JP6808928B2 - Photosensitive resin composition - Google Patents
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Description
本発明は感光性樹脂組成物に関する。詳しくは、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁層などに適した、紫外線露光部分がアルカリ現像液に溶解するポジ型感光性樹脂組成物、およびこれを用いた電子部品に関する。 The present invention relates to a photosensitive resin composition. Specifically, a positive photosensitive resin composition in which an ultraviolet-exposed portion dissolves in an alkaline developer, which is suitable for a surface protective film of a semiconductor element, an interlayer insulating film, an insulating layer of an organic electric field light emitting element, etc., and an electron using the same. Regarding parts.
ポリイミドやポリベンゾオキサゾールなどの樹脂は、優れた耐熱性、電気絶縁性を有することから、LSI(Large Scale Integration)をはじめとする半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜などに用いられてきた。最近では、有機EL素子の絶縁膜やTFT基板の平坦化膜などにも使用されている(特許文献1)。 Resins such as polyimide and polybenzoxazole have excellent heat resistance and electrical insulating properties, and have been used as surface protective films and interlayer insulating films for semiconductor devices such as LSI (Large Scale Integration). Recently, it has also been used as an insulating film for organic EL elements and a flattening film for TFT substrates (Patent Document 1).
これらの用途において、絶縁膜や平坦化膜などと基盤との接着性が不十分の場合は、その箇所が剥離し、絶縁膜や平坦化膜としての役割を果たさず、問題となる。 In these applications, if the adhesiveness between the insulating film or the flattening film and the substrate is insufficient, the portion is peeled off and does not play the role of the insulating film or the flattening film, which causes a problem.
絶縁膜や平坦化膜と基盤との接着性を向上させるに際し、基盤がシリコンやチッ化膜等である場合には、有機ケイ素化合物を用いることにより、改善できることは知られている。 It is known that when the adhesiveness between the insulating film or the flattening film and the substrate is improved, if the substrate is silicon, a chipped film or the like, it can be improved by using an organosilicon compound.
しかし、上記の方法では、再配線用途で使用される銅や、透明電極として有機EL素子等に使用される酸化インジウムスズ(以下ITO)等の金属と高い接着性を得ることは難 しかった。 However, with the above method, it was difficult to obtain high adhesiveness to copper used for rewiring and metals such as indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO) used for organic EL devices as transparent electrodes.
このため、複素環含有化合物を添加することで金属との接着性を向上させる検討が進められている(特許文献2または3)。 Therefore, studies are underway to improve the adhesiveness with a metal by adding a heterocyclic compound (Patent Document 2 or 3).
しかしながら、複素環含有化合物を含む感光性樹脂組成物を用いて有機EL素子を作製した場合、有機EL素子を長時間発光させると複素環有機化合物が分解し、ガスが発生する。そしてそのガスにより有機EL素子の発光効率が低下するという問題があった。 However, when an organic EL element is produced using a photosensitive resin composition containing a heterocyclic compound, the heterocyclic organic compound is decomposed and gas is generated when the organic EL element is made to emit light for a long time. Then, there is a problem that the luminous efficiency of the organic EL element is lowered by the gas.
本発明は、上記問題点を鑑み、有機EL素子によく用いられる金属であるITOとの接着性と、EL素子を作製したときの発光効率低下を抑制することができる感光性樹脂組成物を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a photosensitive resin composition capable of suppressing adhesion to ITO, which is a metal often used for organic EL devices, and reduction in luminous efficiency when the EL device is manufactured. To do.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
すなわち、(a)一般式(1)または(2)で表される構造のうち少なくともいずれかを有する重量平均分子量2,000以上100,000以下のポリマー、(b)一般式(3)で表される分子量300以下の化合物、および(c)キノンジアジド化合物を含有し、
前記(b)化合物の含有量が(a)ポリマー100質量部に対して、0.01質量部以上0.1質量部以下であることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物である。
That is, (a) a polymer having at least one of the structures represented by the general formula (1) or (2) and having a weight average molecular weight of 2,000 or more and 100,000 or less, (b) represented by the general formula (3 ). molecular weight of 300 or less of the compounds, and (c) containing a quinonediazide compound,
The positive photosensitive resin composition is characterized in that the content of the compound (b) is 0.01 part by mass or more and 0.1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer (a).
(一般式(1)中、R1は炭素数2以上の2〜8価の有機基、R2は炭素数2以上の2〜6価の有機基、R3は水素または炭素数1〜20までの有機基を示す。mは0〜4の整数を示す。pおよびqは0〜4の整数を示し、p+q>0である。) (In the general formula (1), R 1 is a 2 to 8 valent organic group having 2 or more carbon atoms, R 2 is a 2 to 6 valent organic group having 2 or more carbon atoms, and R 3 is hydrogen or 1 to 20 carbon atoms. Indicates an organic group up to. M indicates an integer of 0 to 4. p and q indicate an integer of 0 to 4, and p + q> 0.)
(一般式(2)中、R4は炭素数2以上の4〜8価の有機基を示す。R5は炭素数2以上の2〜6価の有機基を示す。rおよびsはそれぞれ0〜4の整数を示す。) (In the general formula (2), R 4 represents a 4- to 8-valent organic group having 2 or more carbon atoms. R 5 represents a 2- to 6-valent organic group having 2 or more carbon atoms. R and s are 0, respectively. Indicates an integer of ~ 4.
(一般式(3)中、R6およびR7はそれぞれ独立に1〜4価の有機基を示す。) (In the general formula (3), R 6 and R 7 each independently represent a 1- to 4-valent organic group.)
本発明によれば、ITO(酸化インジウムスズ)との接着とEL素子を作製したときの発光効率低下を抑制することができるポジ型感光性樹脂組成物を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a positive photosensitive resin composition capable of suppressing adhesion to ITO (indium tin oxide) and reduction in luminous efficiency when an EL element is manufactured.
本発明のポリマーは、(a)前記一般式(1)または一般式(2)で表される構造単位のうちすくなくともいずれかを有する。ポリマー全体に対する(a)構造単位の含有量は、耐熱性が向上するため50モル%以上が好ましく、70モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましい。 The polymer of the present invention has (a) at least one of the structural units represented by the general formula (1) or the general formula (2). The content of the structural unit (a) with respect to the entire polymer is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more because the heat resistance is improved.
(a)構造単位は、一般式(1)または(2)のいずれかの構造単位単独で構成されていても、一般式(1)および(2)の両方の構造単位で構成されていてもかまわない。 (A) The structural unit may be composed of either the structural unit of the general formula (1) or (2) alone, or may be composed of both the structural units of the general formulas (1) and (2). It doesn't matter.
一般式(1)で示される構造単位は、加熱あるいは適当な触媒により、イミド環、オキサゾール環、その他の環状構造を有するポリマーとなり得るものである。一般式(1)で示される構造単位は、ポリイミド前駆体のポリアミド酸もしくはポリアミド酸エステル、またはポリベンゾオキサゾール前駆体のポリヒドロキシアミドであることが好ましい。これらは、加熱後環状構造となることで、耐熱性、耐溶剤性が飛躍的に向上するためである。 The structural unit represented by the general formula (1) can be a polymer having an imide ring, an oxazole ring, or another cyclic structure by heating or a suitable catalyst. The structural unit represented by the general formula (1) is preferably a polyamic acid or polyamic acid ester of the polyimide precursor, or a polyhydroxyamide of the polybenzoxazole precursor. This is because the cyclic structure after heating dramatically improves heat resistance and solvent resistance.
一般式(1)中のR1は、酸の構造成分を表しており、炭素数2以上の2〜8価の有機基を示す。具体的には、以下の酸の成分を使用することが好ましいがこれに限定されない。 R 1 in the general formula (1) represents a structural component of an acid, and represents a 2- to 8-valent organic group having 2 or more carbon atoms. Specifically, it is preferable, but not limited to, the following acid components are used.
2価となる酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ビス(カルボキシフェニル)プロパンなどの芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸などを挙げることができる。 Examples of the divalent acid include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid and bis (carboxyphenyl) propane, and aliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid and adipic acid. be able to.
3価となる酸としては、トリメリット酸、トリメシン酸などのトリカルボン酸などを挙げることができる。 Examples of the trivalent acid include tricarboxylic acids such as trimellitic acid and trimesic acid.
4価以上となる酸としてはピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピリジンテトラカルボン酸、ペリレンテトラカルボン酸などのテトラカルボン酸や、そのカルボキシル基2個をメチル基やエチル基としたジエステル化合物、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族テトラカルボン酸や、そのカルボキシル基2個をメチル基やエチル基としたジエステル化合物を挙げることができる。 Tetras having a tetravalent or higher valence include pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, biphenyltetracarboxylic acid, diphenyl ether tetracarboxylic acid, diphenylsulfonetetracarboxylic acid, naphthalenetetracarboxylic acid, pyridinetetracarboxylic acid, perylenetetracarboxylic acid and the like. Carboxylic acid, diester compounds with two carboxyl groups as methyl or ethyl groups, aliphatic tetracarboxylic acids such as butanetetracarboxylic acid and cyclopentanetetracarboxylic acid, and two carboxyl groups thereof as methyl and ethyl groups. The above-mentioned diester compound can be mentioned.
また、ヒドロキシフタル酸、ヒドロキシトリメリット酸などの水酸基を有する酸も挙げることができる。これら酸成分は単独でも2種以上併用しても構わないが、テトラカルボン酸を1〜40モル%含むことが好ましい。また、アルカリ現像液に対する溶解性や感光性の観点から、水酸基を有する酸成分を50モル%以上用いることが好ましく、70モル%以上がより好ましい。 Further, an acid having a hydroxyl group such as hydroxyphthalic acid and hydroxytrimellitic acid can also be mentioned. These acid components may be used alone or in combination of two or more, but preferably contain 1 to 40 mol% of tetracarboxylic acid. Further, from the viewpoint of solubility in an alkaline developer and photosensitivity, it is preferable to use 50 mol% or more of the acid component having a hydroxyl group, and more preferably 70 mol% or more.
一般式(2)で示される構造単位は、イミド環をもつものである。 The structural unit represented by the general formula (2) has an imide ring.
