族テトラカルボン酸誘導体の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、20モル%~100モル%が好ましく、40モル%~100モル%がより好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3a)を構成する全テトラカルボン酸誘導体に対する、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する芳香族テトラカルボン酸誘導体の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、20モル%~100モル%が好ましく、40モル%~100モル%がより好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3b)を構成する全テトラカルボン酸誘導体に対する、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する芳香族テトラカルボン酸誘導体の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、20モル%~100モル%が好ましく、40モル%~100モル%がより好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3c)を構成する全テトラカルボン酸誘導体に対する、エステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する芳香族テトラカルボン酸誘導体の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、20モル%~100モル%が好ましく、40モル%~100モル%がより好ましい。
 ポリイミド(1)を構成する全ジアミン成分に対する、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、5モル%~80モル%が好ましく、10モル%~70モル%がより好ましく、15モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリアミック酸(2)を構成する全ジアミン成分に対する、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、5モル%~80モル%が好ましく、10モル%~70モル%がより好ましく、15モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3a)を構成する全ジアミン成分に対する、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、5モル%~80モル%が好ましく、10モル%~70モル%がより好ましく、15モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3b)を構成する全ジアミン成分に対する、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、5モル%~80モル%が好ましく、10モル%~70モル%がより好ましく、15モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3c)を構成する全ジアミン成分に対する、炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、5モル%~80モル%が好ましく、10モル%~70モル%がより好ましく、15モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリイミド(1)を構成する全ジアミン成分に対する、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、十分な感光性を得る観点から、10モル%~90モル%が好ましく、15モル%~75モル%がより好ましく、20モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリアミック酸(2)を構成する全ジアミン成分に対する、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、十分な感光性を得る観点から、10モル%~90モル%が好ましく、15モル%~75モル%がより好ましく、20モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリアミック酸エステル(3b)を構成する全ジアミン成分に対する、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、十分な感光性を得る観点から、10モル%~90モル%が好ましく、15モル%~75モル%がより好ましく、20モル%~60モル%が特に好ましい。
 ポリイミド(1)、ポリアミック酸(2)、及びポリアミック酸エステル(3b)における、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物(A)と炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物(B)とのモル割合(A:B)としては、特に制限されないが、3:1~0.3:1が好ましく、2:1~0.5:1がより好ましく、1.5:1~0.7:1が特に好ましい。
 ポリイミド(1)、ポリアミック酸(2)、及びポリアミック酸エステル(3b)を構成する全ジアミン成分に対する、光重合性基を有する芳香族ジアミン化合物と炭素原子数10~60の脂肪族ジアミン化合物との合計のモル割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、30モル%以上が好ましく、40モル%以上がより好ましく、50モル%以上が特に好ましい。合計のモル割合の上限値としては、特に制限されないが、合計のモル割合は、100モル%以下であってもよいし、90モル%以下であってもよい。
 ポリアミック酸を構成する全ジアミン成分に対する、3つ以上の芳香族環を有する芳香族ジアミン化合物の割合としては、特に限定されないが、本発明の効果を好適に得る観点から、5モル%~60モル%が好ましく、10モル%~55モル%がより好ましく、15モル%~50モル%が特に好ましい。
 特定のポリイミド等の重量平均分子量としては、特に限定されないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、本明細書ではGPCと略称する)によるポリエチレンオキシド換算で測定される重量平均分子量は、5,000~100,000が好ましく、7,000~50,000がより好ましく、10,000~50,000が更に好ましく、10,000~40,000が特に好ましい。
<<特定のポリイミド等の製造方法>>
 特定のポリイミド等の製造方法としては、特に限定されず、例えば、ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体とを反応させてポリアミック酸、ポリアミック酸エステル又はポリイミドを得る公知の方法が挙げられる。ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル及びポリイミドは、例えば、WO2013/157586号公報に記載されるような公知の方法で合成出来る。
 ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルの製造は、例えば、ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体とを溶媒中で(縮重合)反応させることにより行われる。
 上記溶媒の具体例としては、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルプロピオンアミド、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、ジメチルスルホキシド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンが挙げられる。また、重合体の溶媒溶解性が高い場合は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン、又は下記の式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(式[D-1]中、Dは炭素原子数1~3のアルキル基を示し、式[D-2]中、Dは炭素原子数1~3のアルキル基を示し、式[D-3]中、Dは炭素原子数1~4のアルキル基を表す。)
 これら溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルを溶解しない溶媒であっても、ポリアミック酸又はポリアミック酸エステルが析出しない範囲で、上記溶媒に混合して使用してもよい。
 ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体とを溶媒中で反応させる際には、反応は任意の濃度で行うことができるが、好ましくは1質量%~50質量%、より好ましくは5質量%~30質量%である。反応初期は高濃度で行い、その後、溶媒を追加することもできる。
 反応においては、ジアミン成分の合計モル数とテトラカルボン酸誘導体の合計モル数の比は0.8~1.2であることが好ましい。通常の縮重合反応同様、このモル比が1.0に近いほど生成するポリアミック酸又はポリアミック酸エステルの分子量は大きくなる。
 ジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体とを反応させる際には、光重合性基の重合を避けるために、熱重合禁止剤を反応系に添加してもよい。
 熱重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、4-メトキシフェノール、N-ニトロソジフェニルアミン、p-tert-ブチルカテコール、フェノチアジン、N-フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、2-ニトロソ-5-(N-エチル-N-スルフォプロピルアミノ)フェノール、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N-ニトロソ-N(1-ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩等が挙げられる。
 熱重合禁止剤の使用量としては、特に限定されない。
 ポリイミドは、上記反応で得られたポリアミック酸を脱水閉環して得られる。
 ポリイミドを得る方法としては、上記反応で得られたポリアミック酸の溶液をそのまま加熱する熱イミド化、又はポリアミック酸の溶液に触媒を添加する化学イミド化が挙げられる。溶液中で熱イミド化させる場合の温度は、100℃~400℃、好ましくは120℃~250℃であり、イミド化反応により生成する水を系外に除きながら行う方が好ましい。
 上記化学イミド化は、反応で得られたポリアミック酸の溶液に、塩基性触媒と酸無水物とを添加し、-20℃~250℃、好ましくは0℃~180℃で撹拌することにより行うことができる。塩基性触媒の量はアミド酸基の0.1モル倍~30モル倍、好ましくは0.2モル倍~20モル倍であり、酸無水物の量はアミド酸基の1モル倍~50モル倍、好ましくは1.5モル倍~30モル倍である。塩基性触媒としてはピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどを挙げることができ、なかでも、トリエチルアミンは副生成物であるポリイソイミドが生成しにくいので好ましい。酸無水物としては、無水酢酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などを挙げることができ、なかでも、無水酢酸を用いると反応終了後の精製が容易となるので好ましい。化学イミド化によるイミド化率(ポリイミド前駆体の有する全繰り返し単位に対する閉環される繰り返し単位の割合、閉環率ともいう。)は、触媒量と反応温度、反応時間を調節することにより制御することができる。
 上記イミド化の反応溶液から、生成したイミド化物を回収する場合には、反応溶液を溶媒に投入して沈殿させればよい。沈殿に用いる溶媒としてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、ヘキサン、ブチルセロソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、ベンゼン、水などを挙げることができる。溶媒に投入して沈殿させたポリマーは濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。
