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JP2005266757A - Photosensitive resin composition - Google Patents

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JP2005266757A
JP2005266757A JP2004292682A JP2004292682A JP2005266757A JP 2005266757 A JP2005266757 A JP 2005266757A JP 2004292682 A JP2004292682 A JP 2004292682A JP 2004292682 A JP2004292682 A JP 2004292682A JP 2005266757 A JP2005266757 A JP 2005266757A
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JP
Japan
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acid ester
solvent
resin composition
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Withdrawn
Application number
JP2004292682A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hanabatake
博之 花畑
Kouya Matsuura
航也 松浦
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Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Original Assignee
Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Kasei Electronics Co Ltd filed Critical Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition providing a polyimide resin film having extremely low residual stress after curing, and also to provide a method for forming a cured relief pattern by using the composition. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition contains: (a) 100 parts by mass of polyamide acid ester having 3,000 to 100,000 number average molecular weight expressed by the general formula (1), the polyamide acid ester containing a block 1 composed of m of unit 1 (amide acid ester) prepared by condensation of X carboxylic acid and Y amine, and a block 2 composed of n of unit 2 (amide acid ester) prepared by condensation of X' carboxylic acid and Y' amine; (b) 1 to 20 parts by mass of a photopolymerization initiator; and (c) 30 to 600 parts by mass of solvent. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置、多層配線基板などの電気・電子材料の製造に有用な耐熱性を有する感光性樹脂に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、硬化後のポリイミド塗膜が、きわめて低い残留応力と高い耐熱性を有する感光性ポリアミド酸エステル組成物に関するものである。   The present invention relates to a heat-sensitive photosensitive resin useful for the production of electrical / electronic materials such as semiconductor devices and multilayer wiring boards. More specifically, the present invention relates to a photosensitive polyamic acid ester composition in which a cured polyimide coating film has extremely low residual stress and high heat resistance.

ポリイミド樹脂は、その高い熱的及び化学的安定性、低い誘電率、並びに優れた平坦化能のために、マイクロエレクトロニクス関係の材料として注目されており、半導体の表面保護膜、層間絶縁膜、あるいはマルチチップモジュールなどの材料として広く使用されている。
ポリイミド樹脂を用いて半導体装置を製造する場合には、従来、非感光性ポリイミド前駆体を基板上に塗布して塗膜を形成し、加熱してポリイミド樹脂に変換した後に、リソグラフィー技術を利用して所望のパターンを形成する方法が用いられてきた。具体的には、ポリイミド樹脂膜の上に、フォトレジストとパターンを有するフォトマスクを用いてフォトレジストのレリーフパターンを形成し、その後にエッチングによって該ポリイミド樹脂膜のパターン化を行うという間接的な硬化レリーフパターン形成方法が用いられてきた。しかしながら、この方法においては、初めに、マスクとなるフォトレジストのレリーフパターンをポリイミド樹脂膜の上に形成し、次に該ポリイミド樹脂膜のエッチングを行い、最後に不要になったフォトレジストの剥離を行わなければならないため、工程が複雑であった。また、間接的なレリーフパターン形成方法であるが故に解像度が低く、エッチングにヒドラジンのような有毒物質を溶剤として用いる必要があるため、安全性の問題もあった。
Polyimide resin is attracting attention as a material for microelectronics due to its high thermal and chemical stability, low dielectric constant, and excellent planarization ability, and is used as a semiconductor surface protective film, interlayer insulating film, or Widely used as a material for multi-chip modules.
In the case of manufacturing a semiconductor device using a polyimide resin, conventionally, a non-photosensitive polyimide precursor is applied on a substrate to form a coating film, and after heating to convert to a polyimide resin, a lithography technique is used. Thus, a method for forming a desired pattern has been used. Specifically, on the polyimide resin film, a photoresist relief pattern is formed using a photoresist and a photomask having a pattern, and then the polyimide resin film is patterned by etching. A relief pattern forming method has been used. However, in this method, first, a relief pattern of a photoresist to be a mask is formed on the polyimide resin film, and then the polyimide resin film is etched, and finally the unnecessary photoresist is removed. The process was complicated because it had to be done. In addition, since it is an indirect relief pattern forming method, the resolution is low, and it is necessary to use a toxic substance such as hydrazine as a solvent for etching.

上記のような問題点を克服する目的で、近年、光重合性の感光基をポリイミド前駆体に導入し、ポリイミド前駆体の塗膜に直接レリーフパターンを形成する方法が開発、実用化されている。例えば、二重結合を有する化合物をエステル結合、アミド結合、イオン結合などを介してポリアミド酸誘導体に結合してなるポリイミド前駆体(以下、感光性ポリイミド前駆体ともいう。)、及び光重合開始剤等を含む感光性樹脂組成物を基板上に塗布することによって塗膜を形成し、該塗膜をパターンを有するフォトマスクを介して露光することによって塗膜の露光された部分のポリイミド前駆体を不溶化させた上で現像処理に付すことによってポリイミド前駆体からなるレリーフパターンを形成し、その後、加熱して感光基成分を除去することによってポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンに変換する方法などが提案されている(非特許文献1参照)。この技術は、一般に感光性ポリイミド技術と呼ばれている。感光性ポリイミド技術によって、従来の非感光性ポリイミド前駆体を用いるプロセスに伴う問題は克服されるため、近年はポリイミド樹脂からなるレリーフパターンの形成を感光性ポリイミド技術で行うことが多くなっている。   In recent years, in order to overcome the above problems, a method for introducing a photopolymerizable photosensitive group into a polyimide precursor and directly forming a relief pattern on the polyimide precursor coating has been developed and put into practical use. . For example, a polyimide precursor obtained by bonding a compound having a double bond to a polyamic acid derivative via an ester bond, an amide bond, an ionic bond, or the like (hereinafter also referred to as a photosensitive polyimide precursor), and a photopolymerization initiator. The polyimide precursor of the exposed part of the coating film is formed by forming a coating film by applying a photosensitive resin composition containing etc. on the substrate and exposing the coating film through a photomask having a pattern. A method is proposed in which a relief pattern made of a polyimide precursor is formed by insolubilization and then subjected to a development treatment, and then converted to a cured relief pattern made of polyimide resin by heating to remove the photosensitive group component. (See Non-Patent Document 1). This technology is generally called photosensitive polyimide technology. Since the photosensitive polyimide technology overcomes the problems associated with the conventional process using a non-photosensitive polyimide precursor, in recent years, a relief pattern made of a polyimide resin is frequently formed by the photosensitive polyimide technology.

しかしながら、上記の感光性ポリイミド前駆体をシリコンウエハー上に製膜して加熱によってポリイミド樹脂に変換した際に、硬化時の残留応力により、シリコンウエハー全体が反るという問題を引き起こすことがある。しかもこの傾向は、近年使用され始めた、径の大きなシリコンウエハーの場合にはより顕著であるため、問題となりつつある。また、MPUなどの発熱量の多いLSIに使われる窒化ケイ素等からなるパッシベーション膜の上にポリイミド薄膜をバッファーコート膜として形成した場合に、当該ポリイミド膜の残留応力が大きいと、経時変化や熱履歴の印加によって下層のパッシベーション膜にクラックが生じる可能性も考えられるため、ポリイミド樹脂膜における残留応力の低減が求められている。
一般に薄膜が有する残留応力は、該薄膜のヤングモジュラス(以下、Eともいう。)と熱膨張係数(以下、CTEともいう。)との積をガラス転移温度(以下、Tgともいう。)から室温までの範囲にわたって積分した値に比例することが知られている。従って、耐熱性を維持したままでポリイミド樹脂膜の残留応力を低減させる方法として、EまたはCTEの値を小さくすることが提案されている。例えば、ジアミン成分としてシリコーン系ジアミンを5〜50重量%共重合させたポリアミド酸と分子量が500以下の多官能アクリレートと増感剤とを必須成分とする感光性樹脂組成物が提案されており(特許文献1参照)、該組成物を硬化させてなるポリイミド樹脂膜は弾性率(Eは弾性率の一種)が低いとの記載がある。しかしながら、この手法で得られたポリイミド樹脂膜は、シリコーン系ジアミンの共重合量の増加に伴ってEは低下するが、同時にTgも低下してしまう。すなわち、薄膜の耐熱性も低下してしまうという別の問題が発生する。
However, when the photosensitive polyimide precursor is formed on a silicon wafer and converted into a polyimide resin by heating, there may be a problem that the entire silicon wafer is warped due to residual stress at the time of curing. Moreover, this tendency is becoming more problematic in the case of a silicon wafer having a large diameter that has recently been used. In addition, when a polyimide thin film is formed as a buffer coat film on a passivation film made of silicon nitride or the like used for LSIs with a large amount of heat, such as MPU, if the residual stress of the polyimide film is large, the change with time and thermal history Since there is a possibility that cracks may occur in the lower passivation film due to the application of, it is required to reduce the residual stress in the polyimide resin film.
In general, the residual stress of a thin film is the room temperature from the glass transition temperature (hereinafter also referred to as Tg) of the product of the Young's modulus (hereinafter also referred to as E) and the thermal expansion coefficient (hereinafter also referred to as CTE) of the thin film. It is known to be proportional to the value integrated over the range up to. Accordingly, it has been proposed to reduce the value of E or CTE as a method of reducing the residual stress of the polyimide resin film while maintaining heat resistance. For example, there has been proposed a photosensitive resin composition comprising a polyamic acid obtained by copolymerizing 5 to 50% by weight of a silicone-based diamine as a diamine component, a polyfunctional acrylate having a molecular weight of 500 or less, and a sensitizer as essential components ( Patent Document 1), there is a description that a polyimide resin film obtained by curing the composition has a low elastic modulus (E is a kind of elastic modulus). However, in the polyimide resin film obtained by this method, E decreases as the copolymerization amount of the silicone diamine increases, but Tg also decreases at the same time. That is, another problem arises that the heat resistance of the thin film also decreases.