上記一般式(2)中のR4は、酸の構造成分を表しており、炭素数2以上の4〜8価の有機基を示す。具体的には以下の4価以上となる酸の成分を使用することが好ましいがこれに限定されない。 R 4 in the general formula (2) represents a structural component of an acid, and represents a 4- to 8-valent organic group having 2 or more carbon atoms. Specifically, it is preferable to use the following acid components having a tetravalent value or higher, but the present invention is not limited to this.
4価以上となる酸としてはピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピリジンテトラカルボン酸、ペリレンテトラカルボン酸などのテトラカルボン酸や、そのカルボキシル基2個をメチル基やエチル基としたジエステル化合物、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸などの脂肪族テトラカルボン酸や、そのカルボキシル基2個をメチル基やエチル基としたジエステル化合物を挙げることができる。これら酸成分は単独でも2種以上併用しても構わないが、テトラカルボン酸を1〜40モル%含むことが好ましい。また、アルカリ現像液に対する溶解性や感光性の観点から、水酸基を有する酸成分を50モル%以上用いることが好ましく、70モル%以上がより好ましい
一般式(1)中のR1は、耐熱性の面から芳香族環を含有し、炭素数6〜30の3価または4価の有機基であることが好ましい。
Tetras having a tetravalent or higher valence include pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, biphenyltetracarboxylic acid, diphenyl ether tetracarboxylic acid, diphenylsulfonetetracarboxylic acid, naphthalenetetracarboxylic acid, pyridinetetracarboxylic acid, perylenetetracarboxylic acid and the like. Carboxylic acid, diester compounds with two carboxyl groups as methyl or ethyl groups, aliphatic tetracarboxylic acids such as butanetetracarboxylic acid and cyclopentanetetracarboxylic acid, and two carboxyl groups thereof as methyl and ethyl groups. The above-mentioned diester compound can be mentioned. These acid components may be used alone or in combination of two or more, but preferably contain 1 to 40 mol% of tetracarboxylic acid. Further, from the viewpoint of solubility in an alkaline developer and photosensitivity, it is preferable to use 50 mol% or more of the acid component having a hydroxyl group, more preferably 70 mol% or more. R 1 in the general formula (1) has heat resistance. In terms of the above, it is preferably a trivalent or tetravalent organic group containing an aromatic ring and having 6 to 30 carbon atoms.
具体的には、一般式(1)中のR1(COOR3)m(OH)pは、一般式(6)で示されることが好ましい。 Specifically, R 1 (COOR 3 ) m (OH) p in the general formula (1) is preferably represented by the general formula (6).
(一般式(5)中、R10およびR12はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、炭素数2〜20の2価〜4価の有機基を示す。R11は炭素数3〜20の3価〜6価の有機基を示す。R13およびR14はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素または炭素数1〜20の1価の有機基を示す。tおよびvは0〜2の整数、uは1〜4の整数を示す。ただし、t+v≦2である。)
得られるポリマーの耐熱性の点から、R10およびR12は芳香族環を含むものが好ましく、特に好ましい構造としてトリメリット酸、トリメシン酸、ナフタレントリカルボン酸などの残基が挙げられる。
(In the general formula (5), R 10 and R 12 may be the same or different, respectively, and represent divalent to tetravalent organic groups having 2 to 20 carbon atoms. R 11 is 3 having 3 to 20 carbon atoms. Indicates a valent to hexavalent organic group. R 13 and R 14 may be the same or different, respectively, and indicate hydrogen or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. T and v are integers of 0 to 2. , U represent an integer of 1 to 4. However, t + v ≦ 2).
From the viewpoint of heat resistance of the obtained polymer, R 10 and R 12 preferably contain an aromatic ring, and particularly preferable structures include residues such as trimellitic acid, trimesic acid, and naphthalene tricarboxylic acid.
また、R11は炭素数3〜20の3価〜6価の有機基を示している。さらに、u個の水酸基はアミド結合と隣り合った位置にあることが熱閉環の進行をより容易とさせる点で好ましい。このような例として、フッ素原子を含んだ、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、フッ素原子を含まない、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3−ヒドロキシ−4−アミノフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,4−ジアミノ−フェノール、2,5−ジアミノフェノール、1,4−ジアミノ−2,5−ジヒドロキシベンゼンのアミノ基が結合したものなどを挙げることができる。 Further, R 11 represents a trivalent to hexavalent organic group having 3 to 20 carbon atoms. Further, it is preferable that the u hydroxyl groups are located adjacent to the amide bond in order to facilitate the progress of thermal ring closure. Examples of such are bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane containing a fluorine atom, bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) hexafluoropropane, and bis (3-amino-4-aminophenyl) containing no fluorine atom. 3-Amino-4-hydroxyphenyl) propane, bis (3-hydroxy-4-aminophenyl) propane, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-dihydroxy-4,4' Examples thereof include those in which the amino groups of −diaminobiphenyl, 2,4-diamino-phenol, 2,5-diaminophenol, and 1,4-diamino-2,5-dihydroxybenzene are bonded.
また、一般式(5)のR13およびR14はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、水素または炭素数1〜20の1価の有機基を示しており、水素または炭素数1〜20の炭化水素基が好ましい。炭素数を20以下とすることで、アルカリ現像液に対する適度な溶解性が得られる。tおよびvは0〜2の整数を示しているが、好ましくは1または2である。ただし、t+v≦2である。また、uは1〜4の整数を表している。この範囲であれば、良好なパターン加工性が得られる。 Further, R 13 and R 14 of the general formula (5) may be the same or different, respectively, and represent hydrogen or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and hydrocarbon or carbonic acid having 1 to 20 carbon atoms. Hydrogen groups are preferred. By setting the number of carbon atoms to 20 or less, appropriate solubility in an alkaline developer can be obtained. Although t and v indicate integers from 0 to 2, they are preferably 1 or 2. However, t + v ≦ 2. Further, u represents an integer of 1 to 4. Within this range, good pattern workability can be obtained.
一般式(5)で表される構造の中で、好ましい構造を例示すると下記に示す構造が挙げられるが、これらに限定されない。 Among the structures represented by the general formula (5), examples of preferable structures include, but are not limited to, the structures shown below.
また、一般式(1)中のR2および一般式(2)中のR5は、それぞれ炭素数2以上の2価〜4価の有機基を示しており、ジアミン構造の残基を表している
ジアミンは単独でも2種以上併用しても構わない。ジアミンの具体的な例として以下に挙げるがこれに限定されない。
Further, R 2 in the general formula (1) and R 5 in the general formula (2) each indicate a divalent to tetravalent organic group having 2 or more carbon atoms, and represent residues of a diamine structure. The diamines used may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of diamines are given below, but are not limited thereto.
ジェファーミンKH−511、ジェファーミンED−600、ジェファーミンED−900、ジェファーミンED−2003、ジェファーミンEDR−148、ジェファーミンEDR−176(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)など、ポリエチレンオキサイド基を含有するジアミン、D−200、D−400、D−2000、D−4000(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)のポリオキシプロピレンジアミン、ビス(アミノ−ヒドロキシ−フェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(トリフルオロメチル)ベンチジンなどのフッ素原子を有するジアミン、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエーテル、アミノフェノキシベンゼン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ビス(アミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス(アミノフェノキシフェニル)スルホン等のフッ素原子を有さないジアミン、あるいはこれらの芳香族環にアルキル基やハロゲン原子で置換した化合物、ジアミノジヒドロキシピリミジン、ジアミノジヒドロキシピリジン、ヒドロキシ−ジアミノ−ピリミジン、ジアミノフェノール、ジヒドロキシベンチジン、ジアミノ安息香酸、ジアミノテレフタル酸などの化合物や、シクロヘキシルジアミン、メチレンビスシクロヘキシルアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、一般式(1)中のR2(OH)qおよび一般式(2)中のR5(OH)sが、一般式(6)〜(8)のいずれかで示される構造のものを挙げることができる
これらの中で、アルカリ現像液に対する溶解性や感光性の観点から、水酸基を有するジアミン成分を60モル%以上用いることが好ましい。
Polyethylene oxides such as Jeffamine KH-511, Jeffamine ED-600, Jeffamine ED-900, Jeffamine ED-2003, Jeffamine EDR-148, Jeffamine EDR-176 (trade name, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.) Group-containing diamines, D-200, D-400, D-2000, D-4000 (trade name, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.), polyoxypropylene diamine, bis (amino-hydroxy-phenyl) hexafluoropropane, Diamines having fluorine atoms such as bis (trifluoromethyl) benzidine, phenylenediamine, diaminodiphenyl ether, aminophenoxybenzene, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, bis (aminophenoxyphenyl) propane, bis (aminophenoxyphenyl) sulfone and other fluorine Atomic-free diamines, or compounds in which these aromatic rings are substituted with alkyl groups or halogen atoms, diaminodihydroxypyrimidine, diaminodihydroxypyridine, hydroxy-diamino-pyrimidine, diaminophenol, dihydroxybenzidine, diaminobenzoic acid, diamino Compounds such as terephthalic acid, aliphatic diamines such as cyclohexylamine, methylenebiscyclohexylamine, hexamethylenediamine, R 2 (OH) q in the general formula (1) and R 5 (OH) in the general formula (2). Examples of s have a structure represented by any of the general formulas (6) to (8).
Among these, it is preferable to use 60 mol% or more of the diamine component having a hydroxyl group from the viewpoint of solubility in an alkaline developer and photosensitivity.
一般式(6)のR15およびR17は炭素数2〜20の3価または4価の有機基を示し、R16は炭素数2〜30の2価の有機基を示す。wおよびxは1あるいは2を示す。一般式(7)のR18およびR20は炭素数2〜20の2価の有機基を示し、R19は炭素数3〜20の3価〜6価の有機基を示す。yは1〜4の整数を示す。一般式(8)のR21は炭素数2〜20の2価の有機基を示し、R22は炭素数3〜20の3価〜6価の有機基を示す。zは1〜4の整数を示す。 R 15 and R 17 of the general formula (6) represent a trivalent or tetravalent organic group having 2 to 20 carbon atoms, and R 16 represents a divalent organic group having 2 to 30 carbon atoms. w and x represent 1 or 2. R 18 and R 20 of the general formula (7) represent divalent organic groups having 2 to 20 carbon atoms, and R 19 represents trivalent to hexavalent organic groups having 3 to 20 carbon atoms. y represents an integer of 1 to 4. R 21 of the general formula (8) represents a divalent organic group having 2 to 20 carbon atoms, and R 22 represents a trivalent to hexavalent organic group having 3 to 20 carbon atoms. z represents an integer of 1 to 4.