 特定のポリイミド等は、末端封止がされていてもよい。末端封止の方法としては、特に制限されず、例えば、モノアミン又は酸無水物を用いた従来公知の方法を用いることができる。
<溶媒>
 感光性樹脂組成物に含有される溶媒としては、特定のポリイミド等に対する溶解性の点から、有機溶媒を用いることが好ましい。具体的には、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルプロピオンアミド、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリノン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、乳酸エチル又は下記の式[D-1]~式[D-3]で示される溶媒等が挙げられ、これらは単独又は2種以上の組合せで用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
(式[D-1]中、Dは炭素原子数1~3のアルキル基を示し、式[D-2]中、Dは炭素原子数1~3のアルキル基を示し、式[D-3]中、Dは炭素原子数1~4のアルキル基を表す。)
 溶媒は、感光性樹脂組成物の所望の塗布膜厚及び粘度に応じて、特定のポリイミド等100質量部に対し、例えば、30質量部~1500質量部の範囲、好ましくは100質量部~1000質量部の範囲で用いることができる。
<その他の成分>
 実施の形態では、感光性樹脂組成物は、特定のポリイミド等及び溶媒以外のその他の成分をさらに含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、光ラジカル重合開始剤(「光ラジカル開始剤」ともいう)、架橋性化合物(「架橋剤」ともいう)、熱硬化剤、その他の樹脂成分、フィラー、増感剤、接着助剤、熱重合禁止剤、アゾール化合物、ヒンダードフェノール化合物などが挙げられる。
<<光ラジカル重合開始剤>>
 光ラジカル重合開始剤としては、光硬化時に使用する光源に吸収をもつ化合物であれば特に限定されないが、例えば、tert-ブチルペルオキシ-iso-ブチレート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(ベンゾイルジオキシ)ヘキサン、1,4-ビス[α-(tert-ブチルジオキシ)-iso-プロポキシ]ベンゼン、ジ-tert-ブチルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルジオキシ)ヘキセンヒドロペルオキシド、α-(iso-プロピルフェニル)-iso-プロピルヒドロペルオキシド、tert-ブチルヒドロペルオキシド、1,1-ビス(tert-ブチルジオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、ブチル-4,4-ビス(tert-ブチルジオキシ)バレレート、シクロヘキサノンペルオキシド、2,2’,5,5’-テトラ(tert-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(tert-アミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’-ビス(tert-ブチルペルオキシカルボニル)-4,4’-ジカルボキシベンゾフェノン、tert-ブチルペルオキシベンゾエート、ジ-tert-ブチルジペルオキシイソフタレート等の有機過酸化物;9,10-アントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-クロロアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチル、ベンゾインエチルエーテル、α-メチルベンゾイン、α-フェニルベンゾイン等のベンゾイン誘導体;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-[4-{4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)ベンジル}-フェニル]-2-メチル-プロパン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン等のアルキルフェノン系化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系化合物;2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン等のオキシムエステル系化合物が挙げられる。
 光ラジカル重合開始剤は、市販品として入手が可能であり、例えば、IRGACURE[登録商標]651、同184、同2959、同127、同907、同369、同379EG、同819、同819DW、同1800、同1870、同784、同OXE01、同OXE02、同OXE03、同OXE04、同250、同1173、同MBF、同TPO、同4265、同TPO(以上、BASF社製)、KAYACURE[登録商標]DETX-S、同MBP、同DMBI、同EPA、同OA(以上、日本化薬株式会社製)、VICURE-10、同55(以上、STAUFFER Co.LTD製)、ESACURE KIP150、同TZT、同1001、同KTO46、同KB1、同KL200、同KS300、同EB3、トリアジン-PMS、トリアジンA、トリアジンB(以上、日本シイベルヘグナー株式会社製)、アデカオプトマーN-1717、同N-1414、同N-1606、アデカアークルズN-1919T、同NCI-831E、同NCI-930、同NCI-730(以上、株式会社ADEKA製)が挙げられる。
 これらの光ラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 光ラジカル重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、0.1質量部~20質量部が好ましく、光感度特性の観点から0.5質量部~15質量部がより好ましい。光ラジカル重合開始剤を特定のポリイミド等100質量部に対し0.1質量部以上含有する場合には、感光性樹脂組成物の光感度が向上しやすく、一方で、20質量部以下含有する場合には、感光性樹脂組成物の厚膜硬化性が改善しやすい。
<<架橋性化合物>>
 実施の形態では、レリーフパターンの解像性を向上させるために、光ラジカル重合性の不飽和結合を有するモノマー(架橋性化合物)を任意に感光性樹脂組成物に含有させることができる。
 このような架橋性化合物としては、光ラジカル重合開始剤によりラジカル重合反応する重合性基を含む化合物が好ましく、(メタ)アクリル化合物やマレイミド化合物を挙げることができるが、特に以下に限定するものではない。(メタ)アクリル化合物としては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコール又はポリエチレングリコールモノ又はジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコール又はポリプロピレングリコールのモノ又はジ(メタ)アクリレート、グリセロールのモノ、ジ又はトリ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールのジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールのジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールのジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールのジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールのジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールのジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールのジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのモノ又はジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFのジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、ベンゼントリメタクリレート、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]フルオレンのジ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジ(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アクリルアミド及びその誘導体、メタクリルアミド及びその誘導体、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセロールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのジ、トリ、又はテトラ(メタ)アクリレート、並びにこれら化合物のエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物等の化合物、2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート又はイソシアネート含有(メタ)アクリレート、及びこれらにメチルエチルケトンオキシム、ε-カプロラクタム、γ-カプロラクタム、3,5-ジメチルピラゾール、マロン酸ジエチル、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等のブロック剤を付加した化合物を挙げることができる。また、マレイミド化合物としては、1,2-ビス(マレイミド)エタン、1,4-ビス(マレイミド)ブタン、1,6-ビス(マレイミド)ヘキサン、N,N’-1,4-フェニレンビスマレイミド、N,N’-1,3-フェニレンジマレイミド、4,4’-ビスマレイミドジフェニルメタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(2-マレイミドエチル)ジスルフィド、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、1,6’-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン等を挙げることができる。マレイミド化合物の市販品としては、BMI-689、BMI-1500、BMI-1700、BMI-3000(以上、Designer Molecules Inc.製)等を挙げることができる。尚、これらの化合物は単独で使用しても、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレート及びメタクリレートを意味する。
 架橋性化合物の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、好ましくは1質量部~100質量部であり、より好ましくは1質量部~50質量部である。
<<熱硬化剤>>
 熱硬化剤としては、例えば、ヘキサメトキシメチルメラミン、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメトキシメチルベンゾグアナミン、1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ブトキシメチル)グリコールウリル、1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)グリコールウリル、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,1,3,3-テトラキス(ブトキシメチル)尿素及び1,1,3,3-テトラキス(メトキシメチル)尿素などが挙げられる。
 感光性樹脂組成物における熱硬化剤の含有量は、特に限定されない。
<<フィラー>>
 フィラーとしては、例えば無機フィラーが挙げられ、具体的にはシリカ、窒化アルミニウム、窒化ボロン、ジルコニア、アルミナなどのゾルが挙げられる。
 感光性樹脂組成物にけるフィラーの含有量は、特に限定されない。
<<その他の樹脂成分>>