また、硬化後にCTEが2×10-5/K以下のポリイミド樹脂になる前駆体1と、硬化後にCTEが2×10-4/K以下かつTgが350℃未満のポリイミド樹脂になる前駆体2とを含有する感光性樹脂組成物、及び該前駆体1と該前駆体2とをブロック共重合させた感光性樹脂組成物が提案されており(特許文献2参照)、該組成物を硬化させてなるポリイミド樹脂膜は低残留応力であるとの記載がある。しかしながら、この手法で得られたポリイミド塗膜は、CTEは低い一方でEとTgは高いために残留応力の低下という面からは不十分な点があった。また、ポリイミド分子同士の高度なパッキングを起こさせることによってCTEを低下させているために、局所的な応力の集中が不可避的に起こり、その結果、上記のパッシベーション膜のクラック問題が回避できない場合があった。
さらに、全芳香族テトラカルボン酸のうち15〜70モル%がピロメリット酸二無水物に由来し15〜50モル%がオキシジフタル酸ニ無水物に由来するものであり、硬化後のポリイミド薄膜の残留応力が33MPa以下のポリアミド酸エステルが提案されており(特許文献3参照)、220〜280℃の領域と320〜380℃の領域にTgを有する旨の記載がある。特許文献3記載の発明は、ブロック共重合により高Tgと低残留応力の両方を達成したものであるが、さらなる残留応力の低下が必要とされている。
Further, a precursor 1 that becomes a polyimide resin having a CTE of 2 × 10 −5 / K or less after curing, and a precursor 2 that becomes a polyimide resin having a CTE of 2 × 10 −4 / K or less and a Tg of less than 350 ° C. after curing. And a photosensitive resin composition obtained by block copolymerization of the precursor 1 and the precursor 2 have been proposed (see Patent Document 2), and the composition is cured. There is a description that the resulting polyimide resin film has low residual stress. However, since the polyimide coating film obtained by this method has a low CTE and a high E and Tg, there is an insufficient point in terms of a decrease in residual stress. In addition, since the CTE is lowered by causing a high degree of packing between polyimide molecules, local stress concentration is unavoidable, and as a result, the crack problem of the passivation film may not be avoided. there were.
Further, 15 to 70 mol% of the total aromatic tetracarboxylic acid is derived from pyromellitic dianhydride and 15 to 50 mol% is derived from oxydiphthalic dianhydride, and the polyimide thin film remains after curing. A polyamic acid ester having a stress of 33 MPa or less has been proposed (see Patent Document 3), and there is a description that it has Tg in a region of 220 to 280 ° C and a region of 320 to 380 ° C. The invention described in Patent Document 3 achieves both high Tg and low residual stress by block copolymerization, but further reduction of residual stress is required.

特公平05−049215号公報Japanese Patent Publication No. 05-049215 特開2002−040658号公報JP 2002-040658 A 国際公開第00/43439号パンフレットInternational Publication No. 00/43439 Pamphlet 山岡・表、「ポリファイル」、1990年、第27巻、第2号、第14〜18頁Yamaoka, Omote, “Polyfile”, 1990, 27, No. 2, pp. 14-18

本発明は、硬化後のポリイミド塗膜が均質で、低い残留応力と高い耐熱性とを同時に有するとともに、均一な形状の硬化レリーフパターンを与えるポリアミド酸エステル組成物、及び該組成物を用いた硬化レリーフパターンの形成方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a polyamic acid ester composition in which a cured polyimide coating film is homogeneous, has low residual stress and high heat resistance at the same time, and gives a uniform relief relief pattern, and curing using the composition It is an object to provide a method for forming a relief pattern.

本発明者は、上述した従来技術の問題点を検討した結果、TgとEとが連動して動くことが低残留応力と高耐熱性を両立させることを困難にしていることに気がついた。すなわち、EとTgの高いポリイミドAを与える単位ユニットAと、EとTgの低いポリイミドBを与える単位ユニットBとをランダムに共重合させたポリアミド酸エステルを硬化させたポリイミドでは、EもTgもポリイミドAとポリイミドBの中間のものしか得ることができない。
本発明者は、単位ユニットAと単位ユニットBとをブロック共重合させたポリアミド酸エステルを硬化させたポリイミドによって、EはポリイミドAとポリイミドBの中間であり、かつ高い側のTgはポリイミドAと同等のものを得ることができ、半導体装置の製造工程に耐えうるに十分な耐熱性を発現させることが可能になるのではないかとの着想を抱いた。そして、Tgを0℃以下にしたポリイミドBを使用することによってEを大幅に減少させ、さらにポリイミドAのTgを150℃以上にすることによって、上記着想を実現できることを見出し本発明に至った。
As a result of studying the above-described problems of the prior art, the present inventor has found that it is difficult for Tg and E to move together to achieve both low residual stress and high heat resistance. That is, in a polyimide obtained by curing a polyamic acid ester obtained by randomly copolymerizing a unit unit A which gives polyimide A having a high E and Tg and a unit unit B giving a polyimide B having a low E and Tg, both E and Tg Only intermediate materials between polyimide A and polyimide B can be obtained.
The present inventor uses a polyimide obtained by curing a polyamic acid ester obtained by block copolymerization of the unit unit A and the unit unit B, E is between the polyimide A and the polyimide B, and the higher Tg is the polyimide A. The idea was that an equivalent product could be obtained and sufficient heat resistance could be developed to withstand the manufacturing process of the semiconductor device. And it discovered that E was reduced significantly by using the polyimide B which made Tg 0 degrees C or less, and also by making Tg of polyimide A 150 degrees C or more, it discovered that the said idea was realizable and came to this invention.

すなわち、本発明は以下の感光性樹脂組成物、および硬化レリーフパターンの形成方法である。
1)(a)少なくとも下記一般式(1)で表されるXカルボン酸とYアミンを縮合させた単位ユニット1(アミド酸エステル)m個からなるブロック1と、X’カルボン酸とY’アミンを縮合させた単位ユニット2(アミド酸エステル)n個からなるブロック2とを含む、数平均分子量が3,000〜100,000のポリアミド酸エステルであって、加熱硬化させて得られるポリイミド樹脂膜が−150〜0℃の領域Aと150〜380℃の領域Bとのそれぞれに、動的粘弾性測定法による温度分散曲線より得られる少なくとも1つずつのガラス転移温度を有し、該領域Aと該領域Bとの間の領域Cにはガラス転移温度を有しないポリアミド酸エステル100質量部、(b)光重合開始剤1〜20質量部、及び(c)溶媒30〜600質量部を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物である。

Figure 2005266757
(式中、XとX’はそれぞれ独立して炭素数6〜32の4価の有機基であり、Yは炭素数4〜30の2価の有機基であり、Y’は炭素数4〜30の2価の有機基およびケイ素数2〜50の2価のケイ素含有基からなる群から選ばれる基であり、RおよびR’はそれぞれ独立してオレフィン性二重結合を有する1価の基である。) That is, the present invention is the following photosensitive resin composition and method for forming a cured relief pattern.
1) (a) Block 1 consisting of m unit units 1 (amidate ester) obtained by condensing at least X carboxylic acid represented by the following general formula (1) and Y amine, X ′ carboxylic acid and Y ′ amine A polyamic acid ester having a number average molecular weight of 3,000 to 100,000, comprising a block 2 composed of n unit units 2 (amide acid ester) condensed with bismuth, and obtained by heat curing Has at least one glass transition temperature obtained from a temperature dispersion curve by a dynamic viscoelasticity measurement method in each of the region A of −150 to 0 ° C. and the region B of 150 to 380 ° C. In region C between the region B and the region B, 100 parts by mass of a polyamic acid ester having no glass transition temperature, (b) 1 to 20 parts by mass of a photopolymerization initiator, and (c) 30 to 600 parts by mass of a solvent A photosensitive resin composition which comprises.
Figure 2005266757
(In the formula, X and X ′ are each independently a tetravalent organic group having 6 to 32 carbon atoms, Y is a divalent organic group having 4 to 30 carbon atoms, and Y ′ is 4 to 4 carbon atoms. 30 is a group selected from the group consisting of 30 divalent organic groups and 2 to 50 silicon-containing divalent silicon-containing groups, and R and R ′ are each independently a monovalent group having an olefinic double bond .)