一般式(6)において、R15およびR17は炭素数2〜20の3価または4価の有機基を示しており、得られるポリマーの耐熱性の点より芳香族環を有するものが好ましい。−R15(OH)w−および−R17(OH)x−の例として、具体的にはヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基、ジヒドロキシナフチル基、ヒドロキシビフェニル基、ジヒドロキシビフェニル基、ビス(ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン基、ビス(ヒドロキシフェニル)プロパン基、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホン基、ヒドロキシジフェニルエーテル基、ジヒドロキシジフェニルエーテル基などが挙げられる。また、ヒドロキシシクロヘキシル基、ジヒドロキシシクロヘキシル基などの脂肪族の基も使用することができる。R16は炭素数2〜30の2価の有機基を表している。得られるポリマーの耐熱性の点より芳香族環を有するものが好ましい。このような例としてはフェニル基、ビフェニル基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルヘキサフルオロプロパン基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルスルホン基などが挙げられる。これ以外にも脂肪族のシクロヘキシル基なども使用することができる。 In the general formula (6), R 15 and R 17 represent a trivalent or tetravalent organic group having 2 to 20 carbon atoms, and those having an aromatic ring are preferable from the viewpoint of heat resistance of the obtained polymer. As examples of −R 15 (OH) w− and −R 17 (OH) x−, specifically, hydroxyphenyl group, dihydroxyphenyl group, hydroxynaphthyl group, dihydroxynaphthyl group, hydroxybiphenyl group, dihydroxybiphenyl group, bis. Examples thereof include (hydroxyphenyl) hexafluoropropane group, bis (hydroxyphenyl) propane group, bis (hydroxyphenyl) sulfone group, hydroxydiphenyl ether group, dihydroxydiphenyl ether group and the like. Further, an aliphatic group such as a hydroxycyclohexyl group or a dihydroxycyclohexyl group can also be used. R 16 represents a divalent organic group having 2 to 30 carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance of the obtained polymer, those having an aromatic ring are preferable. Examples of such include a phenyl group, a biphenyl group, a diphenyl ether group, a diphenylhexafluoropropane group, a diphenylpropane group, a diphenylsulfone group and the like. In addition to this, an aliphatic cyclohexyl group or the like can also be used.
一般式(7)において、R18およびR20は炭素数2〜20の2価の有機基を表している。得られるポリマーの耐熱性より芳香族環を有するものが好ましい。このような例として、前述のR16の例として示した基が挙げられる。R19は炭素数3〜20の3価〜6価の有機基を示しており、得られるポリマーの耐熱性より芳香族環を有するものが好ましい。−R19(OH)y−の例として、前述の−R15(OH)w−および−R17(OH)x−の例として示した基が挙げられる。 In the general formula (7), R 18 and R 20 represent divalent organic groups having 2 to 20 carbon atoms. Those having an aromatic ring are preferable from the heat resistance of the obtained polymer. An example of such is the group shown as an example of R 16 described above. R 19 represents a trivalent to hexavalent organic group having 3 to 20 carbon atoms, and one having an aromatic ring is preferable from the heat resistance of the obtained polymer. Examples of −R 19 (OH) y− include the groups shown as examples of −R 15 (OH) w− and −R 17 (OH) x− described above.
一般式(8)において、R21は炭素数2〜20の2価の有機基を表している。得られるポリマーの耐熱性から芳香族環を有するものが好ましい。このような例として、前述のR16の例として示した基が挙げられる。R22は炭素数3〜20の3価〜6価の有機基を示しており、得られるポリマーの耐熱性より芳香族環を有するものが好ましい。−R22(OH)z−の例として、前述の−R15(OH)w−および−R17(OH)x−の例として示した基が挙げられる。 In the general formula (8), R 21 represents a divalent organic group having 2 to 20 carbon atoms. From the heat resistance of the obtained polymer, those having an aromatic ring are preferable. An example of such is the group shown as an example of R 16 described above. R 22 represents a trivalent to hexavalent organic group having 3 to 20 carbon atoms, and one having an aromatic ring is preferable from the heat resistance of the obtained polymer. Examples of −R 22 (OH) z− include the groups shown as examples of −R 15 (OH) w− and −R 17 (OH) x− described above.
一般式(6)で表される構造の中で、好ましい構造を例示すると下記に示す構造が挙げられるが、これらに限定されない。 Among the structures represented by the general formula (6), examples of preferable structures include, but are not limited to, the structures shown below.
また、一般式(7)で表される構造の中で、好ましい構造を例示すると下記に示す構造が挙げられるが、これらに限定されない。 Further, among the structures represented by the general formula (7), examples of preferable structures include, but are not limited to, the structures shown below.
また、一般式(8)で表される構造の中で、好ましい構造を例示すると下記に示す構造が挙げられるが、これらに限定されない。 Further, among the structures represented by the general formula (8), examples of preferable structures include, but are not limited to, the structures shown below.
また、一般式(1)のR3は、水素または炭素数1〜20の1価の有機基を示している。得られる感光性樹脂組成物溶液の溶液安定性の観点からは、R3は炭素数1〜20の1価の有機基が好ましいが、アルカリ水溶液に対する溶解性の観点からは、水素が好ましい。本発明においては、水素と炭素数1〜20の1価の有機基を混在させることができる。このR3の水素と炭素数1〜20の1価の有機基の量を調整することで、アルカリ水溶液に対する溶解速度が変化するので、この調整により適度な溶解速度を有した感光性樹脂組成物を得ることができる。好ましい範囲は、10モル%〜90モル%が水素原子である。また、アルカリ現像液に対する溶解性の観点から、有機基の炭素数は20以下である。以上よりR3は、炭素数1〜16の炭化水素基を少なくとも1つ以上含有し、その他は水素原子であることが好ましい。 Further, R 3 of the general formula (1) represents hydrogen or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. From the viewpoint of solution stability of the resulting photosensitive resin composition solution, R 3 is preferably a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, from the viewpoint of solubility in an alkali aqueous solution, preferably hydrogen. In the present invention, hydrogen and a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms can be mixed. By adjusting the amount of the monovalent organic group of the R 3 hydrogen and having 1 to 20 carbon atoms, since dissolution rate into the alkaline aqueous solution is changed, the photosensitive resin composition having an appropriate dissolution rate by the adjustment Can be obtained. The preferred range is 10 mol% to 90 mol% hydrogen atoms. Further, from the viewpoint of solubility in an alkaline developer, the organic group has 20 or less carbon atoms. From the above, it is preferable that R 3 contains at least one hydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms, and the others are hydrogen atoms.
また、一般式(1)のmはカルボキシル基またはエステルの数を示しており、0〜4の整数である。好ましくは1または2である。一般式(1)のpおよびqはそれぞれ0〜4の整数を示し、p+q>0である
一般式(1)または(2)で表される構造を主成分とするポリマーは、例えば次の方法により重合液を得ることができる。
Further, m in the general formula (1) indicates the number of carboxyl groups or esters, and is an integer of 0 to 4. It is preferably 1 or 2. P and q in the general formula (1) each represent an integer of 0 to 4, and the polymer containing the structure represented by the general formula (1) or (2) in which p + q> 0 is used as a main component is, for example, the following method. Can obtain a polymer solution.
ポリアミド酸またはポリアミド酸エステルの場合、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物、末端封止に用いるモノアミノ化合物を反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後ジアミン化合物、モノアミノ化合物と縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸を酸クロリド化し、ジアミン化合物、モノアミノ化合物と反応させる方法などがある。 In the case of polyamic acid or polyamic acid ester, for example, a method of reacting a tetracarboxylic acid dianhydride with a diamine compound and a monoamino compound used for terminal encapsulation at a low temperature, a diester is obtained with the tetracarboxylic acid dianhydride and an alcohol. Then, a method of reacting with a diamine compound or a monoamino compound in the presence of a condensing agent, a method of obtaining a diester with tetracarboxylic acid dianhydride and an alcohol, and then acid chlorideizing the remaining dicarboxylic acid and reacting with the diamine compound or the monoamino compound. and so on.
ポリヒドロキシアミドの場合、ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸ジクロライドを反応させる方法などによって得ることができる。 In the case of polyhydroxyamide, it can be obtained by a method of reacting a bisaminophenol compound with a dicarboxylic acid dichloride.
ポリイミドの場合は、上記ポリアミド酸またはポリアミド酸エステルを得た後、加熱あるいは酸や塩基などの化学処理で脱水閉環することで得ることができる。 In the case of polyimide, it can be obtained by obtaining the above polyamic acid or polyamic acid ester and then dehydrating and closing the ring by heating or chemical treatment with an acid or a base.
重合液を得る溶剤としては、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素、スルホラン、ジメチル−2−ピペリドン、ジメチルスルホキシド、ジグリムがあげられるがこれに限定されない。 Examples of the solvent for obtaining the polymer solution include N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, tetramethylurea, sulfolane, dimethyl-2-piperidone, dimethyl sulfoxide, and digrim. It can be mentioned, but it is not limited to this.
本発明の(a)一般式(1)または(2)で表される構造を主成分とするポリマーにおける重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)でポリスチレン換算により測定した値が2000〜100,000であることが好ましく、5000〜50,000であることがより好ましく、10,000〜30,000の範囲内であることがさらに好ましい。一般式(1)または(2)で表される分子量は2,000〜100,000の範囲内であることにより、ポリマーのアルカリ現像液への溶解性が得られ、露光部と未露光部のコントラストが得られるため好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the polymer having the structure represented by the general formula (1) or (2) of the present invention as a main component is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of polystyrene. Is preferably 2000-100,000, more preferably 5000-50,000, and even more preferably in the range of 10,000-30,000. When the molecular weight represented by the general formula (1) or (2) is in the range of 2,000 to 100,000, the solubility of the polymer in an alkaline developer can be obtained, and the exposed and unexposed areas can be obtained. This is preferable because it provides contrast.