 実施の形態では、感光性樹脂組成物は、特定のポリイミド等以外の樹脂成分をさらに含有してもよい。感光性樹脂組成物に含有させることができる樹脂成分としては、例えば、特定のポリイミド等以外のポリイミド、ポリオキサゾール、ポリオキサゾール前駆体、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、シロキサン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
 これらの樹脂成分の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~20質量部の範囲である。
<<増感剤>>
 実施の形態では、感光性樹脂組成物には、光感度を向上させるために増感剤を任意に配合することができる。
 増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール、2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン等が挙げられる。
 これらは単独で、又は複数の組合せで用いることができる。
 増感剤の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、0.1質量部~25質量部であることが好ましい。
<<接着助剤>>
 実施の形態では、感光性樹脂組成物を用いて形成される膜と基材との接着性を向上させるために、接着助剤を任意に感光性樹脂組成物に配合することができる。
 接着助剤としては、例えば、γ-アミノプロピルジメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメトキシメチル-3-ピペリジノプロピルシラン、ジエトキシ-3-グリシドキシプロピルメチルシラン、N-(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)スクシンイミド、N-〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕フタルアミド酸、ベンゾフェノン-3,3’-ビス(N-〔3-トリエトキシシリル〕プロピルアミド)-4,4’-ジカルボン酸、ベンゼン-1,4-ビス(N-〔3-トリエトキシシリル〕プロピルアミド)-2,5-ジカルボン酸、3-(トリエトキシシリル)プロピルスクシニックアンハイドライド、N-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、及びアルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系接着助剤等が挙げられる。
 これらの接着助剤のうちでは、接着力の点からシランカップリング剤を用いることがより好ましい。
 接着助剤の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、0.5質量部~25質量部の範囲が好ましい。
<<熱重合禁止剤>>
 実施の形態では、特に溶媒を含む溶液の状態での保存時の感光性樹脂組成物の粘度及び光感度の安定性を向上させるために、熱重合禁止剤を任意に配合することができる。
 熱重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、4-メトキシフェノール、N-ニトロソジフェニルアミン、p-tert-ブチルカテコール、フェノチアジン、N-フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、2-ニトロソ-5-(N-エチル-N-スルフォプロピルアミノ)フェノール、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N-ニトロソ-N(1-ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩等が用いられる。
 熱重合禁止剤の含有量としては、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、0.005質量部~12質量部の範囲が好ましい。
<<アゾール化合物>>
 例えば、銅又は銅合金から成る基板を用いる場合には、基板変色を抑制するためにアゾール化合物を任意に感光性樹脂組成物に配合することができる。
 アゾール化合物としては、例えば、1H-トリアゾール、5-メチル-1H-トリアゾール、5-エチル-1H-トリアゾール、4,5-ジメチル-1H-トリアゾール、5-フェニル-1H-トリアゾール、4-t-ブチル-5-フェニル-1H-トリアゾール、5-ヒドロキシフェニル-1H-トリアゾール、フェニルトリアゾール、p-エトキシフェニルトリアゾール、5-フェニル-1-(2-ジメチルアミノエチル)トリアゾール、5-ベンジル-1H-トリアゾール、ヒドロキシフェニルトリアゾール、1,5-ジメチルトリアゾール、4,5-ジエチル-1H-トリアゾール、1H-ベンゾトリアゾール、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α―ジメチルベンジル)フェニル]-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、4-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、1H-テトラゾール、5-メチル-1H-テトラゾール、5-フェニル-1H-テトラゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール、1-メチル-1H-テトラゾール等が挙げられる。特に好ましくは、トリルトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、4-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、及び5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾールが挙げられる。
 また、これらのアゾール化合物は、1種で用いても2種以上の混合物で用いてもよい。
 アゾール化合物の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、0.1質量部~20質量部であることが好ましく、光感度特性の観点から0.5質量部~5質量部であることがより好ましい。アゾール化合物の特定のポリイミド等100質量部に対する含有量が0.1質量部以上である場合には、感光性樹脂組成物を銅又は銅合金の上に形成したときに、銅又は銅合金表面の変色が抑制され、一方、20質量部以下である場合には、光感度に優れるため好ましい。
<<ヒンダードフェノール化合物>>
 実施の形態では、銅上の変色を抑制するためにヒンダードフェノール化合物を任意に感光性樹脂組成物に配合することができる。
 ヒンダードフェノール化合物としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,5-ジ-t-ブチル-ハイドロキノン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネ-ト、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、4,4’-チオ-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス〔3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6-ヘキサンジオール-ビス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、2,2-チオ-ジエチレンビス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、N,N’ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、ペンタエリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、1,3,5-トリス(3-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-4-イソプロピルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-s-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[4-(1-エチルプロピル)-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[4-トリエチルメチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(3-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-4-フェニルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,5,6-トリメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5-エチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-6-エチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-6-エチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5,6-ジエチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5‐エチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
 これらの中でも、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオンが特に好ましい。
 ヒンダードフェノール化合物の含有量は、特に限定されないが、特定のポリイミド等100質量部に対し、0.1質量部~20質量部であることが好ましく、光感度特性の観点から0.5質量部~10質量部であることがより好ましい。ヒンダードフェノール化合物の特定のポリイミド等100質量部に対する含有量が0.1質量部以上である場合、例えば銅又は銅合金の上に感光性樹脂組成物を形成した場合に、銅又は銅合金の変色・腐食が防止され、一方、20質量部以下である場合には光感度に優れるため好ましい。
 感光性樹脂組成物は、後述する硬化レリーフパターンの製造のためのネガ型感光性樹脂組成物として好適に用いることができる。
(樹脂膜)
 本発明の樹脂膜は、本発明の感光性樹脂組成物の塗布膜の焼成物である。
 塗布方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられている方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法等を用いることができる。
 焼成物を得る際の焼成の方法としては、例えば、ホットプレートによるもの、オーブンを用いるもの、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いるもの等種々の方法を選ぶことができる。焼成は、例えば、130℃~250℃で30分~5時間の条件で行うことができる。加熱硬化時の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。
 樹脂膜の厚みとしては、特に限定されないが、1μm~100μmが好ましく、2μm~50μmがより好ましい。
 樹脂膜は、例えば、絶縁膜である。
(感光性レジストフィルム)
 本発明の感光性樹脂組成物は、感光性レジストフィルム(所謂、ドライフィルムレジスト)に用いることができる。
 感光性レジストフィルムは、基材フィルムと、本発明の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂層(感光性樹脂膜)と、カバーフィルムとを有する。
 通常、基材フィルム上に、感光性樹脂層と、カバーフィルムとがこの順で積層されている。
 感光性レジストフィルムは、例えば、基材フィルム上に、感光性樹脂組成物を塗布し、乾燥させて感光性樹脂層を形成した後、その感光性樹脂層上にカバーフィルムを積層することにより製造できる。
 塗布方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられている方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法等を用いることができる。
 乾燥の方法としては、例えば、20℃~200℃で1分~1時間の条件が挙げられる。
 得られる感光性樹脂層の厚みとしては、特に限定されないが、1μm~100μmが好ましく、2μm~50μmがより好ましい。