2)溶媒が、下記一般式(2)で表される溶媒を10〜100質量%含有する溶媒であることを特徴とする上記1)に記載の感光性樹脂組成物。

Figure 2005266757
(式中、R1は2価の有機基であり、R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して1価の有機基、及びハロゲン基からなる群から選ばれる基である。)
3)溶媒が、150〜300℃に沸点を有する有機溶媒を10〜100質量%含有する溶媒であることを特徴とする上記1)又は2)に記載の感光性樹脂組成物。
4)上記1)〜3)のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥することにより該基材上に塗膜を形成する工程、パターンを有するフォトマスクを介して、又は直接に該塗膜に紫外線を照射する工程、現像液で現像することにより該塗膜の露光されなかった部分を除去して該基材上にレリーフパターンを形成する工程、該レリーフパターンを加熱することによりポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンを該基材上に形成する工程、の各工程を包含することを特徴とする硬化レリーフパターンの形成方法。 2) The photosensitive resin composition as described in 1) above, wherein the solvent is a solvent containing 10 to 100% by mass of a solvent represented by the following general formula (2).
Figure 2005266757
(Wherein R 1 is a divalent organic group, and R 2 , R 3 , and R 4 are each independently a group selected from the group consisting of a monovalent organic group and a halogen group.)
3) The photosensitive resin composition as described in 1) or 2) above, wherein the solvent is a solvent containing 10 to 100% by mass of an organic solvent having a boiling point at 150 to 300 ° C.
4) A step of forming a coating film on the substrate by applying the photosensitive resin composition according to any one of 1) to 3) above to a substrate and drying, through a photomask having a pattern Or a step of directly irradiating the coating film with ultraviolet light, a step of removing an unexposed portion of the coating film by developing with a developer and forming a relief pattern on the substrate, and the relief pattern A method of forming a cured relief pattern comprising the steps of: forming a cured relief pattern comprising a polyimide resin on the substrate by heating.

本発明の感光性樹脂組成物は、硬化後のポリイミド樹脂膜が均質で表面平滑性に優れ、かつ低い残留応力と高い耐熱性とを同時に発現する。さらに、本発明のパターン形成方法によれば、低い残留応力と高い耐熱性を同時に有する硬化レリーフパターンを基板上に形成することが可能となる。   In the photosensitive resin composition of the present invention, the cured polyimide resin film is homogeneous and excellent in surface smoothness, and simultaneously exhibits low residual stress and high heat resistance. Furthermore, according to the pattern forming method of the present invention, a cured relief pattern having both low residual stress and high heat resistance can be formed on the substrate.

本発明について、以下に具体的に説明する。
(a)ポリアミド酸エステル
本発明の感光性樹脂組成物を加熱硬化させて得たポリイミド樹脂膜は、ガラス転移温度を−150〜0℃の領域Aと150〜380℃の領域Bとのそれぞれに少なくとも1つずつ有し、該領域Aと該領域Bとの間の領域Cにはガラス転移温度を有さないという特徴を有する(以下、この特徴を「Tg要件」という。)。なお、本発明におけるガラス転移温度は、動的粘弾性測定法による温度分散曲線より得られるTanδのピークで定義するものとする。
本発明の感光性樹脂組成物に含まれるポリアミド酸エステル(以下、ブロック性ポリアミド酸エステルという。)は、主鎖が、下式(1)のXカルボン酸とYアミンを縮合させた単位ユニット1を主とするブロック1、および下式(1)のX’カルボン酸とY’アミンを縮合させた単位ユニット2を主とするブロック2からなるものである。また、Tg要件に反しない限り、両ブロックより分子量が小さい他のユニット(以下、単位ユニット3という。)をさらに含んでいてもよい。

Figure 2005266757
(式中、XとX’はそれぞれ独立して炭素数6〜32の4価の有機基であり、Yは炭素数4〜30の2価の有機基であり、Y’は炭素数4〜30の2価の有機基およびケイ素数2〜50の2価のケイ素含有基からなる群から選ばれる基であり、RおよびR’はそれぞれ独立してオレフィン性二重結合を有する1価の基である。) The present invention will be specifically described below.
(A) Polyamic acid ester The polyimide resin film obtained by heat-curing the photosensitive resin composition of the present invention has a glass transition temperature in each of the region A of −150 to 0 ° C. and the region B of 150 to 380 ° C. At least one is provided, and the region C between the region A and the region B does not have a glass transition temperature (hereinafter, this feature is referred to as “Tg requirement”). In addition, the glass transition temperature in this invention shall be defined with the peak of Tandelta obtained from the temperature dispersion curve by a dynamic viscoelasticity measuring method.
The polyamic acid ester (hereinafter referred to as a blocky polyamic acid ester) contained in the photosensitive resin composition of the present invention is a unit unit 1 whose main chain is a condensation of X carboxylic acid of formula (1) and Y amine. And a block 2 mainly comprising a unit unit 2 obtained by condensing the X ′ carboxylic acid and Y ′ amine of the following formula (1). Further, as long as the Tg requirement is not violated, another unit having a molecular weight smaller than that of both blocks (hereinafter referred to as unit unit 3) may be further included.
Figure 2005266757
(In the formula, X and X ′ are each independently a tetravalent organic group having 6 to 32 carbon atoms, Y is a divalent organic group having 4 to 30 carbon atoms, and Y ′ is 4 to 4 carbon atoms. 30 is a group selected from the group consisting of 30 divalent organic groups and 2 to 50 silicon-containing divalent silicon-containing groups, and R and R ′ are each independently a monovalent group having an olefinic double bond .)

上述のブロック1、及びブロック2は、直接結合していても良く、単位ユニット3を介して結合していてもよい。また、主鎖の両末端にも同種、または別種の単位ユニット3が結合していてもよい。該ブロック性ポリアミド酸エステルは、後述するように複数の異なるテトラカルボン酸ジエステルを、ジアミン類との縮合反応に付すことによって合成することができる。
上述のブロック1は、ブロック性ポリアミド酸エステルを加熱硬化させてなるポリイミド樹脂膜において、150〜380℃の領域BにTgを発現させるための部分である。従って、上述の単位ユニット1の繰り返しのみからなるブロックであることが好ましいが、Tg要件に反しない限り、該単位ユニット1以外のユニットを少量含むことを排除しない。
同様に、上述のブロック2は、ブロック性ポリアミド酸エステルを加熱硬化させて得られるポリイミド樹脂膜において、Eを低下させ、かつ−150〜0℃の領域AにTgを発現させるための部分である。従って、上述の単位ユニット2の繰り返しのみからなるブロックであることが好ましいが、Tg要件に反しない限り、該単位ユニット2以外のユニットを少量含むことを排除しない。
また、上述の単位ユニット3は、ブロック性ポリアミド酸エステルを加熱硬化させて得られるポリイミド樹脂膜において、Tg、又はEを発現させるための積極的な役割は負っていない。従って、該ポリイミド樹脂膜として、領域CにTgを発現させない単位ユニット、又は含有量であれば、いかなるものでも使用可能である。
The block 1 and the block 2 described above may be directly coupled or may be coupled via the unit unit 3. Further, the same type or different types of unit units 3 may be bonded to both ends of the main chain. The block polyamic acid ester can be synthesized by subjecting a plurality of different tetracarboxylic acid diesters to a condensation reaction with diamines as described later.
The above-mentioned block 1 is a part for expressing Tg in the region B at 150 to 380 ° C. in a polyimide resin film obtained by heat-curing a block polyamic acid ester. Therefore, it is preferable that the block is composed of only repetitions of the unit unit 1 described above, but it is not excluded to include a small amount of units other than the unit unit 1 as long as the Tg requirement is not violated.
Similarly, the above-mentioned block 2 is a portion for reducing E and expressing Tg in the region A at −150 to 0 ° C. in a polyimide resin film obtained by heat-curing a block polyamic acid ester. . Therefore, although it is preferable that the block is composed of only repetitions of the unit unit 2 described above, it is not excluded to include a small amount of units other than the unit unit 2 as long as the Tg requirement is not violated.
Moreover, the unit unit 3 described above does not have an active role for expressing Tg or E in a polyimide resin film obtained by heat-curing a block polyamic acid ester. Therefore, as the polyimide resin film, any unit unit or content that does not express Tg in the region C can be used.