また、本発明は、(b)一般式(3)または(4)で表される分子量300以下の化合物のうち少なくともいずれか、を含有する。 In addition, the present invention contains at least one of (b) a compound having a molecular weight of 300 or less represented by the general formula (3) or (4).
一般式(3)および(4)の構造においては、接着性および保存安定性を得るため、N−OH基を含有することが重要である。N−H基では保存安定性が低下し、炭化水素では接着性が得られない。 In the structures of the general formulas (3) and (4), it is important to contain an N-OH group in order to obtain adhesiveness and storage stability. Storage stability is reduced with the NH group, and adhesiveness cannot be obtained with the hydrocarbon.
一般式(3)で表される好ましい化合物は、1−ヒドロキシベンゾトリアゾールまたは1−ヒドロキシ−7−アザベンゾトリアゾール、一般式(4)で表される好ましい化合物は、N−ヒドロキシスクシンイミドである。これらを1種類以上用いることができる。 The preferred compound represented by the general formula (3) is 1-hydroxybenzotriazole or 1-hydroxy-7-azabenzotriazole, and the preferred compound represented by the general formula (4) is N-hydroxysuccinimide. One or more of these can be used.
本発明の(b)化合物の含有量については、(a)成分100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下含有することが好ましい。また、(a)成分100質量部に対して、(b)化合物は0.01質量部以上0.1質量部以下含有することがより好ましい。添加量が0.01質量部以上であることにより、金属基板との接着性を向上できる。添加量が10質量部以下であることにより、保存安定性を向上することができ、添加量が0.1質量部以下であることにより、より保存安定性を向上できる。添加量を上記の範囲内とすることで、感度を維持し、またフィルター口径0.05um以下でろ過を行う工程に際しては、元々の異物量を低減することで、工程通過性を高めることができる。 The content of the compound (b) of the present invention is preferably 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component (a). Further, it is more preferable that the compound (b) is contained in an amount of 0.01 part by mass or more and 0.1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component (a). When the amount added is 0.01 parts by mass or more, the adhesiveness with the metal substrate can be improved. When the addition amount is 10 parts by mass or less, the storage stability can be improved, and when the addition amount is 0.1 parts by mass or less, the storage stability can be further improved. By keeping the addition amount within the above range, the sensitivity can be maintained, and in the process of performing filtration with a filter diameter of 0.05 um or less, the process passability can be improved by reducing the original amount of foreign matter. ..
また、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は(c)キノンジアジド化合物を含有する。(c)キノンジアジド化合物は、2種以上含有してもよい。 Further, the positive photosensitive resin composition of the present invention contains (c) a quinone diazide compound. (C) Two or more kinds of quinone diazide compounds may be contained.
(c)キノンジアジド化合物の例としては、ポリヒドロキシ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステルで結合したもの、ポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がスルホンアミド結合したもの、ポリヒドロキシポリアミノ化合物にキノンジアジドのスルホン酸がエステル結合および/またはスルホンアミド結合したものなどが挙げられる。 (C) Examples of the quinone diazide compound include a polyhydroxy compound in which the sulfonic acid of quinone diazide is bonded with an ester, a polyamino compound in which a sulfonic acid of quinone diazide is conjugated with a sulfonamide bond, and a polyhydroxypolyamino compound in which the sulfonic acid of quinone diazide is an ester. Examples thereof include those having a bond and / or a sulfonamide bond.
(c)キノンジアジド化合物は、例えば、5−ナフトキノンジアジドスルホニルクロライドとポリヒドロキシ化合物をトリエチルアミン存在下で反応させることにより得ることができる。 (C) The quinone diazide compound can be obtained, for example, by reacting 5-naphthoquinone diazidosulfonyl chloride with a polyhydroxy compound in the presence of triethylamine.
また上記ポリヒドロキシ化合物、ポリアミノ化合物、ポリヒドロキシポリアミノ化合物は反応させず添加することもできる。 Further, the above-mentioned polyhydroxy compound, polyamino compound and polyhydroxypolyamino compound can be added without reacting.
これらポリヒドロキシ化合物やポリアミノ化合物の全ての官能基がキノンジアジドで置換されていなくてもよいが、露光部と未露光部のコントラストの観点からは、官能基全体の50モル%以上がキノンジアジドで置換されていることが好ましい。このようなキノンジアジド化合物を用いることで、一般的な紫外線である水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)に感光するポジ型の感光性樹脂組成物を得ることができる。 All the functional groups of these polyhydroxy compounds and polyamino compounds may not be substituted with quinonediazide, but from the viewpoint of contrast between the exposed and unexposed areas, 50 mol% or more of all the functional groups are substituted with quinonediazide. Is preferable. By using such a quinone diazide compound, it is possible to obtain a positive photosensitive resin composition that is sensitive to i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm) of a mercury lamp which is a general ultraviolet ray. it can.
ポリヒドロキシ化合物は、Bis−Z、BisP−EZ、TrisP−HAP、TrisP−PA、TrisP−SA、TrisOCR−PA、BisOCHP−Z、BisP−MZ、BisP−PZ、BisP−IPZ、BisOCP−IPZ、BisP−CP、BisRS−2P、BisRS−3P、BisP−OCHP、メチレントリス−FR−CR、BisRS−26X、DML−MBPC、DML−MBOC、DML−OCHP、DML−PCHP、DML−PC、DML−PTBP、DML−34X、DML−EP,DML−POP、ジメチロール−BisOC−P、DML−PFP、DML−PSBP、DML−MTrisPC、TriML−P、TriML−35XL、TML−BP、TML−HQ、TML−pp−BPF、TML−BPA、TMOM−BP、HML−TPPHBA、HML−TPHAP(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIR−OC、BIP−PC、BIR−PC、BIR−PTBP、BIR−PCHP、BIP−BIOC−F、4PC、BIR−BIPC−F、TEP−BIP−A、46DMOC、46DMOEP、TM−BIP−A(以上、商品名、旭有機材工業(株)製)、2,6−ジメトキシメチル−4−t−ブチルフェノール、2,6−ジメトキシメチル−p−クレゾール、2,6−ジアセトキシメチル−p−クレゾール、ナフトール、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチルエステル、ビスフェノールA、ビスフェノールE、メチレンビスフェノール、BisP−AP(商品名、本州化学工業(株)製)などが挙げられるが、これらに限定されない。 Polyhydroxy compounds include Bis-Z, BisP-EZ, TrisP-HAP, TrisP-PA, TrisP-SA, TrisOCR-PA, BisOCHP-Z, BisP-MZ, BisP-PZ, BisP-IPZ, BisOCP-IPZ, BisP. -CP, BisRS-2P, BisRS-3P, BisP-OCHP, Methylenetris-FR-CR, BisRS-26X, DML-MBPC, DML-MBOC, DML-OCHP, DML-PCHP, DML-PC, DML-PTBP, DML-34X, DML-EP, DML-POP, Dimethylol-BisOC-P, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MTrisPC, TriML-P, TriML-35XL, TML-BP, TML-HQ, TML-pp- BPF, TML-BPA, TMOM-BP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), BIR-OC, BIP-PC, BIR-PC, BIR-PTBP, BIR- PCHP, BIPC-F, 4PC, BIR-BIPC-F, TEP-BIP-A, 46DMOC, 46DMEEP, TM-BIP-A (trade name, manufactured by Asahi Organic Materials Industry Co., Ltd.), 2, 6 -Dimethoxymethyl-4-t-butylphenol, 2,6-dimethoxymethyl-p-cresol, 2,6-diacetoxymethyl-p-cresol, naphthol, tetrahydroxybenzophenone, asbestosic acid methyl ester, bisphenol A, bisphenol E, Examples thereof include, but are not limited to, methylene bisphenol and BisP-AP (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).
ポリアミノ化合物は、1,4−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド等が挙げられるが、これらに限定されない。 The polyamino compounds are 1,4-phenylenediamine, 1,3-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl. Examples include, but are not limited to, sulfides and the like.
また、ポリヒドロキシポリアミノ化合物は、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン等が挙げられるが、これらに限定されない。 Further, examples of the polyhydroxypolyamino compound include, but are not limited to, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 3,3'-dihydroxybenzidine and the like.
本発明のキノンジアジドは5−ナフトキノンジアジドスルホニル基、4−ナフトキノンジアジドスルホニル基のいずれも好ましく用いられる。4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のi線領域に吸収を持っており、i線露光に適している。5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物は水銀灯のg線領域まで吸収が伸びており、g線露光に適している。本発明においては、露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を選択することが好ましい。また、同一分子中に4−ナフトキノンジアジドスルホニル基、5−ナフトキノンジアジドスルホニル基を併用した、ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を得ることもできるし、4−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホニルエステル化合物を混合して使用することもできる。 As the quinone diazide of the present invention, either a 5-naphthoquinone diazidosulfonyl group or a 4-naphthoquinone diazidosulfonyl group is preferably used. The 4-naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound has absorption in the i-line region of a mercury lamp and is suitable for i-line exposure. The 5-naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound has absorption extending to the g-line region of a mercury lamp and is suitable for g-line exposure. In the present invention, it is preferable to select a 4-naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound or a 5-naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound depending on the wavelength to be exposed. Further, a naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound in which a 4-naphthoquinone diazidosulfonyl group and a 5-naphthoquinone diazidosulfonyl group are used in combination in the same molecule can also be obtained, or a 4-naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound and a 5-naphthoquinone diazidosulfonyl ester compound can be obtained. Can also be mixed and used.
また、(c)キノンジアジド化合物の数平均分子量は2,500以下が好ましく、1,500以下がより好ましく、1,200以下がさらに好ましい。数平均分子量が2,500以下であれば、パターン形成後の熱処理において(c)キノンジアジド化合物が十分に熱分解し、耐熱性、機械特性、接着性に優れた硬化膜を得ることができる。一方、プリベーク時に揮発することを抑えるべく、分子量は300以上が好ましく、350以上がより好ましい。 Further, (c) the number average molecular weight of the quinone diazide compound is preferably 2,500 or less, more preferably 1,500 or less, still more preferably 1,200 or less. When the number average molecular weight is 2,500 or less, the (c) quinonediazide compound is sufficiently thermally decomposed in the heat treatment after pattern formation, and a cured film having excellent heat resistance, mechanical properties, and adhesiveness can be obtained. On the other hand, the molecular weight is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, in order to suppress volatilization during prebaking.