 基材フィルムには、公知のものを使用でき、例えば熱可塑性樹脂フィルム等が用いられる。この熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステルが挙げられる。基材フィルムの厚みは、2μm~150μmが好ましい。
 カバーフィルムには、公知のものを使用でき、例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等が用いられる。カバーフィルムとしては、感光性樹脂層との接着力が基材フィルムよりも小さいフィルムが好ましい。カバーフィルムの厚みは、2μm~150μmが好ましく、2μm~100μmがより好ましく、5μm~50μmが特に好ましい。
 基材フィルムとカバーフィルムとは、同一のフィルム材料であってもよいし、異なるフィルムを用いてもよい。
(硬化レリーフパターン付き基板の製造方法)
 本発明の硬化レリーフパターン付き基板の製造方法は、
 (1)本発明に係る感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層(感光性樹脂膜)を該基板上に形成する工程と、
 (2)該感光性樹脂層を露光する工程と、
 (3)該露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程と、
 (4)該レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程と
を含む。
 以下、各工程について説明する。
 (1)本発明に係る感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を該基板上に形成する工程
 本工程では、本発明に係る感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、必要に応じて、その後に乾燥させて、感光性樹脂層を形成する。塗布方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられている方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法等を用いることができる。
 必要に応じて、感光性樹脂組成物から成る塗膜を乾燥させることができ、そして乾燥方法としては、例えば、風乾、オーブン又はホットプレートによる加熱乾燥、真空乾燥等の方法が用いられる。具体的には、風乾又は加熱乾燥を行う場合、20℃~200℃で1分~1時間の条件で乾燥を行うことができる。以上により基板上に感光性樹脂層を形成できる。
(2)感光性樹脂層を露光する工程
 本工程では、上記(1)工程で形成した感光性樹脂層を、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光装置を用いて、パターンを有するフォトマスク又はレチクルを介して又は直接に、紫外線光源等により露光する。
 露光の際に使用される光源としては、例えば、g線、h線、i線、ghi線ブロードバンド、及びKrFエキシマレーザーが挙げられる。露光量は25mJ/cm~2000mJ/cmが望ましい。
 この後、光感度の向上等の目的で、必要に応じて、任意の温度及び時間の組合せによる露光後ベーク(PEB)及び/又は現像前ベークを施してもよい。ベーク条件の範囲は、温度は50℃~200℃であることが好ましく、時間は10秒~600秒であることが好ましいが、感光性樹脂組成物の諸特性を阻害するものでない限り、この範囲に限らない。
(3)露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程
 本工程では、露光後の感光性樹脂層のうち未露光部を現像除去する。露光(照射)後の感光性樹脂層を現像する現像方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば、回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸漬法等の中から任意の方法を選択して使用することができる。また、現像の後、現像液を除去する目的でリンスを施してもよい。さらに、レリーフパターンの形状を調整する等の目的で、必要に応じて、任意の温度及び時間の組合せによる現像後ベークを施してもよい。
 現像に使用される現像液としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン等が好ましい。また、各溶媒を2種以上、例えば数種類組合せて用いることもできる。
 リンスに使用されるリンス液としては、現像液と混和し、感光性樹脂組成物に対して溶解性が低い有機溶媒が好ましい。リンス液としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、乳酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、トルエン、キシレン等が好ましい。また、各溶媒を2種以上、例えば数種類組合せて用いることもできる。
(4)レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程
 本工程では、上記現像により得られたレリーフパターンを加熱して硬化レリーフパターンに変換する。加熱硬化の方法としては、例えば、ホットプレートによるもの、オーブンを用いるもの、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いるもの等種々の方法を選ぶことができる。加熱は、例えば、130℃~250℃で30分~5時間の条件で行うことができる。加熱硬化時の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。
 硬化レリーフパターンの厚みとしては、特に限定されないが、1μm~100μmが好ましく、2μm~50μmがより好ましい。
(半導体装置)
 実施の形態では、半導体素子と該半導体素子の上部又は下部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置も提供される。硬化膜は、本発明の感光性樹脂組成物から形成される硬化レリーフパターンである。硬化レリーフパターンは、例えば、上述した硬化レリーフパターン付き基板の製造方法における工程(1)~(4)により得ることができる。
 また、本発明は、基板として半導体素子を用い、上述した硬化レリーフパターン付き基板の製造方法を工程の一部として含む半導体装置の製造方法にも適用できる。本発明の半導体装置は、硬化レリーフパターンを、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜等として形成し、既知の半導体装置の製造方法と組合せることで製造することができる。
(表示体装置)
 実施の形態では、表示体素子と該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、該硬化膜は上述の硬化レリーフパターンである表示体装置が提供される。ここで、当該硬化レリーフパターンは、当該表示体素子に直接接して積層されていてもよく、別の層を間に挟んで積層されていてもよい。例えば、該硬化膜として、TFT(Thin Film Transistor)液晶表示素子及びカラーフィルター素子の表面保護膜、絶縁膜、及び平坦化膜、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)型液晶表示装置用の突起、並びに有機EL(Electro-Luminescence)素子陰極用の隔壁を挙げることができる。
 本発明の感光性樹脂組成物は、上記のような半導体装置への適用の他、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、及び液晶配向膜等の用途にも有用である。
 次に実施例を挙げ本発明の内容を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 下記合成例及び比較合成例に示す化合物は下記に示すものである。
 BEM-S:3,5-ジアミノ安息香酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル(三星化学工業(株)製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 HFBAPP:2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 BAPP:2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 PRIAMINE[登録商標]1075:ダイマージアミン(クローダジャパン(株)製、ダイマージアミン含有量:97質量%以上)
 6FDA:4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 BPADA:4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ジフタル酸無水物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 BPF-PA:9,9-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二酸無水物(JFEケミカル(株)製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 BP-TME:p-ビフェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(本州化学工業(株)製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 TMPBP-TME:2,2’,3,3’,5,5’-ヘキサメチル-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイルビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-カルボキシレート)(本州化学工業(株)製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 H-BPDA:ドデカヒドロ-5,5’-ビ-2-ベンゾフラン-1,1’3,3’-テトロン(WeiHai Newera Kesence New Materials社製)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 下記合成例に示す重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、本明細書ではGPCと略称する)による測定結果である。測定には、GPC装置(HLC-8320GPC(東ソー(株)製))を用い、測定条件は以下の通りである。
 ・カラム:Shodex〔登録商標〕KD-805/Shodex〔登録商標〕KD-803(昭和電工(株)製)
 ・カラム温度:50℃
 ・流量:1mL/分
 ・溶離液:N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、臭化リチウム一水和物(30mM)/リン酸(30mM)/テトラヒドロフラン(1%)
 ・標準試料:ポリエチレンオキシド
 下記合成例に示す化学イミド化率は、核磁気共鳴装置(以下、本明細書ではNMRと略称する)による測定結果である。測定には、NMR装置(JNM-ECA500)(日本電子(株)製)を用い、測定条件は下記の通りである。
 ・測定温度:室温
 ・測定溶媒:重水素化ジメチルスルホキシド(DMSO-d6)または重水素化テトラヒドロフラン(THF-d8)
 尚、化学イミド化率はイミド化前後で変化しない構造に由来するプロトンを基準プロトンとし、このプロトンのピーク積算値と、9.5ppm~11.0ppm付近に現れるアミック酸のNH基に由来するプロトンピーク積算値とを用い以下の式によって算出した。
 化学イミド化率(%)=(1-α・x/y)×100
 上記式において、xはアミック酸のNH基由来のプロトンピーク積算値、yは基準プロトンのピーク積算値、αはポリアミック酸(イミド化率が0%)の場合におけるアミック酸のNH基プロトン1個に対する基準プロトンの個数割合である。
<合成例1> ポリアミック酸(P-1)の合成