ブロック性ポリアミド酸エステルにおいて、単位ユニット1中のX基、及び単位ユニット2中のX’基は、原料として用いるテトラカルボン酸二無水物に由来する。
ブロック性ポリアミド酸エステルの主原料として好適に用いることができるテトラカルボン酸二無水物は、XおよびX’基が炭素数6〜32の4価の芳香族基であるテトラカルボン酸二無水物(以下、単に芳香族テトラカルボン酸ニ無水物という。)であり、例えば、ピロメリット酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルフォン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2−ビス[(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、および1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。これらの芳香族テトラカルボン酸二無水物は、単独でも二種以上を同時に用いることも可能である。
In the block polyamic acid ester, the X group in the unit unit 1 and the X ′ group in the unit unit 2 are derived from a tetracarboxylic dianhydride used as a raw material.
The tetracarboxylic dianhydride that can be suitably used as the main raw material of the block polyamic acid ester is a tetracarboxylic dianhydride in which the X and X ′ groups are tetravalent aromatic groups having 6 to 32 carbon atoms ( Hereinafter, simply referred to as aromatic tetracarboxylic dianhydride), for example, pyromellitic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic Acid dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ) Ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone Hong dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3 4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) biphenyl dianhydride, 2,2-bis [(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane Anhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, and the like can be given. These aromatic tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

本発明の感光性樹脂組成物をi線でパターン化する場合には、4,4’−オキシジフタル酸二無水物等のi線透過性の良好な芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用することが好ましい。また、より高い耐熱性を要する用途に使用する場合は、ピロメリット酸二無水物等の剛直構造を有する芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましい。
上述の主原料として用いられる芳香族テトラカルボン酸二無水物に加えて、脂肪族テトラカルボン酸二無水物も使用することができる。具体的な例としては、例えば、ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ペンタン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサ−1−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、3−エチルシクロヘキサ−1−エン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−メチル−3−エチルシクロヘキサン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−メチル−3−エチルシクロヘキサ−1−エン−3−(1,2),5,6−テトラカルボン酸二無水物、1−エチルシクロヘキサン−1−(1,2),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1−プロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,3−ジプロピルシクロヘキサン−1−(2,3),3−(2,3)−テトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキシル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセンー1,2−ジカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらの脂肪族テトラカルボン酸二無水物は、単独でも二種以上を同時に用いることも可能である。
When patterning the photosensitive resin composition of the present invention with i-line, use an aromatic tetracarboxylic dianhydride having good i-line permeability such as 4,4′-oxydiphthalic dianhydride. Is preferred. Moreover, when using for the use which requires higher heat resistance, aromatic tetracarboxylic dianhydride which has rigid structures, such as a pyromellitic dianhydride, is preferable.
In addition to the aromatic tetracarboxylic dianhydride used as the main raw material, an aliphatic tetracarboxylic dianhydride can also be used. Specific examples include, for example, butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pentane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride. , Cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, cyclohex-1-ene-2,3,5,6- Tetracarboxylic dianhydride, 3-ethylcyclohex-1-ene-3- (1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-methyl-3-ethylcyclohexane-3- (1, 2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-methyl-3-ethylcyclohex-1-ene-3- (1,2), 5,6-tetracarboxylic dianhydride, 1-ethyl Cyclohexane-1- (1,2), 3,4 Tetracarboxylic dianhydride, 1-propylcyclohexane-1- (2,3), 3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,3-dipropylcyclohexane-1- (2,3), 3- ( 2,3) -tetracarboxylic dianhydride, dicyclohexyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptane-2,3,5,6-tetra Carboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5 , 6-tetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, and the like. These aliphatic tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more.

ブロック性ポリアミド酸エステルにおいて、脂肪族テトラカルボン酸二無水物に由来するX基の量は、ブロック1における全テトラカルボン酸二無水物に由来するX基の量に対して0〜30モル%の範囲内であることが好ましく、0〜10モル%の範囲内であることがより好ましく、0モル%であることが最も好ましい。脂肪族テトラカルボン酸二無水物に由来するX基の量が30モル%より多い場合は、硬化後のポリイミド樹脂の耐熱性が低下することがある。
ブロック性ポリアミド酸エステルにおいて、単位ユニット1中のR、および単位ユニット2中のR’基は、上記のテトラカルボン酸二無水物のエステル化反応に用いるアルコール類に由来する。該アルコール類は、感光性を付与するために、オレフィン性二重結合を有するアルコール類を主成分として用いることが好ましい。
具体的には、2−メタクリロイルオキシエチルアルコール、2−アクリロイルオキシエチルアルコール、1−アクリロイルオキシ−2−プロピルアルコール、2−メタクリルアミドエチルアルコール、2−アクリルアミドエチルアルコール、メチロールビニルケトン、2−ヒドロキシエチルビニルケトン、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、及びグリセリンモノアクリレートなどが挙げられる。これらのオレフィン性二重結合を有するアルコール類は、1種あるいは2種以上を混合して用いることができる。
In the block polyamic acid ester, the amount of the X group derived from the aliphatic tetracarboxylic dianhydride is 0 to 30 mol% with respect to the amount of the X group derived from all the tetracarboxylic dianhydrides in the block 1. It is preferably within the range, more preferably within the range of 0 to 10 mol%, and most preferably 0 mol%. When the amount of the X group derived from the aliphatic tetracarboxylic dianhydride is more than 30 mol%, the heat resistance of the cured polyimide resin may be lowered.
In the block polyamic acid ester, R in the unit unit 1 and R ′ group in the unit unit 2 are derived from alcohols used in the esterification reaction of the tetracarboxylic dianhydride. In order to impart photosensitivity, the alcohol preferably uses an alcohol having an olefinic double bond as a main component.
Specifically, 2-methacryloyloxyethyl alcohol, 2-acryloyloxyethyl alcohol, 1-acryloyloxy-2-propyl alcohol, 2-methacrylamide ethyl alcohol, 2-acrylamidoethyl alcohol, methylol vinyl ketone, 2-hydroxyethyl Examples include vinyl ketone, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycerol monomethacrylate, and glycerol monoacrylate. These alcohols having an olefinic double bond can be used alone or in combination of two or more.

また、上述のオレフィン性二重結合を有するアルコール類として、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアクリレート、及びポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)モノアクリレートなどの長鎖ポリアルキレングリコールアクリレート類も使用することができる。
さらに、分子内に2個以上のオレフィン性二重結合を有するアルコール類も、ブロック性ポリアミド酸エステルを合成するのに好適に使用することができる。具体的には、グリセリンジメタクリレート、グリセリンジアクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイルオキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、及びペンタエリスリトールトリメタクリレートなどが挙げられる。
また、特開平06−080776号公報に開示されているように、上記のオレフィン性二重結合を有するアルコール類に、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、又はイソプロピルアルコールなどのオレフィン性二重結合を有さないアルコール類を一部混合して用いてもよい。
Examples of the alcohol having an olefinic double bond include polyethylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol monoacrylate, and poly (ethylene glycol-tetramethylene glycol) mono. Long chain polyalkylene glycol acrylates such as acrylates can also be used.
Furthermore, alcohols having two or more olefinic double bonds in the molecule can also be suitably used for synthesizing the block polyamic acid ester. Specifically, glycerol dimethacrylate, glycerol diacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, and the like can be given.
Further, as disclosed in JP-A-06-080776, an olefinic double bond such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, or isopropyl alcohol is added to the alcohol having an olefinic double bond. You may mix and use alcohols which do not have a coupling | bonding.