また、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、一般式(9)で表される(d)熱架橋剤を含有する。 Further, the positive photosensitive resin composition of the present invention contains (d) a thermal cross-linking agent represented by the general formula (9).
(式中、R23は直接結合または1〜4価の連結基を示す。R24は炭素数1〜20の1価の有機基、Cl、Br、I、またはFを示す。R25およびR26は、CH2OR28(R28は水素原子または炭素数1〜6の1価の炭化水素基)を示す。R27は水素原子、メチル基、またはエチル基を示す。hは0〜2の整数、iは1〜4の整数を示す。iが2〜4の場合、複数のR24〜R27はそれぞれ同じでも異なってもよいが、同一のベンゼン環がR23を2つ有する場合は、R23は同じである。R23を表す1〜4価の連結基の例において、R29〜R51は水素原子、炭素数1〜20の1価の有機基、Cl、Br、I、またはFを示す。)
本発明において、一般式(9)で表される熱架橋剤は、未置換のものや多量化したものなどが混入すると、樹脂組成物の架橋反応が十分進まない場合がある。このため、一般式(9)で表される化合物の純度は、80%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。純度が80%以上であれば、樹脂組成物の架橋反応を十分に行い、吸水性基となる未反応基を少なくすることができるため、樹脂組成物の吸水性を小さくすることができる。高純度の熱架橋剤を得るためには、再結晶、蒸留などを行い、目的物だけを集める方法などがある。熱架橋剤の純度は液体クロマトグラフィー法により求めることができる。
(In the formula, R 23 represents a direct bond or a 1- to tetravalent linking group; R 24 represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, Cl, Br, I, or F. R 25 and R. 26 represents CH 2 OR 28 (R 28 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms). R 27 represents a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group. H is 0 to 2. , I represents an integer of 1 to 4. When i is 2 to 4, a plurality of R 24 to R 27 may be the same or different, but when the same benzene ring has two R 23. R 23 is the same. In the example of the 1- to tetravalent linking group representing R 23 , R 29 to R 51 are hydrogen atoms, monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms, Cl, Br, I. , Or F.)
In the present invention, the cross-linking reaction of the resin composition may not proceed sufficiently when the thermally cross-linking agent represented by the general formula (9) is mixed with an unchanged product or an increased amount. Therefore, the purity of the compound represented by the general formula (9) is preferably 80% or more, and more preferably 95% or more. When the purity is 80% or more, the cross-linking reaction of the resin composition can be sufficiently carried out and the number of unreacted groups serving as water-absorbing groups can be reduced, so that the water absorption of the resin composition can be reduced. In order to obtain a high-purity thermal cross-linking agent, there is a method of recrystallization, distillation, etc. to collect only the target product. The purity of the thermal cross-linking agent can be determined by a liquid chromatography method.
本発明の(d)熱架橋剤の含有量は、(a)成分100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。5質量部以上であると、硬化膜の架橋密度が高くなり、耐薬品性が向上するため好ましい。さらに10質量部以上であるとより高い機械特性が得られる。一方、組成物の保存安定性、機械強度の観点から、50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましい。 The content of the (d) thermal cross-linking agent of the present invention is preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the component (a). When it is 5 parts by mass or more, the crosslink density of the cured film becomes high and the chemical resistance is improved, which is preferable. Further, when it is 10 parts by mass or more, higher mechanical properties can be obtained. On the other hand, from the viewpoint of storage stability and mechanical strength of the composition, 50 parts by mass or less is preferable, 40 parts by mass or less is more preferable, and 30 parts by mass or less is further preferable.
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、さらにシラン化合物を含有することができる。シラン化合物を含有することにより、SIN等の下地基板との接着性が向上する。シラン化合物の具体例としては、N−フェニルアミノエチルトリメトキシシラン、N−フェニルアミノエチルトリエトキシシラン、N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニルアミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニルアミノブチルトリメトキシシラン、N−フェニルアミノブチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランや以下のシラン化合物を用いることができるがこれらに限定されない。 The positive photosensitive resin composition of the present invention can further contain a silane compound. By containing the silane compound, the adhesiveness with the base substrate such as SIN is improved. Specific examples of the silane compound include N-phenylaminoethyltrimethoxysilane, N-phenylaminoethyltriethoxysilane, N-phenylaminopropyltrimethoxysilane, N-phenylaminopropyltriethoxysilane, and N-phenylaminobutyltri. Methoxysilane, N-phenylaminobutyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltricrolsilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltri Methoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane and the following silane compounds can be used, but are not limited thereto.
本発明のシラン化合物の含有量は、SIN等の下地基板との接着性が向上するため、(a)成分100質量部に対して0.5質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましい。一方、組成物の保存安定性、感度の観点から、シラン化合物の含有量は、(a)成分100質量部に対して50質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。 The content of the silane compound of the present invention is preferably 0.5 parts by mass or more, preferably 1.0 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the component (a), because the adhesiveness to the base substrate such as SIN is improved. More preferred. On the other hand, from the viewpoint of storage stability and sensitivity of the composition, the content of the silane compound is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the component (a).
本発明の溶剤としては、γ−ブチロラクトンなどの極性の非プロトン性溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチルなどのエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などが挙げられ、これらの溶剤を2種以上含有してもよい。 Examples of the solvent of the present invention include polar aprotic solvents such as γ-butyrolactone, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and propylene glycol monomethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone and diacetone alcohol, ethyl acetate, and the like. Examples thereof include esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate and ethyl lactate, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, and two or more of these solvents may be contained.
本発明においては、ポジ型感光性樹脂組成物の粘度は、塗膜均一性が向上するため、1mPa・s以上になるように調整することが好ましく、5mPa・s以上になるように調整することがより好ましい。一方、ポジ型感光性樹脂組成物の保存安定性、塗布時の送液の容易性の観点から、ポジ型感光性組成物の粘度を1000mPa・s以下になるように調整することが好ましく、100mPa・s以下になるように調整することがより好ましい。 In the present invention, the viscosity of the positive photosensitive resin composition is preferably adjusted to 1 mPa · s or more in order to improve the uniformity of the coating film, and is adjusted to 5 mPa · s or more. Is more preferable. On the other hand, from the viewpoint of storage stability of the positive photosensitive resin composition and ease of liquid feeding at the time of application, it is preferable to adjust the viscosity of the positive photosensitive composition so as to be 1000 mPa · s or less, preferably 100 mPa. -It is more preferable to adjust so that it is s or less.
次に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物の製造方法を例示する。 Next, a method for producing the positive photosensitive resin composition of the present invention will be illustrated.
(a)〜(d)成分、溶剤および必要によりその他成分をガラス製のフラスコやステンレス製の容器に入れてメカニカルスターラーなどによって撹拌溶解させる方法、超音波で溶解させる方法、遊星式撹拌脱泡装置で撹拌溶解させる方法などが挙げられる。 A method of putting the components (a) to (d), a solvent and other components if necessary in a glass flask or a stainless steel container and stirring and dissolving them with a mechanical stirrer, a method of dissolving by ultrasonic waves, a planetary stirring and defoaming device. Examples thereof include a method of stirring and dissolving with.
この際、ポジ型感光性樹脂組成物の粘度は、塗布性より1〜10000mPa・sが好ましい。また、異物を除去するために0.001μm〜5μmのポアサイズのフィルターで濾過してもよい。ポアサイズが大きすぎると異物が除去しきれず、デバイスを作製後に欠点や不良になる。ポアサイズが小さすぎるとろ過に時間がかかる。 At this time, the viscosity of the positive photosensitive resin composition is preferably 1 to 10000 mPa · s from the viewpoint of coatability. Further, in order to remove foreign matter, it may be filtered with a filter having a pore size of 0.001 μm to 5 μm. If the pore size is too large, foreign matter cannot be completely removed, resulting in defects or defects after the device is manufactured. If the pore size is too small, it will take time to filter.
次に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いて耐熱性樹脂パターンを形成する方法について説明する。 Next, a method of forming a heat-resistant resin pattern using the positive photosensitive resin composition of the present invention will be described.
感光性樹脂組成物を基板上に塗布する。基板はシリコンウエハー、セラミックス類、ガリウムヒ素、金属、ガラス、金属酸化絶縁膜、窒化ケイ素、透明電極として有機EL素子等に使用されるITOが挙げられるが、これらに限定はされない。 The photosensitive resin composition is applied onto the substrate. Examples of the substrate include silicon wafers, ceramics, gallium arsenide, metals, glass, metallic oxide insulating films, silicon nitride, and ITO used for organic EL devices as transparent electrodes, but the substrate is not limited thereto.
塗布方法はスピンナを用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スリットダイコーティングなどの方法が挙げられる。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、デバイスの設計により乾燥後の膜厚が0.1〜150μmになるように塗布される。 Examples of the coating method include rotary coating using a spinner, spray coating, roll coating, and slit die coating. The coating film thickness varies depending on the coating method, the solid content concentration of the composition, the viscosity, and the like, but is usually applied so that the film thickness after drying is 0.1 to 150 μm depending on the design of the device.
次に、感光性樹脂組成物を塗布した基板を乾燥して、感光性樹脂膜を得る。乾燥はオーブン、ホットプレート、赤外線などを使用し、50℃〜150℃の範囲で1分〜数時間の範囲内で行うことが好ましい。低温、短時間すぎると溶媒が揮発せず感光性膜を得られず、高温、長時間すぎると感光剤等が分解する可能性がある。 Next, the substrate coated with the photosensitive resin composition is dried to obtain a photosensitive resin film. Drying is preferably carried out in the range of 50 ° C. to 150 ° C. for 1 minute to several hours using an oven, a hot plate, infrared rays or the like. If the temperature is too low and the time is too long, the solvent does not volatilize and a photosensitive film cannot be obtained.