 4口フラスコにBEM-S 2.79g(10.57mmol)、HFBAPP 5.48g(10.57mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)4.84g(9.06mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 39.40gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 7.54g(14.50mmol)、TMPBP-TME 9.34g(15.10mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 30.60gをフラスコ内に加え、室温で39時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は30,217であった。
<合成例2> ポリイミド(P-2)の合成
 4口フラスコにBEM-S 9.31g(35.23mmol)、HFBAPP 18.27g(35.23mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)16.14g(30.20mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 318.94gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 25.15g(48.32mmol)、TMPBP-TME 31.13g(50.33mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 31.13gをフラスコ内に加え、室温で66時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 333.33g、無水酢酸 30.82g、及びトリエチルアミン5.09gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。反応溶液にN-エチル-2-ピロリドン 428.57gを加えて希釈した後、この希釈溶液をメタノール中に滴下した。生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は28,492であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は99%であった。
<合成例3> ポリイミド(P-3)の合成
 4口フラスコにBPADA 15.72g(30.20mmol)、TMPBP-TME 18.68g(30.20mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 194.92gを加え、空気下、室温で撹拌して懸濁させた。さらに、BEM-S 5.59g(21.14mmol)、HFBAPP 10.33g(19.93mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)9.68g(18.12mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 145.08gをフラスコ内に加え、室温で36時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 200.00g、無水酢酸 18.49g、及びトリエチルアミン 3.06gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この反応溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は33,057であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は100%であった。
<合成例4> ポリイミド(P-4)の合成
 4口フラスコにBEM-S 2.95g(11.16mmol)、HFBAPP 11.57g(22.36mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)5.96g(11.16mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 138.94gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 13.47g(25.89mmol)、TMPBP-TME 11.04g(17.85mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 116.06gをフラスコ内に加え、室温で41時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 150.00g、無水酢酸 13.67g、及びトリエチルアミン 2.26gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。反応溶液にN-エチル-2-ピロリドン 192.86gを加えて希釈した後、この希釈溶液をメタノール中に滴下した。生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は28,304であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は99%であった。
<合成例5> ポリイミド(P-5)の合成
 4口フラスコにBPADA 9.51g(18.27mmol)、TMPBP-TME 11.30g(18.27mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 117.93gを加え、空気下、室温で撹拌して懸濁させた。さらに、BEM-S 3.38g(12.79mmol)、BAPP 4.95g(12.06mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)5.86g(10.96mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 80.40gをフラスコ内に加え、室温で36時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 116.67g、無水酢酸 11.19g、及びトリエチルアミン 1.85gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この反応溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は33,375であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は100%であった。
<合成例6> ポリイミド(P-6)の合成
 4口フラスコにBPF-PA 18.28g(28.45mmol)、TMPBP-TME 17.60g(28.45mmol)及びN-エチル-2-ピロリドン 203.32gを加え、空気下、室温で撹拌して懸濁させた。さらに、BEM-S 5.26g(19.91mmol)、HFBAPP 9.73g(18.78mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)9.12g(17.05mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 136.68gをフラスコ内に加え、室温で36時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 200.00g、無水酢酸 17.42g、及びトリエチルアミン 2.88gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この反応溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は28,469であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は100%であった。
<合成例7> ポリイミド(P-7)の合成
 4口フラスコにBEM-S 4.33g(16.39mmol)、HFBAPP 8.50g(16.39mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)7.51g(14.05mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 139.73gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 6.83g(13.12mmol)、TMPBP-TME 11.59g(18.74mmol)、6FDA 6.24g(14.05mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 115.27gをフラスコ内に加え、室温で41時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 150.00g、無水酢酸16.55g、及びトリエチルアミン 2.75gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。反応溶液にN-エチル-2-ピロリドン 192.86gを加えて希釈した後、この希釈溶液をメタノール中に滴下した。生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は26,612であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は99%であった。
<合成例8> ポリイミド(P-8)の合成
 4口フラスコにBEM-S 6.94g(26.3mmol)、HFBAPP 4.09g(7.90mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:206mgKOH/g)9.82g(18.4mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 93.2gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 14.49g(27.8mmol)、BP-TME 4.21g(7.9mmol)、6FDA 7.00g(15.8mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 46.6gをフラスコ内に加え、室温で20時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、このポリアミック酸溶液 186g、N-エチル-2-ピロリドン 279g、無水酢酸 16.1g、及びトリエチルアミン 2.66gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この希釈溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をろ過後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は21,789であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は100%であった。
<合成例9> ポリイミド(P-9)の合成
 4口フラスコにBEM-S 6.94g(26.3mmol)、HFBAPP 4.09g(7.90mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:206mgKOH/g)9.82g(18.4mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 93.2gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 10.39g(20.0mmol)、BP-TME 8.421g(15.9mmol)、6FDA 7.00g(15.8mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 46.7gをフラスコ内に加え、室温で20時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、このポリアミック酸溶液 187g、N-エチル-2-ピロリドン 280g、無水酢酸 16.1g、及びトリエチルアミン 2.66gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この希釈溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をろ過後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は19,921であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は99%であった。