ブロック性ポリアミド酸エステルにおいて、オレフィン性二重結合を有さないアルコール類に由来するR基の量は、ブロック1における全アルコール類に由来するR基の量に対して0〜30モル%の範囲内であることが好ましく、0〜10モル%の範囲内であることがより好ましく、0モル%であることが最も好ましい。オレフィン性二重結合を有さないアルコール類に由来するR基の量が30モル%より多い場合は、リソグラフィー性能が低下することがある。同様の理由で、オレフィン性二重結合を有さないアルコール類に由来するR’基の量についても、ブロック2におけるアルコール類に由来するR’基の量に対して0〜30モル%の範囲内であることが好ましく、0〜10モル%の範囲内であることがより好ましく、0モル%であることが最も好ましい。
化学量論的には、テトラカルボン酸二無水物のエステル化に使用するアルコール類の量は、テトラカルボン酸二無水物1.00当量(0.50モル)あたり1.00当量(1価のアルコールの場合は1.00モル)であるが、ブロック性ポリアミド酸エステルを合成するときには、テトラカルボン酸二無水物1.00当量あたり、1.01〜1.10当量のアルコール類を用いてテトラカルボン酸ジエステルを合成すると、最終的に得られる感光性樹脂組成物の保存安定性が向上するので好ましい。
In the block polyamic acid ester, the amount of R groups derived from alcohols having no olefinic double bond is in the range of 0 to 30 mol% with respect to the amount of R groups derived from all alcohols in block 1. It is preferably within the range, more preferably within the range of 0 to 10 mol%, and most preferably 0 mol%. When the amount of the R group derived from the alcohol having no olefinic double bond is more than 30 mol%, the lithography performance may be deteriorated. For the same reason, the amount of R ′ group derived from alcohols having no olefinic double bond is also in the range of 0 to 30 mol% with respect to the amount of R ′ group derived from alcohols in block 2. It is preferably within the range, more preferably within the range of 0 to 10 mol%, and most preferably 0 mol%.
Stoichiometrically, the amount of alcohol used for esterification of tetracarboxylic dianhydride is 1.00 equivalent (monovalent) per 1.00 equivalent (0.50 mol) of tetracarboxylic dianhydride. However, when synthesizing a block polyamic acid ester, 1.01 to 1.10 equivalents of alcohol is used per 1.00 equivalent of tetracarboxylic dianhydride. The synthesis of a carboxylic acid diester is preferable because the storage stability of the finally obtained photosensitive resin composition is improved.

次に単位ユニット1中のY基について説明する。
該Y基は炭素数4〜30の2価の有機基であって、原料として用いるジアミン類に由来する。該ジアミン類としては芳香族ジアミン類を主として用いることが好ましく、ブロック1において、上述のテトラカルボン酸二無水物とともにジアミンに芳香族基を導入することにより、硬化後のポリイミド樹脂膜の耐熱性を高めることができる。
芳香族ジアミン類の具体的な例としては、パラフェニレンジアミン、メタ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スルフィド、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォキシド、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフォン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフォン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、9,10−ビス(4−アミノフェニル)アントラセン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、1、1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3−アミノ−4−メチルフェニル)プロパン、1,4−ビス(3−アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、あるいはこれらの芳香族ジアミン類の芳香族環と直接結合した水素原子の一部がメチル基、エチル基、及びハロゲン基からなる群から選択される基で置換されたものなどが挙げられる。
Next, the Y group in the unit unit 1 will be described.
The Y group is a divalent organic group having 4 to 30 carbon atoms and is derived from diamines used as raw materials. As the diamine, aromatic diamines are preferably mainly used. In Block 1, by introducing an aromatic group into the diamine together with the tetracarboxylic dianhydride described above, the heat resistance of the cured polyimide resin film is improved. Can be increased.
Specific examples of aromatic diamines include paraphenylene diamine, metaphenylene diamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,4′-. Diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2 '-Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 1,4-bis (4- Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) ) Benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′- Bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,4-bis (4-aminophenyl) benzene, 9,10-bis (4-aminophenyl) anthracene, 1 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis [4- (4-Aminophenoxy) phenyl] propane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl) propane, 1,4-bis ( 3-aminopropyldimethylsilyl) benzene or a part of the hydrogen atoms directly bonded to the aromatic ring of these aromatic diamines is substituted with a group selected from the group consisting of a methyl group, an ethyl group, and a halogen group. Etc.

これらの中でより好ましい芳香族ジアミン類として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、又は3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニルのように、縮合していない2個のベンゼン環を有する芳香族ジアミン類があげられる。このような芳香族ジアミン類を用いたブロック性ポリアミド酸エステルを含む感光性樹脂組成物は、経時安定性が向上する。上記の芳香族ジアミン類はいずれも単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。
本発明の感光性樹脂組成物をi線でパターン化する場合には、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルフォン等のi線透過性の良好な芳香族ジアミンを使用することが好ましい。
単位ユニット2中のY’基も、Y基の場合と同様に、原料として用いるジアミン類に由来する。該ジアミン類としては、炭素数4〜30の2価の有機基およびケイ素数2〜50の2価のケイ素含有基からなる群から選ばれる基を有するジアミン類が好ましい。該炭素数4〜30の2価の有機基としては、非環状構造を有する脂肪族ジアミン類(以下、単に脂肪族ジアミン類という。)、または脂環式構造を有するジアミン類(以下、単に脂環式ジアミン類という。)を好適に用いることができる。
Among these, more preferred aromatic diamines have two non-condensed benzene rings such as 4,4′-diaminodiphenyl ether or 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl. And aromatic diamines. A photosensitive resin composition containing a block polyamic acid ester using such aromatic diamines has improved temporal stability. Any of the above aromatic diamines can be used alone or in admixture of two or more.
When patterning the photosensitive resin composition of the present invention with i-line, it is preferable to use an aromatic diamine having good i-line permeability such as bis (4- (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone. .
The Y ′ group in the unit unit 2 is derived from diamines used as raw materials, as in the case of the Y group. The diamine is preferably a diamine having a group selected from the group consisting of a divalent organic group having 4 to 30 carbon atoms and a divalent silicon-containing group having 2 to 50 silicon atoms. Examples of the divalent organic group having 4 to 30 carbon atoms include aliphatic diamines having an acyclic structure (hereinafter simply referred to as aliphatic diamines) or diamines having an alicyclic structure (hereinafter simply referred to as fats). Cyclic diamines) can be preferably used.

脂肪族ジアミン類の具体例としては、エチレングリコールジアミン類である、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス(2−アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロトキシ)エチル]エーテル、1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、メチレンジアミン類である、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン等が挙げられる。これらの脂肪族ジアミン類は、1種でも、あるいは2種以上を混合して用いても良い。   Specific examples of the aliphatic diamines include ethylene glycol diamines such as bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, and bis (2-aminomethoxy) ethyl. ] Ether, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (3-aminoprotoxy) ethyl] ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2 -Aminoethoxy) ethane, 1,2-bis [2- (aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2-aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether , Diethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) Ether, methylenediamine, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diamino Examples include octane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane and the like. These aliphatic diamines may be used alone or in combination of two or more.