次に、この感光性樹脂膜上に所望のパターンを有するマスクを通して化学線を照射し、露光する。露光に用いられる化学線としては紫外線、可視光線、電子線、X線などがあるが、本発明では水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)を用いることが好ましい。これはこの化学線でナフトキノン化合物が容易に反応するためである。 Next, the photosensitive resin film is irradiated with chemical rays through a mask having a desired pattern and exposed. The chemical rays used for exposure include ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, etc., but in the present invention, it is preferable to use i-rays (365 nm), h-rays (405 nm), and g-rays (436 nm) of mercury lamps. .. This is because the naphthoquinone compound easily reacts with this chemical beam.
感光性樹脂膜から耐熱性樹脂のパタ−ンを形成するには、露光後、現像液を用いて露光部を除去すればよい。現像液は、テトラメチルアンモニウムの水溶液、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルカリ性を示す化合物の水溶液が好ましい。また場合によっては、これらのアルカリ水溶液にN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは数種を組み合わせたものを添加してもよい。現像後は水にてリンス処理をする。ここでもエタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などを水に加えてリンス処理をしてもよい。 In order to form a heat-resistant resin pattern from the photosensitive resin film, the exposed portion may be removed with a developing solution after exposure. The developing solution is an aqueous solution of tetramethylammonium, diethanolamine, diethylaminoethanol, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, triethylamine, diethylamine, methylamine, dimethylamine, dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethanol, dimethylamino. An aqueous solution of an alkaline compound such as ethyl methacrylate, cyclohexylamine, ethylenediamine and hexamethylenediamine is preferable. In some cases, these alkaline aqueous solutions are mixed with polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone and dimethylacrylamide, methanol, ethanol, etc. Alcohols such as isopropanol, esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate, and ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone and methyl isobutyl ketone may be added alone or in combination of several types. Good. After development, rinse with water. Here, too, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, and esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate may be added to water for rinsing treatment.
現像後、200℃〜500℃の温度を加えて耐熱性樹脂被膜に変換する。この加熱処理は温度を選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的に昇温しながら5分〜5時間実施する。一例としては、130℃、200℃、350℃で各30分ずつ熱処理する。あるいは室温より320℃まで2時間かけて直線的に昇温するなどの方法が挙げられる。 After development, a temperature of 200 ° C. to 500 ° C. is applied to convert it into a heat-resistant resin film. This heat treatment is carried out for 5 minutes to 5 hours while selecting a temperature and gradually raising the temperature, or selecting a certain temperature range and continuously raising the temperature. As an example, heat treatment is performed at 130 ° C., 200 ° C., and 350 ° C. for 30 minutes each. Alternatively, a method such as linearly raising the temperature from room temperature to 320 ° C. over 2 hours can be mentioned.
本発明のポジ型感光性樹脂組成物により形成した耐熱性樹脂被膜は、電子部品に好適に用いることができ、LSI(Large Scale Integration)などの半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、有機EL素子の絶縁膜、TFT基板の平坦化膜などに使用することができる。 The heat-resistant resin film formed by the positive photosensitive resin composition of the present invention can be suitably used for electronic components, and can be used as a surface protective film, an interlayer insulating film, an organic EL of a semiconductor element such as an LSI (Large Scale Integration). It can be used as an insulating film for an element, a flattening film for a TFT substrate, and the like.
<感度評価方法>
(i)感光性樹脂膜の作製
6インチシリコンウエハー上に、各実施例および比較例で得られたワニスをプリベーク後の膜厚T1=1.5μmとなるように塗布し、ついでホットプレート(東京エレクトロン(株)製の塗布現像装置Mark−7)を用いて、120℃で2分プリベークすることにより、感光性樹脂膜を得た。膜厚は大日本スクリーン製造(株)製ラムダエースSTM−602を使用し屈折率1.629で測定した。
<Sensitivity evaluation method>
(I) Preparation of Photosensitive Resin Film The varnishes obtained in each Example and Comparative Example were applied onto a 6-inch silicon wafer so that the film thickness T1 after prebaking was 1.5 μm, and then a hot plate (Tokyo). A photosensitive resin film was obtained by prebaking at 120 ° C. for 2 minutes using a coating / developing device Mark-7) manufactured by Electron Limited. The film thickness was measured with a refractive index of 1.629 using Lambda Ace STM-602 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.
(ii)露光
得られた感光性樹脂膜を用いてパターンの切られたレチクルを複数作製した。次に露光機(GCA社製i線ステッパーDSW−8570i)に、上記レチクルの1つをセットし、365nmの強度で所定の露光時間で感光性樹脂膜をi線で露光した。
(Ii) Exposure A plurality of reticles with cut patterns were prepared using the obtained photosensitive resin film. Next, one of the above reticles was set in an exposure machine (GCA i-line stepper DSW-8570i), and the photosensitive resin film was exposed with i-rays at an intensity of 365 nm for a predetermined exposure time.
(iii)現像
上記露光後の感光性樹脂膜を露光後すぐに、東京エレクトロン(株)製Mark−7の現像装置を用いて、50回転で水酸化テトラメチルアンモニウムの2.38%水溶液を10秒間噴霧した。この後0回転で20秒間静置し、400回転で水にてリンス処理、3000回転で10秒振り切り乾燥させた。
(Iii) Development Immediately after exposing the photosensitive resin film after the above exposure, a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added at 50 rpm using a Mark-7 developing device manufactured by Tokyo Electron Limited. Sprayed for seconds. After that, the mixture was allowed to stand at 0 rpm for 20 seconds, rinsed with water at 400 rpm, and shaken off at 3000 rpm for 10 seconds to dry.
(iv)感度の評価
得られた感光性樹脂膜の露光部の膜厚が0μmであった場合は、上記露光時間がより短い条件で、膜厚が0μmより厚い場合は上記露光時間がより長い条件で、上記測定を繰り返し、現像後に露光部の膜厚が0μmとなる露光量のうち、最小のものを感度として評価した。
(Iv) Evaluation of Sensitivity When the film thickness of the exposed portion of the obtained photosensitive resin film is 0 μm, the exposure time is shorter, and when the film thickness is thicker than 0 μm, the exposure time is longer. Under the conditions, the above measurement was repeated, and the smallest exposure amount at which the film thickness of the exposed portion became 0 μm after development was evaluated as the sensitivity.
感度を比較し良い順に、60mJ/cm2以下を◎、100mJ/cm2以下を○、200mJ/cm2以下を△、200mJ/cm2を超えるもの×と評価した。 Good order to compare the sensitivity, 60 mJ / cm 2 or less ◎, 100mJ / cm 2 or less ○, 200mJ / cm 2 or less △, was evaluated as × in excess of 200 mJ / cm 2.
<接着性評価方法>
(i)キュア膜の作製
ガラス基板corning 1737(コーニング(株)製)上に、表面にスパッタリング蒸着法によって厚さ130nmのITO透明電極膜が形成した後、各ワニスを使用しT1=1.5μmとなるようにプリベーク膜を作製し、光洋サーモシステム(株)製イナートオーブンINH−21CDを用いて、230℃で30分間、窒素雰囲気中で熱処理を行った。
<Adhesion evaluation method>
(I) Preparation of Cure Film After forming an ITO transparent electrode film with a thickness of 130 nm on the surface of a glass substrate corning 1737 (manufactured by Corning Inc.) by a sputtering vapor deposition method, T1 = 1.5 μm using each varnish. A pre-baked film was prepared so as to be, and heat-treated in a nitrogen atmosphere at 230 ° C. for 30 minutes using an inert oven INH-21CD manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.
(ii)PCT処理
キュア膜に2mm間隔で10行10列(100マス)の碁盤目状の切り込みを入れ、ハストチャンバー EHS−211MD(エスペック(株)製)を用いて121℃、2気圧の飽和条件でプレッシャークッカーテスト(PCT)処理を行った。セロハンテープ(登録商標)による引き剥がしによって100マスのうち、1マス以上剥がれたPCT処理時間を測定した。
(Ii) PCT treatment Make 10 rows and 10 columns (100 squares) of grid-shaped cuts in the cure film at 2 mm intervals, and saturate at 121 ° C and 2 atm using the Hust Chamber EHS-211MD (manufactured by Espec Co., Ltd.). A pressure cooker test (PCT) process was performed under the conditions. The PCT processing time at which one or more of 100 squares were peeled off by peeling with cellophane tape (registered trademark) was measured.
(iii)接着性の評価(基盤目テープテスト結果(剥離時間))
PCT処理時間を比較し、良い順に、100時間以上剥離のなかったものを◎、50時間以上剥離がなかったものを○、50時間未満で剥離をしたものを×と評価した。
(Iii) Evaluation of adhesiveness (base mesh tape test result (peeling time))
The PCT treatment times were compared, and in good order, those without peeling for 100 hours or more were evaluated as ⊚, those without peeling for 50 hours or more were evaluated as ◯, and those peeled in less than 50 hours were evaluated as x.
<耐久性評価方法(発光効率測定方法)>
(i)有機EL素子の作製
ガラス基板corning 1737(コーニング(株)製)上に、表面にスパッタリング蒸着法によって厚さ130nmのITO透明電極膜が形成した後、ITO膜を長さ90 mm、幅80μm のストライプ形状にパターニングした。このストライプ状第一電極は100μmピッチとした。
<Durability evaluation method (luminous efficiency measurement method)>
(I) Fabrication of Organic EL Element After forming an ITO transparent electrode film with a thickness of 130 nm on the surface of a glass substrate corning 1737 (manufactured by Corning Inc.) by a sputtering vapor deposition method, the ITO film is 90 mm long and 90 mm wide. It was patterned into a stripe shape of 80 μm. The striped first electrode had a pitch of 100 μm.
このITOをパターニングしたガラス基板上にT1=1.5μmとなるように各ワニスを用いたプリベーク膜を作製し、露光現像キュア等の加工することで、幅70μm、長さ250μmの開口部があけ、しかも、第一電極の端部を覆うような形状の樹脂からなる厚さ約1μm絶縁層を形成させた。 A pre-baked film using each varnish is prepared on a glass substrate on which the ITO is patterned so that T1 = 1.5 μm, and an opening having a width of 70 μm and a length of 250 μm is opened by processing such as exposure development cure. Moreover, an insulating layer having a thickness of about 1 μm made of a resin having a shape covering the end of the first electrode was formed.