<合成例10> ポリイミド(P-13)の合成
 4口フラスコにBEM-S 4.25g(16.07mmol)、HFBAPP 7.86g(15.15mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:208mgKOH/g)7.93g(14.69mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 113.50gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 6.69g(12.86mmol)、TMPBP-TME 14.20g(22.96mmol)、6FDA 4.08g(9.18mmol)、無水マレイン酸 0.23g(2.30mmol)及びN-エチル-2-ピロリドン 141.50gをフラスコ内に加え、50℃で23時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 150.11g、無水酢酸 14.06g、及びトリエチルアミン 2.32gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。反応溶液にN-エチル-2-ピロリドン 193.00gを加えて希釈した後、この希釈溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は19,467であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は100%であった。
<合成例11> ポリイミド(P-14)の合成
 4口フラスコにBEM-S 4.50g(17.10mmol)、HFBAPP 8.36g(16.12mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:208mgKOH/g)8.43g(15.63mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 120.74gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 7.12g(13.68mmol)、TMPBP-TME 12.09g(19.54mmol)、H-BPDA 4.49g(14.65mmol)、無水マレイン酸 0.24g(2.44mmol)及びN-エチル-2-ピロリドン 134.26gをフラスコ内に加え、50℃で23時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 150.12g、無水酢酸 14.96g、及びトリエチルアミン 2.47gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。反応溶液にN-エチル-2-ピロリドン 193.01gを加えて希釈した後、この希釈溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は15,662であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は100%であった。
<比較合成例1> ポリイミド(P-10)の合成
 4口フラスコにBEM-S 8.28g(31.33mmol)、HFBAPP 16.24g(31.33mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:210mgKOH/g)14.35g(26.85mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 204.50gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 22.36g(42.97mmol)、BPF-PA 28.76g(44.76mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 155.50gをフラスコ内に加え、室温で44時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 450.00g、無水酢酸 27.41g、及びトリエチルアミン 4.53gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この反応溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は15,063であり、NMR(DMSO-d6)による化学イミド化率は98%であった。
<比較合成例2> ポリイミド(P-11)の合成
 4口フラスコにBEM-S 5.50g(20.81mmol)、HFBAPP 10.79g(20.81mmol)、PRIAMINE[登録商標]1075(アミン価:206mgKOH/g)9.71g(17.84mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 151.4gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 14.86g(28.54mmol)、6FDA 13.21g(29.73mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 64.9gをフラスコ内に加え、室温で20時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、このポリアミック酸溶液 250g、N-エチル-2-ピロリドン 250g、無水酢酸 16.8g、及びトリエチルアミン 2.78gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。この希釈溶液をメタノール中に滴下し、生じた沈殿物をろ過後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は22,710であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は99%であった。
<比較合成例3> ポリイミド(P-12)の合成
 4口フラスコにBEM-S 2.81g(10.62mmol)、HFBAPP 10.23g(19.72mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 96.15gを加え、空気下、室温で撹拌して溶解させた。さらに、BPADA 7.58g(14.57mmol)、TMPBP-TME 9.39g(15.17mmol)、及びN-エチル-2-ピロリドン 73.85gをフラスコ内に加え、室温で39時間撹拌することでポリアミック酸溶液を得た。次に、N-エチル-2-ピロリドン 100.00g、無水酢酸 9.29g、及びトリエチルアミン 1.54gをフラスコ内に加え、60℃で3時間撹拌することで化学イミド化を行った。反応溶液にN-エチル-2-ピロリドン 128.57gを加えて希釈し、この希釈溶液をメタノール中に滴下した。生じた沈殿物をメタノールで洗浄後、60℃で減圧乾燥することでポリイミド粉末を得た。GPCによる重量平均分子量(Mw)は44,173であり、NMR(THF-d8)による化学イミド化率は99%であった。
 実施例及び比較例に示す化合物は下記に示すものである。
 ・NKエステル A-DOD-N:1,10-デカンジオールジアクリレート(新中村化学工業(株)製)
 ・IRGACURE[登録商標]OXE01:1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)](BASFジャパン(株)製)
 ・IRGANOX[登録商標]3114:(1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン(BASFジャパン(株)製)
 ・KBM-5103:3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製)
<実施例1>
 合成例1で得られたポリアミック酸(P-1)を含む溶液(固形分濃度:28質量%)33.18g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 0.93g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.19g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.28g、KBM-5103 0.19g、及びシクロペンタノン 10.24gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例2>
 合成例2で得られたポリイミド(P-2)12.05g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 2.41g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.24g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.36g、KBM-5103 0.24g、N-エチル-2-ピロリドン 20.79g、及びシクロペンタノン 8.91gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例3>
 合成例2で得られたポリイミド(P-2)12.69g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.27g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.25g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.38g、KBM-5103 0.25g、N-エチル-2-ピロリドン 21.11g、及びシクロペンタノン 9.05gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例4>
 合成例2で得られたポリイミド(P-2)12.69g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.27g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.25g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.38g、KBM-5103 0.25g、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド 21.11g、及びシクロペンタノン 9.05gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例5>
 合成例3で得られたポリイミド(P-3)11.69g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.17g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.23g、IRGANOX[登録商標]3114 0.18g、KBM-5103 0.23g、N-エチル-2-ピロリドン 22.05g、及びシクロペンタノン 9.45gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例6>
 合成例4で得られたポリイミド(P-4)11.92g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.19g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.24g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.36g、KBM-5103 0.24g、N-エチル-2-ピロリドン 9.32g、及びシクロペンタノン 21.74gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例7>
 合成例5で得られたポリイミド(P-5)12.69g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.27g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.25g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.38g、KBM-5103 0.25g、N-エチル-2-ピロリドン 21.11g、及びシクロペンタノン 9.05gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例8>