脂環式ジアミン類の具体例としては、例えば、イソホロンジアミン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,8−ジアミノ−p−メンタン、1,4−シクロヘキサンビス(メチルアミン)、1,3−シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5−ジアミノメチル−ビシクロ[2,2,2]オクタン、2,5−ジアミノメチル−7,7−ジメチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノメチル−7,7−ジフルオロビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノメチル−7,7,8,8−テトラフルオロビシクロ[2,2,2]オクタン、2,5−ジアミノメチル−7,7−ビス(ヘキサフルオロメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノメチル−7−オキサビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノメチル−7−チアビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノメチル−7−オキソビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノメチル−7−アザビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−ビシクロ[2,2,2]オクタン、2,6−ジアミノメチル−7,7−ジメチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−7,7−ジフルオロビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−7,7,8,8−テトラフルオロビシクロ[2,2,2]オクタン、2,6−ジアミノメチル−7,7−ビス(ヘキサフルオロメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−7−オキシビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−7−チオビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−7−オキソビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノメチル−7−イミノビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−ビシクロ[2,2,2]オクタン、2,5−ジアミノ−7,7−ジメチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−7,7−ジフルオロビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−7,7,8,8−テトラフルオロビシクロ[2,2,2]オクタン、2,5−ジアミノ−7,7−ビス(ヘキサフルオロメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−7−オキサビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−7−チアビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−7−オキソビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,5−ジアミノ−7−アザビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−ビシクロ[2,2,2]オクタン、2,6−ジアミノ−7,7−ジメチルビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7,7−ジフルオロビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7,7,8,8−テトラフルオロビシクロ[2,2,2]オクタン、2,6−ジアミノ−7,7−ビス(ヘキサフルオロメチル)ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7−オキシビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7−チオビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7−オキソビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2,6−ジアミノ−7−イミノビシクロ[2,2,1]ヘプタン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,3−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、ビシクロ[2,2,1]ヘプタンビスメチルアミン及び下記式で表されるものが挙げられる。これらの脂環式ジアミン類は、1種でも、あるいは2種以上を混合して用いても良い。   Specific examples of the alicyclic diamines include, for example, isophorone diamine, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 1,8-diamino-p-menthane, 1,4-cyclohexanebis (methylamine), 1,3- Cyclohexanebis (methylamine), 2,5-diaminomethyl-bicyclo [2,2,2] octane, 2,5-diaminomethyl-7,7-dimethylbicyclo [2,2,1] heptane, 2,5- Diaminomethyl-7,7-difluorobicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diaminomethyl-7,7,8,8-tetrafluorobicyclo [2,2,2] octane, 2,5-diamino Methyl-7,7-bis (hexafluoromethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diaminomethyl-7-oxabicyclo [2,2,1] hepta 2,5-diaminomethyl-7-thiabicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diaminomethyl-7-oxobicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diaminomethyl-7-azabicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diaminomethyl-bicyclo [2,2,2] octane, 2,6-diaminomethyl-7,7-dimethylbicyclo [2,2,1] heptane, 2, 6-diaminomethyl-7,7-difluorobicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diaminomethyl-7,7,8,8-tetrafluorobicyclo [2,2,2] octane, 2,6 -Diaminomethyl-7,7-bis (hexafluoromethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diaminomethyl-7-oxybicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diaminomethyl 7-thiobicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diaminomethyl-7-oxobicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diaminomethyl-7-iminobicyclo [2,2,1] Heptane, 2,5-diamino-bicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diamino-bicyclo [2,2,2] octane, 2,5-diamino-7,7-dimethylbicyclo [2,2 , 1] heptane, 2,5-diamino-7,7-difluorobicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diamino-7,7,8,8-tetrafluorobicyclo [2,2,2] Octane, 2,5-diamino-7,7-bis (hexafluoromethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diamino-7-oxabicyclo [2,2,1] heptane, 2,5 -Diamino-7-thiabicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diamino-7-oxobicyclo [2,2,1] heptane, 2,5-diamino-7-azabicyclo [2,2,1] heptane, 2,6- Diamino-bicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diamino-bicyclo [2,2,2] octane, 2,6-diamino-7,7-dimethylbicyclo [2,2,1] heptane, 2 , 6-Diamino-7,7-difluorobicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diamino-7,7,8,8-tetrafluorobicyclo [2,2,2] octane, 2,6- Diamino-7,7-bis (hexafluoromethyl) bicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diamino-7-oxybicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diamino-7-thiobicyclo [2,2,1] heptane, 2,6 Diamino-7-oxobicyclo [2,2,1] heptane, 2,6-diamino-7-iminobicyclo [2,2,1] heptane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1, 4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2-aminoethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) ) Methane, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, bicyclo [2,2,1] heptanebismethylamine and the following formula What is done. These alicyclic diamines may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2005266757
Figure 2005266757

前述したケイ素数2〜50の2価のケイ素含有基を有するジアミン類(以下、単にケイ素含有ジアミン類という。)としては、例えば下記式で示されるジアミノ(ポリ)シロキサンを好適に用いることができる。

Figure 2005266757
(式中、R1およびR4は二価の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、R2およびR3は一価の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なっていてもよく、pは1以上の整数を表す。) As the diamine having a divalent silicon-containing group having 2 to 50 silicon atoms (hereinafter simply referred to as silicon-containing diamine), for example, a diamino (poly) siloxane represented by the following formula can be preferably used. .
Figure 2005266757
(Wherein R 1 and R 4 represent a divalent hydrocarbon group, which may be the same or different, and R 2 and R 3 represent a monovalent hydrocarbon group, which may be the same or different, respectively. Well, p represents an integer of 1 or more.)

1およびR4の好ましい基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基およびフェニレン基などを挙げることができる。またR2およびR3についての好適な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびフェニル基などを挙げることができる。
ブロック2においては、ジアミン類として上述の脂肪族ジアミン類、脂環式ジアミン類、またはケイ素含有ジアミン類のいずれかのジアミン類を導入することにより、硬化後のポリイミド樹脂膜のEを低減させることができる。また、これらのジアミン類については、いずれも単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。これらのジアミン類においては、基材との密着性向上の観点から、少なくともケイ素含有ジアミン類を含有させることがより好ましい。
ブロック性ポリアミド酸エステルにおいて、ブロック1における単位ユニット1の繰り返し数、及びブロック2における単位ユニット2の繰り返し数は、1分子あたりの平均で、単位ユニット1の好ましい範囲は1.1〜500であり、より好ましくは1.1〜300で、最も好ましくは1.2〜200である。単位ユニット2の好ましい範囲は1.1〜300であり、より好ましくは1.1〜200で、最も好ましくは1.2〜100である。単位ユニット1の値が500を超えると、また単位ユニット2の値が300を超えると、該ブロック性ポリアミド酸エステルの感光性樹脂組成物中における溶解性が悪化するために好ましくない。
Preferred examples of R 1 and R 4 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a phenylene group. Preferred examples of R 2 and R 3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a phenyl group.
In Block 2, by introducing any of the above-mentioned aliphatic diamines, alicyclic diamines, or silicon-containing diamines as diamines, reducing E of the cured polyimide resin film Can do. Moreover, about these diamines, all can be used individually or in mixture of 2 or more types. In these diamines, it is more preferable to contain at least silicon-containing diamines from the viewpoint of improving adhesion to the substrate.
In the block polyamic acid ester, the repeating number of the unit unit 1 in the block 1 and the repeating number of the unit unit 2 in the block 2 is an average per molecule, and the preferable range of the unit unit 1 is 1.1 to 500. More preferably, it is 1.1-300, Most preferably, it is 1.2-200. The preferable range of the unit unit 2 is 1.1 to 300, more preferably 1.1 to 200, and most preferably 1.2 to 100. When the value of the unit unit 1 exceeds 500, and when the value of the unit unit 2 exceeds 300, the solubility of the block polyamic acid ester in the photosensitive resin composition is not preferable.

ブロック1における単位ユニット1の繰り返し数をブロック2における単位ユニット2の繰り返し数で割った値で定義される比(以下、ユニット比という。)は、使用する原料の種類や分子量にもよるが、0.5〜50が好ましく、1〜20がより好ましく、3〜10が最も好ましい。上述のユニット比の値が0.5よりも小さいとTgの低いブロック2の割合が多すぎて硬化後のポリイミド樹脂膜の耐熱性が低くなりすぎるし、逆に50を超えるとEの高いブロック1の割合が多すぎて残留応力を低くすることができない。なお、耐熱性の観点から、ブロック1に由来するTgを200〜380℃の領域B’に有することがより好ましく、240〜380℃の領域B”に有することがさらに好ましい。
ブロック性ポリアミド酸エステルの数平均分子量は、3000〜100000であることが好ましく、より好ましくは3000〜50000である。該分子量が3000未満であると耐熱性や強度が低下するので好ましくなく、100000より大きい場合は溶媒への溶解性が低下するので好ましくない。
The ratio defined by the value obtained by dividing the number of repeating unit units 1 in block 1 by the number of repeating unit units 2 in block 2 (hereinafter referred to as unit ratio) depends on the type and molecular weight of the raw materials used. 0.5-50 are preferable, 1-20 are more preferable, and 3-10 are the most preferable. If the above unit ratio value is smaller than 0.5, the proportion of the block 2 having a low Tg is too high, and the heat resistance of the cured polyimide resin film becomes too low. The ratio of 1 is too large to reduce the residual stress. From the viewpoint of heat resistance, the Tg derived from the block 1 is more preferably in the region B ′ at 200 to 380 ° C., and more preferably in the region B ″ at 240 to 380 ° C.
The number average molecular weight of the block polyamic acid ester is preferably 3000 to 100,000, more preferably 3000 to 50000. When the molecular weight is less than 3000, the heat resistance and strength are not preferred, and when it is more than 100,000, the solubility in a solvent is not preferred.