次に、絶縁層を形成した基板を用いて有機電界発光表示装置の作製を行った。発光層を
含む薄膜層は、抵抗線加熱方式による真空蒸着法によって形成した。基板有効エリア全面
に蒸着して正孔輸送層を形成し、シャドーマスクを用いて発光層、第二電極のアルミニウ
ムを形成した。
Next, an organic electroluminescent display device was manufactured using a substrate on which an insulating layer was formed. The thin film layer including the light emitting layer was formed by a vacuum vapor deposition method using a resistance wire heating method. A hole transport layer was formed by vapor deposition on the entire surface of the effective area of the substrate, and a light emitting layer and aluminum of the second electrode were formed using a shadow mask.
得られた上記基板を蒸着機から取り出し、基板と封止用ガラス板とを紫外線硬化型エポ
キシ樹脂を用いて貼り合わせることで封止した。このようにしてITOストライプ状第一電極上に、パターニングされた発光層が形成され、第一電極と直交するようにストライプ状第二電極が配置された単純マトリクス型カラー有機電界発光表示装置を作製し、耐久性試験前の有効発光領域面積を測定しS1とした。
The obtained substrate was taken out from the vapor deposition machine, and the substrate and the sealing glass plate were sealed by bonding with an ultraviolet curable epoxy resin. In this way, a patterned light emitting layer is formed on the ITO striped first electrode, and a simple matrix type color organic electroluminescent display device in which the striped second electrode is arranged so as to be orthogonal to the first electrode is manufactured. Then, the effective light emitting region area before the durability test was measured and designated as S1.
(ii)耐久性評価
この有機電界発光表示装置について、85℃で250時間保持する耐久性試験を実施した。耐久性試験後の発光領域面積をS2とし、次式により有効発光面積率S(%)を求め、これを耐久性評価とした。
S(%)=(S2/S1)×100
耐久性評価結果を比較し良い順に、99%以上を◎、90%以上を○、80%以上を△、80%未満を×として評価した。
(Ii) Durability Evaluation This organic electroluminescent display device was subjected to a durability test in which it was held at 85 ° C. for 250 hours. The light emitting area area after the durability test was defined as S2, and the effective light emitting area ratio S (%) was obtained by the following formula, which was used as the durability evaluation.
S (%) = (S2 / S1) × 100
The durability evaluation results were evaluated in good order, with 99% or more as ⊚, 90% or more as ◯, 80% or more as Δ, and less than 80% as x.
合成例1 ヒドロキシル基含有酸無水物(a)の合成
乾燥窒素気流下、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BAHF)183g(0.5モル)とアリルグリシジルエーテル342g(3モル)をガンマブチロラクトン(GBL)1000gに溶解させ、−15℃に冷却した。ここにGBL500gに溶解させた無水トリメリット酸クロリド221g(1.1モル)を反応液の温度が0℃を越えないように滴下した。滴下終了後、0℃で4時間反応させた。この溶液をロータリーエバポレーターで濃縮して、トルエン10Lに投入して、下記式で表されるヒドロキシル基含有酸無水物(a)を得た。
Synthesis Example 1 Synthesis of hydroxyl group-containing acid anhydride (a) 183 g (0.5 mol) of 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane (BAHF) and allyl glycidyl under a dry nitrogen stream. 342 g (3 mol) of ether was dissolved in 1000 g of gamma butyrolactone (GBL) and cooled to −15 ° C. To this, 221 g (1.1 mol) of trimellitic anhydride chloride dissolved in 500 g of GBL was added dropwise so that the temperature of the reaction solution did not exceed 0 ° C. After completion of the dropping, the reaction was carried out at 0 ° C. for 4 hours. This solution was concentrated on a rotary evaporator and poured into 10 L of toluene to obtain a hydroxyl group-containing acid anhydride (a) represented by the following formula.
合成例2 ヒドロキシル基含有ジアミン化合物(b)の合成
BAHF183g(0.5モル)をアセトン1L、プロピレンオキシド174g(3モル)に溶解させ、−15℃に冷却した。ここに3−ニトロベンゾイルクロリド204g(1.1モル)をアセトン1Lに溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、−15℃で4時間反応させ、その後室温に戻した。析出した白色固体をろ別し、50℃で真空乾燥した。
Synthesis Example 2 Synthesis of hydroxyl group-containing diamine compound (b) 183 g (0.5 mol) of BAHF was dissolved in 1 L of acetone and 174 g (3 mol) of propylene oxide, and cooled to −15 ° C. A solution prepared by dissolving 204 g (1.1 mol) of 3-nitrobenzoyl chloride in 1 L of acetone was added dropwise thereto. After completion of the dropping, the reaction was carried out at −15 ° C. for 4 hours, and then the temperature was returned to room temperature. The precipitated white solid was filtered off and vacuum dried at 50 ° C.
得られた固体300gを3Lのステンレスオートクレーブに入れ、メチルセルソルブ2.5Lに分散させ、5%パラジウム−炭素を20g加えた。ここに水素を風船で導入して、還元反応を室温で行った。約2時間後、風船がこれ以上しぼまないことを確認して反応を終了させた。反応終了後、ろ過して触媒であるパラジウム化合物を除き、ロータリーエバポレーターで濃縮し、下記式で表されるヒドロキシル基含有ジアミン化合物(b)を得た。 300 g of the obtained solid was placed in a 3 L stainless autoclave, dispersed in 2.5 L of methyl cell solve, and 20 g of 5% palladium-carbon was added. Hydrogen was introduced into this with a balloon, and the reduction reaction was carried out at room temperature. After about 2 hours, the reaction was terminated after confirming that the balloon did not deflate any more. After completion of the reaction, the palladium compound as a catalyst was removed by filtration, and the mixture was concentrated on a rotary evaporator to obtain a hydroxyl group-containing diamine compound (b) represented by the following formula.
合成例3 ヒドロキシル基含有ジアミン(c)の合成
2−アミノ−4−ニトロフェノール154g(1モル)をアセトン500mL、プロピレンオキシド300g(3.4モル)に溶解させ、−15℃に冷却した。ここにイソフタル酸クロリド112g(0.55モル)をアセトン600mLに溶解させた溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、−15℃で4時間反応させた。その後、室温に戻して生成している沈殿をろ過で集めた。
Synthesis Example 3 Synthesis of hydroxyl group-containing diamine (c) 154 g (1 mol) of 2-amino-4-nitrophenol was dissolved in 500 mL of acetone and 300 g (3.4 mol) of propylene oxide, and cooled to -15 ° C. A solution prepared by dissolving 112 g (0.55 mol) of isophthalic acid chloride in 600 mL of acetone was gradually added dropwise thereto. After completion of the dropping, the reaction was carried out at −15 ° C. for 4 hours. Then, the temperature was returned to room temperature, and the generated precipitate was collected by filtration.
この沈殿をGBL2Lに溶解させて、5%パラジウム−炭素30gを加えて、激しく攪拌した。ここに水素ガスを入れた風船を取り付け、室温で水素ガスの風船がこれ以上縮まない状態になるまで攪拌を続け、さらに2時間水素ガスの風船を取り付けた状態で攪拌した。攪拌終了後、ろ過でパラジウム化合物を除き、溶液をロータリーエバポレーターで半量になるまで濃縮した。ここにエタノールを加えて、再結晶を行い、下記式で表されるヒドロキシル基含有ジアミン(c)の結晶を得た。 This precipitate was dissolved in GBL2L, 30 g of 5% palladium-carbon was added, and the mixture was vigorously stirred. A balloon containing hydrogen gas was attached thereto, and stirring was continued until the balloon of hydrogen gas did not shrink any more at room temperature, and further stirred with the balloon of hydrogen gas attached for 2 hours. After stirring was completed, the palladium compound was removed by filtration, and the solution was concentrated on a rotary evaporator to half the volume. Ethanol was added thereto and recrystallization was carried out to obtain crystals of a hydroxyl group-containing diamine (c) represented by the following formula.
合成例4 キノンジアジド化合物(d)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−HAP(商品名、本州化学工業(株)製)、15.31g(0.05モル)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド40.28g(0.15モル)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン15.18gを系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、ろ液を水に投入させた。その後、析出した沈殿をろ過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記式で表されるキノンジアジド化合物(d)を得た。
Synthesis Example 4 Synthesis of quinonediazide compound (d) Under a dry nitrogen stream, TrisP-HAP (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 15.31 g (0.05 mol) and 5-naphthoquinonediazidesulfonyl acid chloride 40. 28 g (0.15 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. To this, 15.18 g of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system did not rise above 35 ° C. After the dropping, the mixture was stirred at 30 ° C. for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was added to water. Then, the precipitated precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried in a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (d) represented by the following formula.
合成例5 キノンジアジド化合物(e)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)、21.22g(0.05モル)と4−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド32.23g(0.12モル)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン15.18gの代わりに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン12.65gを用いた以外は、合成例4と同様にして下記式で表されるキノンジアジド化合物(e)を得た。
Synthesis Example 5 Synthesis of quinonediazide compound (e) Under a dry nitrogen stream, TrisP-PA (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), 21.22 g (0.05 mol) and 4-naphthoquinonediazide sulfonyl acid chloride 32. 23 g (0.12 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. Here, the following formula was used in the same manner as in Synthesis Example 4, except that 12.65 g of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was used instead of 15.18 g of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane. The quinonediazide compound (e) represented by is obtained.