 合成例5で得られたポリイミド(P-5)12.86g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.29g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.26g、IRGANOX[登録商標]3114 0.19g、KBM-5103 0.26g、N-エチル-2-ピロリドン 21.11g、及びシクロペンタノン 9.05gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例9>
 合成例6で得られたポリイミド(P-6)11.69g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.17g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.23g、IRGANOX[登録商標]3114 0.18g、KBM-5103 0.23g、N-エチル-2-ピロリドン 22.05g、及びシクロペンタノン 9.45gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例10>
 合成例7で得られたポリイミド(P-7)12.88g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.29g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.26g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.39g、KBM-5103 0.26g、N-エチル-2-ピロリドン 8.98g、及びシクロペンタノン 20.95gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例11>
 合成例8で得られたポリイミド(P-8)9.65g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.93g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.19g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.29g、KBM-5103 0.19g、N-エチル-2-ピロリドン 15.93g、及びシクロペンタノン 6.83gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例12>
 合成例9で得られたポリイミド(P-9)9.65g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.93g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.19g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.29g、KBM-5103 0.19g、N-エチル-2-ピロリドン 15.93g、及びシクロペンタノン 6.83gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例13>
 合成例10で得られたポリイミド(P-13)9.80g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.47g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.39g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.15g、KBM-5103 0.20g、N-エチル-2-ピロリドン 8.40g、γーブチロラクトン 11.20g及びシクロヘキサノン 8.40gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<実施例14>
 合成例11で得られたポリイミド(P-14)9.80g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.47g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.39g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.15g、KBM-5103 0.20g、N-エチル-2-ピロリドン 8.40g、γーブチロラクトン 11.20g及びシクロヘキサノン 8.40gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<比較例1>
 比較合成例1で得られたポリイミド(P-10)15.38g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 1.54g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.31g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.46g、KBM-5103 0.31g、N-エチル-2-ピロリドン 18.90g、及びシクロペンタノン 8.10gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<比較例2>
 比較合成例2で得られたポリイミド(P-11)37.38g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 5.61g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.75g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 1.12g、KBM-5103 0.75g、N-エチル-2-ピロリドン 22.32g、及びシクロペンタノン 52.08gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
<比較例3>
 比較合成例3で得られたポリイミド(P-12)9.62g、架橋剤としてNKエステル A-DOD-N 0.96g、光ラジカル開始剤としてIRGACURE[登録商標]OXE01 0.19g、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール 0.46g、KBM-5103 0.29g、N-エチル-2-ピロリドン 23.63g、及びシクロペンタノン 10.13gを混合して溶解させた後、孔径5μmのポリプロピレン製フィルターを用いてろ過することで、ネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
〔感光性評価〕
 実施例1乃至実施例14及び比較例3で調製したネガ型感光性樹脂組成物を8インチシリコンウェハ上にスピンコーター(CLEAN TRACK ACT-8、東京エレクトロン(株)製)を用いて塗布後、115℃、270秒間焼成することで、ウェハ上に膜厚約25μmの感光性樹脂膜を形成した。得られた感光性樹脂膜上にi線ステッパー(NSR-2205i12D、ニコン(株)製)を用いて7mm角の露光パターン(露光量:300mJ/cm)を作成した。露光後、自動現像装置(AD-1200、ミカサ(株)製)を用い、現像液としてシクロペンタノンでスプレー現像し、リンス液としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)でスプレーリンスした。尚、シクロペンタノンによる現像時間は未露光部(0mJ/cm)において未露光部が完全に現像されるまでの時間とし、PGMEAによるリンス時間は10秒間とした。成膜直後の膜厚と未露光部及び露光部(300mJ/cm)における現像後の膜厚を干渉膜厚計(ラムダエースVM-2110、SCREEN(株)製)を用いて測定することによって、露光部において現像されずに残存した膜厚の割合(残膜率(%))を以下の式によって算出した。
 残膜率(%)=[(未露光部の膜厚)または(露光部の膜厚)]/(成膜直後の膜厚)×100
 すなわち、残膜率が80%であれば、現像後の膜厚は成膜直後の膜厚の80%が現像されずに残存していることを意味している。現像時間及び現像後残膜率の測定結果を表1に示す。
〔電気特性評価〕
 実施例1乃至実施例14及び比較例3で調製したネガ型感光性樹脂組成物を20μm厚のアルミニウム箔を被覆させた4インチシリコンウェハ上にスピンコートし、ホットプレート上で115℃、270秒間焼成することで、アルミニウム箔上に約25μmの感光性樹脂膜を形成した。得られた感光性樹脂膜上にi線アライナー(PLA-501、キヤノン(株)製)を用いて、ウェハ上に500mJ/cmで全面露光した後、高温クリーンオーブン(CLH-21CD(V)-S、光洋サーモシステム(株))を用いて、窒素雰囲気中、230℃、2時間焼成した。さらに、焼成したアルミニウム箔を6N塩酸に浸漬し、アルミニウム箔を溶解させることで、フィルムを得た。得られたフィルムを乾燥させ、60GHzにおける誘電正接を、スプリットシリンダー共振器を用いて測定した。誘電正接の測定条件は以下の通りである。
 ・測定方法:スプリットシリンダー共振器
 ・ベクトルネットワークアナライザー:FieldFox N9926A(キーサイト・テクノロジーズ(株)製)
 ・共振器:CR-760(EMラボ(株)製)
 ・測定周波数:約60GHz
 フィルムの60GHzにおける誘電正接の測定結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
 表1の結果から、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物は、現像後に未露光部の感光性樹脂膜は全て現像され、露光部の感光性樹脂膜は殆ど現像されなかった。よって、露光部と未露光部で明瞭な溶解コントラストが得られており、シクロペンタノンのような有機溶媒を用いて現像を行うレリーフパターン作成プロセス用のネガ型感光性樹脂組成物として適用できる。
 さらに、比較例3のネガ型感光性樹脂組成物から得られた感光性樹脂膜は、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物から得られた感光性樹脂膜と比較してシクロペンタノンによる現像時間が長かった。すなわち、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物から得られた感光性樹脂膜は現像液に対する溶解性が高く、現像工程に係る現像時間の短縮や使用する現像液の削減に有効である。
 また、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物から得られたフィルムは、比較例3よりも60GHzにおける誘電正接が低い値を示した。
〔熱機械特性評価〕
 実施例1乃至実施例14、比較例1及び比較例2で調製したネガ型感光性樹脂組成物を100nm厚のアルミニウムウェハ上にスピンコートし、ホットプレート上で115℃、270秒間焼成することで、アルミニウムウェハ上に約25μmの感光性樹脂膜を形成した。得られた感光性樹脂膜上にi線アライナー(PLA-501、キヤノン(株)製)を用いて、ウェハ上に500mJ/cmで全面露光した後、高温クリーンオーブン(CLH-21CD(V)-S、光洋サーモシステム(株))を用いて、窒素雰囲気中、230℃、2時間焼成した。さらに、ダイシングソー(DAD323、(株)ディスコ製)を用いて、感光性樹脂膜を幅5mm間隔でカットした後、このアルミニウムウェハを6N塩酸に浸漬し、アルミニウムを溶解させることで、幅5mmのフィルムを得た。次に、卓上形精密万能試験機(オートグラフAGS-10kNX、(株)島津製作所製)を用いて、得られたフィルムの破断強度を測定した。破断強度の測定条件は以下の通りである。
 ・卓上形精密万能試験機:オートグラフAGS-10kNX((株)島津製作所製)
 ・フィルム幅:5mm
 ・つかみ具間距離:25mm
 フィルムの破断強度の測定結果を表2に示す。
〔耐薬品性評価〕