以上のとおり、ブロック性ポリアミド酸エステルを構成する各ブロックの構成ユニット、及びその繰り返し数、並びに該ブロック性ポリアミド酸エステル全体の分子量を制御することによって、硬化後のポリイミド樹脂膜の領域BにおけるTgを高く維持したままで、Eを著しく低減できるという、従来公知の感光性ポリイミド技術では達成できなかった物性が達成される。
即ち本発明の感光性樹脂組成物を用いることによって、実際の半導体装置の製造工程に耐えうる耐熱性として150℃〜380℃に高温側のTgを有し、かつEが好適な場合には2GPa以下のポリイミド樹脂膜を得ることができる。またより好適な態様においては、Tgが240〜380℃でEが好適に場合には2GPaより低いポリイミド樹脂膜を得ることができる。本発明の感光性樹脂組成物を硬化させたポリイミド樹脂膜においては、−150〜0℃に有する低温側のTgは室温以下であるために、実際の半導体装置の製造工程で必要とされる耐熱性には影響を与えない。
このように本発明の感光性樹脂組成物を加熱硬化させて得たポリイミド樹脂膜が、領域Bにおける高いTgを維持したままで、低いEを発現する理由については明確ではないが、ポリイミド樹脂膜中でブロック1に由来する部分とブロック2に由来する部分とがミクロ相分離し、各ブロックの機能分離が高度に達成されているためと推定される。このことは該樹脂膜が2つのブロック構造で構成されており、各ブロックの単独構造に由来して、領域Aと領域Bのそれぞれに明確なTgのピークが観察されることから示唆される。
As described above, the Tg in the region B of the cured polyimide resin film is controlled by controlling the constituent units of each block constituting the block polyamic acid ester, the number of repetitions thereof, and the molecular weight of the entire block polyamic acid ester. Thus, the physical property that cannot be achieved by the conventionally known photosensitive polyimide technology is achieved, in which E can be remarkably reduced while maintaining high.
That is, when the photosensitive resin composition of the present invention is used, it has a high-temperature Tg of 150 ° C. to 380 ° C. as heat resistance that can withstand the actual manufacturing process of a semiconductor device, and 2 GPa when E is suitable. The following polyimide resin film can be obtained. In a more preferred embodiment, when Tg is 240 to 380 ° C. and E is suitably, a polyimide resin film lower than 2 GPa can be obtained. In the polyimide resin film obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention, the Tg on the low temperature side at −150 to 0 ° C. is not more than room temperature, so that the heat resistance required in the actual semiconductor device manufacturing process is required. Does not affect sex.
Thus, although the polyimide resin film obtained by heat-curing the photosensitive resin composition of the present invention maintains a high Tg in the region B, the reason for developing a low E is not clear, but the polyimide resin film It is presumed that the portion derived from block 1 and the portion derived from block 2 were microphase-separated and functional separation of each block was highly achieved. This is suggested by the fact that the resin film is composed of two block structures, and a clear Tg peak is observed in each of the regions A and B due to the single structure of each block.

次にブロック性ポリアミド酸エステルの合成方法に関して説明する。
ブロック性ポリアミド酸エステルがブロック1とブロック2との2つのブロックから構成されている場合、たとえば前述の特許文献3に示されている方法により、各ブロックに対応するポリアミド酸エステルを別々に調製しておき、その後で両者を混合し、縮合反応に付すことにより、ブロック性ポリアミド酸エステルを得ることができる。ここで両ブロックが縮合反応に付すことができるように、片方のポリアミド酸エステルの末端基をカルボン酸にした場合には、他方のポリアミド酸エステルの末端基はアミノ基になるように、それぞれ原料のテトラカルボン酸二無水物およびジアミン類のモル比を調節する必要がある。この方法では、より好ましい完全なブロック性を有するブロック性ポリアミド酸エステルを合成することができる。ここで完全なブロック性を有するとは、未反応物に由来する少量の不純物を除いて、ブロック1が単位ユニット1のみからなり、かつブロック2が単位ユニット2のみからなることをいう。
Next, a method for synthesizing the block polyamic acid ester will be described.
When the block polyamic acid ester is composed of two blocks, block 1 and block 2, for example, the polyamic acid ester corresponding to each block is prepared separately by the method shown in Patent Document 3 described above. The block polyamic acid ester can be obtained by mixing them and subjecting them to a condensation reaction. Here, in order that both blocks can be subjected to a condensation reaction, when the terminal group of one polyamic acid ester is a carboxylic acid, the terminal group of the other polyamic acid ester is an amino group. It is necessary to adjust the molar ratio of tetracarboxylic dianhydride and diamine. In this method, it is possible to synthesize a blocky polyamic acid ester having a more preferable complete block property. Here, having a complete block property means that the block 1 is composed only of the unit unit 1 and the block 2 is composed only of the unit unit 2 except for a small amount of impurities derived from unreacted substances.

一方、構成原料であるテトラカルボン酸二無水物がブロック1とブロック2の間で共通であり、ブロック1の原料として芳香族ジアミン類を使い、ブロック2の原料としてより反応性が高い脂肪族ジアミン類を用いる場合には、両ジアミン類の反応性差を利用した合成法が可能になる場合もある。たとえば、あらかじめ調整したテトラカルボン酸ジエステルに、芳香族ジアミン類と脂肪族ジアミン類とを同時に加え、縮合反応に付すことによりブロック性ポリアミド酸エステルを製造することができる。この方法では、完全なブロック性を有するブロック性ポリアミド酸エステルを合成することはできないが、ブロック性を有するブロック性ポリアミド酸エステルを合成することができる。ここでブロック性を有するとは、ブロック1が主として単位ユニット1からなり、かつブロック2が主として単位ユニット2からなることをいう。
上述のように、本発明の感光性樹脂組成物の成分であるブロック性ポリアミド酸エステルは、加熱硬化させてなるポリイミド樹脂膜として、高温側の領域Bと低温側の領域AにそれぞれTgが認められる程度のブロック性を有していればよく、完全なブロック性を有することを必須条件とするものではない。また、該領域Aと該領域Bとの間の領域CにTgが認められなければ、ブロック1およびブロック2以外のユニットを含有していても差し支えない。
On the other hand, tetracarboxylic dianhydride, which is a constituent raw material, is common between block 1 and block 2, and aromatic diamines are used as raw materials for block 1, and aliphatic diamines having higher reactivity as raw materials for block 2 In some cases, a synthesis method utilizing the reactivity difference between the two diamines may be possible. For example, a block polyamic acid ester can be produced by simultaneously adding an aromatic diamine and an aliphatic diamine to a previously prepared tetracarboxylic acid diester and subjecting it to a condensation reaction. In this method, it is not possible to synthesize a blocky polyamic acid ester having complete blocking properties, but it is possible to synthesize a blocky polyamic acid ester having blocking properties. Here, having the block property means that the block 1 mainly includes the unit unit 1 and the block 2 mainly includes the unit unit 2.
As described above, the block polyamic acid ester which is a component of the photosensitive resin composition of the present invention is a polyimide resin film obtained by heat curing, and Tg is recognized in the high temperature region B and the low temperature region A, respectively. What is necessary is just to have the block property of a grade, and it does not make it a prerequisite to have perfect block property. Further, if Tg is not recognized in the region C between the region A and the region B, units other than the block 1 and the block 2 may be contained.

(b)光重合開始剤
本発明の感光性樹脂組成物は、ブロック性ポリアミド酸エステルが有する二重結合に由来する感光性を有するが、光重合開始剤を添加することによって、より光感度を向上させることが好ましい。
光重合開始剤の具体例として、例えば、ベンゾフェノン、O−ベンゾイル安息香酸メチル、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン等のベンゾフェノン誘導体、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン等のアセトフェノン誘導体、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導体、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール等のベンジル誘導体、ベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン誘導体、2,6−ジ(4’−ジアジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6’−ジ(4’−ジアジドベンザル)シクロヘキサノン等のアジド類、1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(O−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニルプロパンジオン−2−(O−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニルプロパンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニルプロパンジオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム、1,3−ジフェニルプロパントリオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシプロパントリオン−2−(O−ベンゾイル)オキシム等のオキシム類、N−フェニルグリシンなどのN−アリールグリシン類、ベンゾイルパーオキシドなどの過酸化物類、芳香族ビスイミダゾール類、チタノセン類などが用いられるが、光感度の点でオキシム類が好ましい。これらの光重合開始剤の添加量は、ブロック性ポリアミド酸エステル100質量部に対し、1〜20質量部が好ましい。
(B) Photopolymerization initiator Although the photosensitive resin composition of the present invention has photosensitivity derived from the double bond of the block polyamic acid ester, the photosensitivity can be further improved by adding a photopolymerization initiator. It is preferable to improve.
Specific examples of the photopolymerization initiator include, for example, benzophenone, methyl O-benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4′-methyldiphenylketone, dibenzylketone, benzophenone derivatives such as fluorenone, 2,2′-diethoxyacetophenone, Acetophenone derivatives such as 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, thioxanthone derivatives such as diethylthioxanthone, benzyl, benzyldimethyl ketal, benzyl-β -Benzyl derivatives such as methoxyethyl acetal, benzoin derivatives such as benzoin methyl ether, 2,6-di (4'-diazidobenzal) -4-methylcyclohexanone, 2,6'-di Azides such as 4′-diazidobenzal) cyclohexanone, 1-phenyl-1,2-butanedione-2- (O-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenylpropanedione-2- (O-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl Propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenylpropanedione-2- (O-benzoyl) oxime, 1,3-diphenylpropanetrione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl- Oximes such as 3-ethoxypropanetrione-2- (O-benzoyl) oxime, N-arylglycines such as N-phenylglycine, peroxides such as benzoyl peroxide, aromatic bisimidazoles, titanocenes, etc. Oximes are preferred in terms of photosensitivity. Arbitrariness. As for the addition amount of these photoinitiators, 1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of block polyamic acid ester.