合成例6 ポリイミド前駆体Aの合成
乾燥窒素気流下、4,4’−ジアミノフェニルエーテル(DAE)50.1g(0.25モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(SiDA)12.4g(0.05モル)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)500gに溶解させた。ここに合成例1で得られたヒドロキシ基含有酸無水物(a)214g(0.30モル)をNMP140gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で4時間反応させた。その後、N、N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール71.4g(0.6モル)をNMP50gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時間攪拌し重合液を得た。この重合液を水5Lに加えスラリー化した。このスラリーを減圧濾過し脱水したのち、5Lの水を加えメカニカルスターラーで攪拌後減圧濾過し脱水を2回繰り返した。この後、80℃の真空乾燥機で20時間乾燥し、ポリイミド前駆体Aを得た。
Synthesis Example 6 Synthesis of Polyimide Precursor A 50.1 g (0.25 mol) of 4,4'-diaminophenyl ether (DAE), 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane under a dry nitrogen stream. 12.4 g (0.05 mol) of (SiDA) was dissolved in 500 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). To this, 214 g (0.30 mol) of the hydroxy group-containing acid anhydride (a) obtained in Synthesis Example 1 was added together with 140 g of NMP, and the mixture was reacted at 20 ° C. for 1 hour and then at 50 ° C. for 4 hours. Then, a solution of 71.4 g (0.6 mol) of N, N-dimethylformamide dimethylacetal diluted with 50 g of NMP was added dropwise over 10 minutes. After the dropping, the mixture was stirred at 50 ° C. for 3 hours to obtain a polymerization solution. This polymerization solution was added to 5 L of water to form a slurry. This slurry was filtered under reduced pressure and dehydrated, 5 L of water was added, the slurry was stirred with a mechanical stirrer, filtered under reduced pressure, and dehydrated was repeated twice. After that, it was dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 20 hours to obtain a polyimide precursor A.
合成例7 ポリイミド前駆体Bの合成
乾燥窒素気流下、合成例2で得られたヒドロキシル基含有ジアミン(b)136g(0.225モル)をNMP500gに溶解させた。ここに合成例1で得られた3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸無水物(ODPA)77.6g(0.25モル)をピリジン300gとともに加えて、40℃で2時間反応させた。その後、末端封止剤として、3−エチニルアニリン5.8g(0.05モル)を加え、さらに40℃で1時間反応させた。その後、N、N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール73.5g(0.5モル)をNMP50gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、40℃で2時間攪拌し重合液を得た。この重合液を水5Lに加えスラリー化した。このスラリーを減圧濾過し脱水したのち、5Lの水を加えメカニカルスターラーで攪拌後減圧濾過し脱水を2回繰り返した。この後、80℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、ポリイミド前駆体Bを得た。
Synthesis Example 7 Synthesis of Polyimide Precursor B 136 g (0.225 mol) of the hydroxyl group-containing diamine (b) obtained in Synthesis Example 2 was dissolved in 500 g of NMP under a dry nitrogen stream. 77.6 g (0.25 mol) of 3,3', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic acid anhydride (ODPA) obtained in Synthesis Example 1 was added thereto together with 300 g of pyridine, and the reaction was carried out at 40 ° C. for 2 hours. I let you. Then, 5.8 g (0.05 mol) of 3-ethynylaniline was added as an end-capping agent, and the mixture was further reacted at 40 ° C. for 1 hour. Then, a solution of 73.5 g (0.5 mol) of N, N-dimethylformamide diethyl acetal diluted with 50 g of NMP was added dropwise over 10 minutes. After the dropping, the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours to obtain a polymerization solution. This polymerization solution was added to 5 L of water to form a slurry. This slurry was filtered under reduced pressure and dehydrated, 5 L of water was added, the slurry was stirred with a mechanical stirrer, filtered under reduced pressure, and dehydrated was repeated twice. Then, it was dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 72 hours to obtain a polyimide precursor B.
合成例8 ポリイミド前駆体Cの合成
乾燥窒素気流下、合成例3で得られたヒドロキシル基含有ジアミン化合物(c)151g(0.40モル)、SiDA12.4g(0.05モル)をNMP500gに溶解させた。ここにODPA155g(0.5モル)をNMP210gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で1時間反応させた。その後、末端封止剤として、4−アリルアニリン9.5g(0.08モル)を加え、さらに50℃で1時間反応させた。その後、N,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタール132g(0.9モル)をNMP150gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、40℃で3時間攪拌し重合液を得た。この重合液を水5Lに加えスラリー化した。このスラリーを減圧濾過し脱水したのち、5Lの水を加えメカニカルスターラーで攪拌後減圧濾過し脱水を2回繰り返した。この後、80℃の真空乾燥機で20時間乾燥し、ポリイミド前駆体Cを得た。
Synthesis Example 8 Synthesis of Polyimide Precursor C 151 g (0.40 mol) of the hydroxyl group-containing diamine compound (c) and 12.4 g (0.05 mol) of SiDA obtained in Synthesis Example 3 were dissolved in 500 g of NMP under a dry nitrogen stream. I let you. To this, 155 g (0.5 mol) of ODPA was added together with 210 g of NMP, and the mixture was reacted at 20 ° C. for 1 hour and then at 50 ° C. for 1 hour. Then, 9.5 g (0.08 mol) of 4-allylaniline was added as an end-capping agent, and the mixture was further reacted at 50 ° C. for 1 hour. Then, a solution of 132 g (0.9 mol) of N, N-dimethylformamide diethyl acetal diluted with 150 g of NMP was added dropwise over 10 minutes. After the dropping, the mixture was stirred at 40 ° C. for 3 hours to obtain a polymerization solution. This polymerization solution was added to 5 L of water to form a slurry. This slurry was filtered under reduced pressure and dehydrated, 5 L of water was added, the slurry was stirred with a mechanical stirrer, filtered under reduced pressure, and dehydrated was repeated twice. After that, it was dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 20 hours to obtain a polyimide precursor C.
合成例9 ポリベンゾオキサゾール前駆体Dの合成
乾燥窒素気流下、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸ジクロライド(DEDC)1モルと1−ヒドロキシベンゾトリアゾール2モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体197g(0.40モル)とBAHF183g(0.50モル)をNMP500gに溶解させ、75℃で12時間攪拌した。次に、末端封止剤として、NMP300gに溶解させた3−アリルベンゼンジカルボン酸無水物37.6g(0.20モル)を加え、さらに75℃で12時間攪拌し、重合液を得た。この重合液を水5Lに加えスラリー化した。このスラリーを減圧濾過し脱水したのち、5Lの水を加えメカニカルスターラーで攪拌後減圧濾過し脱水を2回繰り返した。この後、80℃の真空乾燥機で36時間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール前駆体Dを得た。
Synthesis Example 9 Synthesis of polybenzoxazole precursor D A dicarboxylic acid derivative obtained by reacting 1 mol of diphenyl ether-4,4'-dicarboxylic acid dichloride (DEDC) with 2 mol of 1-hydroxybenzotriazole under a dry nitrogen stream. 197 g (0.40 mol) and 183 g (0.50 mol) of BAHF were dissolved in 500 g of NMP and stirred at 75 ° C. for 12 hours. Next, 37.6 g (0.20 mol) of 3-allylbenzenedicarboxylic acid anhydride dissolved in 300 g of NMP was added as an end-capping agent, and the mixture was further stirred at 75 ° C. for 12 hours to obtain a polymer solution. This polymerization solution was added to 5 L of water to form a slurry. This slurry was filtered under reduced pressure and dehydrated, 5 L of water was added, the slurry was stirred with a mechanical stirrer, filtered under reduced pressure, and dehydrated was repeated twice. After that, it was dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 36 hours to obtain a polybenzoxazole precursor D.
合成例10 ポリイミドEの合成
乾燥窒素気流下、BAHF49.6g(0.135モル)とSiDA3.7g(0.015モル)をNMP200gに溶解させ、ODPA46.7g(0.15モル)を加えて撹拌し、室温で5時間反応させた。その後、200℃まで加熱し2時間イミド化させ、重合液を得た。
Synthesis Example 10 Synthesis of Polyimide E Under a dry nitrogen stream, 49.6 g (0.135 mol) of BAHF and 3.7 g (0.015 mol) of SiDA are dissolved in 200 g of NMP, 46.7 g (0.15 mol) of ODPA is added, and the mixture is stirred. Then, the reaction was carried out at room temperature for 5 hours. Then, it was heated to 200 degreeC and imidized for 2 hours to obtain a polymerization solution.
上記重合液を水2Lに加えスラリー化した。このスラリーを減圧濾過し脱水したのち、5Lの水を加えメカニカルスターラーで攪拌後減圧濾過し脱水を2回繰り返した後、80℃の真空乾燥機で72時間乾燥しポリイミドEを得た。 The above polymerization solution was added to 2 L of water to form a slurry. This slurry was filtered under reduced pressure and dehydrated, 5 L of water was added, and the slurry was stirred with a mechanical stirrer, filtered under reduced pressure and dehydrated twice, and then dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 72 hours to obtain polyimide E.
[実施例1]
ポリマーAを10g、合成例4で得られたキノンジアジド化合物(d)2.0g1−ヒドロキシベンゾトリアゾール 1mg MX−280 2.0gをγ―ブチルラクトン60g、乳酸エチル40gに溶解させてワニスを得た。
[Example 1]
A varnish was obtained by dissolving 10 g of polymer A and 2.0 g of the quinonediazide compound (d) obtained in Synthesis Example 4 1 mg of 1 mg MX-280 2.0 g of MX-280 in 60 g of γ-butyl lactone and 40 g of ethyl lactate.
[実施例2〜11、および比較例1〜3]
ポリマー、キノンジアジド化合、含窒素化合物および架橋材を表1に記載のとおりとした以外は実施例1と同様にして、ワニスを得た。ここで、実施例3、4、5、7は参考例1〜4と読み替えるものとする。
[Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 3]
A varnish was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymer, quinonediazide compound, nitrogen-containing compound and cross-linking material were as shown in Table 1. Here, Examples 3, 4 , 5, and 7 shall be read as Reference Examples 1 to 4 .
使用した架橋剤の構造を以下に示す。 The structure of the cross-linking agent used is shown below.
使用した複素環化合物の構造を以下に示す。 The structure of the heterocyclic compound used is shown below.
使用した各成分の組成と評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the composition and evaluation results of each component used.
Claims (3)
前記(b)化合物の含有量が(a)ポリマー100質量部に対して、0.01質量部以上0.1質量部以下であることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
A positive photosensitive resin composition, wherein the content of the compound (b) is 0.01 part by mass or more and 0.1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer (a).
An electronic component using the positive photosensitive resin composition according to claim 1 or 2 .
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