 実施例1乃至実施例14、比較例1及び比較例2で調製したネガ型感光性樹脂組成物を8インチシリコンウェハ上にスピンコーター(CLEAN TRACK ACT-8、東京エレクトロン(株)製)を用いて塗布後、115℃、270秒間焼成することで、ウェハ上に膜厚約25μmの感光性樹脂膜を形成した。得られた感光性樹脂膜上にi線ステッパー(NSR-2205i12D、ニコン(株)製)を用いて20mm角の露光パターン(露光量:500mJ/cm)を作成した。露光後、自動現像装置(AD-1200、ミカサ(株)製)を用い、現像液としてシクロペンタノンでスプレー現像し、リンス液としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)でスプレーリンスした。尚、シクロペンタノンによる現像時間は未露光部が完全に現像されるまでの時間とし、PGMEAによるリンス時間は10秒間とした。次に、高温クリーンオーブン(CLH-21CD(V)-S、光洋サーモシステム(株))を用いて、窒素雰囲気中、230℃、2時間焼成した。得られた焼成後のパターン付き基板をアセトン、またはN-メチルピロリドン(NMP)に室温、15分間浸漬させた後、純水でリンスし、100℃、30秒間焼成した。パターンを目視で観察することで、パターン上に発生する剥離やクラックの有無を判定した。耐薬品性の測定結果を表2に示す。尚、剥離やクラックが発生した場合を「不良」、発生しなかった場合を「良好」とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
 表2の結果から、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物から得られたフィルムは、比較例1及び比較例2のネガ型感光性樹脂組成物から得られたフィルムよりも破断強度が高く、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物から得られたパターンは、比較例1及び比較例2のネガ型感光性樹脂組成物から得られたパターンよりも優れた耐薬品性を示した。
 すなわち、実施例1乃至実施例14のネガ型感光性樹脂組成物はレリーフパターンの作成が可能であるだけでなく、誘電正接が低く、さらに高い破断強度や耐薬品性を同時に有するため、優れた電気特性や機械特性を必要とする電子材料の製造に好適に用いることができる。

 

Claims (21)

  1.  以下のポリイミド(1)、以下のポリアミック酸(2)、及び以下のポリアミック酸エステル(3)の少なくともいずれかと、溶媒とを含む感光性樹脂組成物。
     ポリイミド(1):下記式(1-a)、下記式(1-b)及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリイミド。
     ポリアミック酸(2):下記式(2)、下記式(1-b)、及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリアミック酸。
     ポリアミック酸エステル(3):以下のポリアミック酸エステル(3a)~(3c)の少なくともいずれか。
      ポリアミック酸エステル(3a):下記式(3-a)、及び下記式(1-b)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステル。
      ポリアミック酸エステル(3b):下記式(3-b)、下記式(1-b)、及び下記式(1-c)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステル。
      ポリアミック酸エステル(3c):下記式(3-b)、下記式(3-c)、及び下記式(1-b)で表される構造単位を有するポリアミック酸エステル。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(1-a)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。
     式(1-b)中、Xは炭素原子数10~60の2価の脂肪族炭化水素基を表す。
     式(1-c)中、Yは光重合性基を有する2価の芳香族基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式(2)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    [式(3-a)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表し、L、及びLはそれぞれ独立して光重合性基を有する1価の有機基を表す。
     式(3-b)中、Arはエステル結合及び3つ以上の芳香族環を有する4価の有機基を表し、R、及びRはそれぞれ独立して1価の有機基を表す。
     式(3-c)中、Arは4価の有機基を表し、L、及びLはそれぞれ独立して光重合性基を有する1価の有機基を表す。]
  2.  前記ポリイミド(1)がジアミン成分とテトラカルボン酸誘導体との反応生成物であるポリアミック酸のイミド化物である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3.  前記式(1-a)中のAr、前記式(2)中のAr、前記式(3-a)中のAr及び前記式(3-b)中のArが下記式(4)で表される4価の有機基を表す請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式(4)中、Zは下記式(5-a)、下記式(5-b)又は下記式(5-c)で表される2価の有機基を表す。*は結合手を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [式(5-a)中、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、mは0~4の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
     式(5-b)中、Zは直接結合、又は下記式(6-a)若しくは下記式(6-b)で表される2価の有機基を表し、R及びRはそれぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、m及びmはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
     式(5-c)中、Rは炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数1~6のアルコキシ基を表し、mは0~6の整数を表す。mが2以上の時、Rは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
     *は結合手を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    [式(6-a)中、R、及びRはそれぞれ独立に水素原子、又はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキル基を表す。
     式(6-b)中、R、及びR10はそれぞれ独立に置換されていてもよい炭素原子数1~6のアルキレン基又は置換されていてもよい炭素原子数6~12のアリーレン基を表す。
     *は結合手を表す。]
  4.  前記式(1-b)中、Xが下記式(7)で表される2価の有機基を表す請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [式(7)中、R11、及びR12はそれぞれ独立に炭素原子数3~20のアルキレン基又は炭素原子数3~20のアルケニレン基を表し、Qは直接結合、又は下記式(8-a)若しくは下記式(8-b)で表される2価の有機基を表し、*は結合手を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    [式(8-a)中、R13は炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルケニル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2以上の時、R13は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
     式(8-b)中、R14は炭素原子数1~20のアルキル基又は炭素原子数2~20のアルケニル基を表し、nは0~4の整数を表す。nが2以上の時、R14は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
     *は結合手を表す。]
  5.  前記式(1-c)中、Yが下記式(9-a)で表される2価の有機基を表し、
     前記式(3-a)中、L及びLがそれぞれ独立して下記式(9-b)で表される1価の有機基を表し、
     前記式(3-c)中、L及びLがそれぞれ独立して下記式(9-b)で表される1価の有機基を表す、
     請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    [式(9-a)中、Vは直接結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、又はウレア結合を表し、Wは酸素原子又はNH基を表し、R15は直接結合、又は水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基を表し、R16は水素原子又はメチル基を表し、*は結合手を表す。]
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    [式(9-b)中、Wは酸素原子又はNH基を表し、R17は直接結合、又は水酸基で置換されていてもよい炭素原子数2~6のアルキレン基を表し、R18は水素原子又はメチル基を表し、*は結合手を表す。]
  6.  前記式(4)におけるZが前記式(5-b)で表される2価の有機基を表す請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  7.  前記式(5-b)におけるZが直接結合を表し、R及びRがメチル基を表す請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  8.  前記式(1-b)におけるXがダイマー脂肪酸ジアミンから2つのアミノ基を除いた残基である請求項4に記載の感光性樹脂組成物。
  9.  前記式(9-a)におけるVがエステル結合を表し、さらにWが酸素原子を表す請求項5に記載の感光性樹脂組成物。
  10.  前記式(9-a)におけるR15が1,2-エチレン基を表す請求項5に記載の感光性樹脂組成物。
  11.  さらに光ラジカル重合開始剤を含む請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  12.  さらに架橋性化合物を含む請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  13.  絶縁膜形成用である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  14.  ネガ型感光性樹脂組成物である請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  15.  請求項1から14のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の塗布膜の焼成物である樹脂膜。
  16.  絶縁膜である請求項15に記載の樹脂膜。
  17.  基材フィルムと、請求項1から14のいずれかに記載の感光性樹脂組成物から形成される感光性樹脂層と、カバーフィルムとを有する感光性レジストフィルム。
  18.  (1)請求項1から14のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を該基板上に形成する工程と、
     (2)該感光性樹脂層を露光する工程と、
     (3)該露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程と、
     (4)該レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程と、
    を含む、硬化レリーフパターン付き基板の製造方法。
  19.  前記現像に用いられる現像液が有機溶媒である請求項18に記載の硬化レリーフパターン付き基板の製造方法。
  20.  請求項18に記載の方法により製造された硬化レリーフパターン付き基板。
  21.  半導体素子と該半導体素子の上部又は下部に設けられた硬化膜とを備える半導体装置であって、該硬化膜は請求項1から14のいずれかに記載の感光性樹脂組成物から形成される硬化レリーフパターンである半導体装置。

     
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