(c)溶媒
本発明の組成物においては、以下に記載するような溶媒を含有させることにより粘度を調整すると、該組成物中に未溶解物が無くて均質なものとなるので好ましい。これにより、塗布後および硬化後の塗膜が均質となり、表面平滑性に優れたものになる。
該溶媒としては、ブロック性ポリアミド酸エステルのブロック1もしくはブロック2のいずれか、又は両方の溶解性が良好な有機溶剤(以下、良溶媒という。)を用いることがより好ましい。
ブロック1に対する良溶媒(以下、溶媒1という。)の好ましい例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン(以下、NMPともいう。)、N−エチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、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、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−ピロリドンなどが挙げられ、これらは単独または二種以上の組合せで用いることができる。
(C) Solvent In the composition of the present invention, it is preferable to adjust the viscosity by adding a solvent as described below, since there is no undissolved material in the composition and the composition becomes homogeneous. As a result, the coating film after application and after curing becomes homogeneous and has excellent surface smoothness.
As the solvent, it is more preferable to use an organic solvent (hereinafter referred to as a good solvent) having good solubility in either block 1 or block 2 of the block polyamic acid ester or both.
Preferred examples of a good solvent for block 1 (hereinafter referred to as solvent 1) include N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone (hereinafter also referred to as NMP), N-ethyl-2-pyrrolidone, and N, N. -Dimethylacetamide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, etc. These can be used alone or in combination of two or more.

ブロック2に対する良溶媒(以下、溶媒2という。)として、下記一般式(2)で表わされる特定構造の溶媒が好ましいものとして挙げられる。

Figure 2005266757
(式中、R1は2価の有機基であり、R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して1価の有機基、及びハロゲン基からなる群から選ばれる基である。) As a good solvent for the block 2 (hereinafter referred to as solvent 2), a solvent having a specific structure represented by the following general formula (2) is preferable.
Figure 2005266757
(Wherein R 1 is a divalent organic group, and R 2 , R 3 , and R 4 are each independently a group selected from the group consisting of a monovalent organic group and a halogen group.)

具体的には、ベンジルアルコール、ベンズヒドロール、3−クロロベンジルアルコール、4−クロロベンジルアルコール、2−クロロベンジルアルコール、3,4−ジメトキシベンジルアルコール、4−フルオロベンジルアルコール、2−メトキシベンジルアルコール、3−メトキシベンジルアルコール、2−ニトロベンジルアルコール、フェネチルアルコール、フェノキシエタノール、N−フェニルジエタノールアミン、α,β―ジヒドロキシエチルベンゼン、2−フェニル−プロパノール−2、3,4,5−トリメトキシベンジルアルコール、ケイ皮アルコール、1−フェニル−1−プロパノール、4−メチルベンジルアルコール、2−(N−エチル−m−トルイジノ)エタノール、トリフェニルメタノール、4−メトキシベンジルアルコール、3−フェニル−1−プロパノール、N−ヒドロキシエチルアニリン、2−フルオロベンジルアルコール、β―エチルフェネチルアルコール、1−ナフタレンメタノール、3−ヨードベンジルアルコール、2−メチルフェネチルアルコール、3−メチルフェネチルアルコール、4−メチルベンジルアルコール、3−メチルベンジルアルコール、3,4−ジメチルベンジルアルコール、2,5−ジメチルベンジルアルコール、2−メチルベンズヒドロール、4−エトキシベンジルアルコール、2−エトキシベンジルアルコール、3−(N−ベンジルーN−メチルアミノ)−1,2−プロパンジオール、DL−マンデル酸エチル、1−フェノキシ−2−プロパノール、1−(4−メチルフェニル)エタノール、α,β−ジヒドロキシエチルベンゼン、1,2−ジヒドロキシ−3−フェノキシプロパン、α−ヒドロキシエチルベンゼン、1,3−ビス(ヘキサフルオロ−2−ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン、2−(ベンジルオキシ)エタノール、N−エチル−N−(2−ヒドロキシエチル)アニリン、エチルー2−ヒドロキシー4−フェニルブチレート、3−(2−メトキシフェノキシ)−1,2−プロパンジオール、p−メトキシフェネチルアルコール、2−ヒドロキシブチル−p−トシレートなどが挙げられ、これらは単独または二種以上の組合せで用いることができる。   Specifically, benzyl alcohol, benzhydrol, 3-chlorobenzyl alcohol, 4-chlorobenzyl alcohol, 2-chlorobenzyl alcohol, 3,4-dimethoxybenzyl alcohol, 4-fluorobenzyl alcohol, 2-methoxybenzyl alcohol, 3-methoxybenzyl alcohol, 2-nitrobenzyl alcohol, phenethyl alcohol, phenoxyethanol, N-phenyldiethanolamine, α, β-dihydroxyethylbenzene, 2-phenyl-propanol-2, 3,4,5-trimethoxybenzyl alcohol, cinnamon Alcohol, 1-phenyl-1-propanol, 4-methylbenzyl alcohol, 2- (N-ethyl-m-toluidino) ethanol, triphenylmethanol, 4-methoxybenzyl alcohol , 3-phenyl-1-propanol, N-hydroxyethylaniline, 2-fluorobenzyl alcohol, β-ethylphenethyl alcohol, 1-naphthalenemethanol, 3-iodobenzyl alcohol, 2-methylphenethyl alcohol, 3-methylphenethyl Alcohol, 4-methylbenzyl alcohol, 3-methylbenzyl alcohol, 3,4-dimethylbenzyl alcohol, 2,5-dimethylbenzyl alcohol, 2-methylbenzhydrol, 4-ethoxybenzyl alcohol, 2-ethoxybenzyl alcohol, 3 -(N-benzyl-N-methylamino) -1,2-propanediol, ethyl DL-mandelate, 1-phenoxy-2-propanol, 1- (4-methylphenyl) ethanol, α, β-dihydroxyethylben 1,2-dihydroxy-3-phenoxypropane, α-hydroxyethylbenzene, 1,3-bis (hexafluoro-2-hydroxyisopropyl) benzene, 2- (benzyloxy) ethanol, N-ethyl-N- (2 -Hydroxyethyl) aniline, ethyl-2-hydroxy-4-phenylbutyrate, 3- (2-methoxyphenoxy) -1,2-propanediol, p-methoxyphenethyl alcohol, 2-hydroxybutyl-p-tosylate and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

また溶媒2は、その沸点が150〜300℃の範囲にある有機溶媒が好ましい。沸点がこの範囲にあると、後述するような方法によって本発明のポリアミド酸エステルを加熱によりポリイミド樹脂に変換する際に、該溶媒が適度に塗膜中に残存し、ブロック2部分の相分離による塗膜の失透が起こらないので好ましい。
以上の溶媒2は、ブロック2に対する溶解性がとりわけ良好なため、先述したように均質な組成物が得られ、沸点が高い効果と相まって、塗布後および硬化後の塗膜が均質となり、表面平滑性に優れたものになる。
溶媒2の好ましいその他の例として、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの乳酸エステル類、プロピレングリコール−モノアルキルエーテル類、2−ヒドロキシイソ酪酸エステル類、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香酸ベンジル、ジエチルベンゼン、ジアミルベンゼン、トリアミルベンゼン、アミルトルエン、p−シメン等の炭化水素、n−ヘプタノール、n−オクタノール、n−デカノールなどのアルコール類、エチルフェニルエーテル、n−ブチルフェニルエーテル等のエーテル類、メチル−n−ヘキシルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン類等が挙げられる。
以上の溶媒2は、溶媒の全質量に対して10〜100質量%であることが好ましい。溶媒2の含有量が10質量%未満であると、塗膜が失透する場合があるので好ましくない。
The solvent 2 is preferably an organic solvent having a boiling point in the range of 150 to 300 ° C. When the boiling point is in this range, when the polyamic acid ester of the present invention is converted to a polyimide resin by heating by a method as described later, the solvent remains in the coating film appropriately, and phase separation of the block 2 portion results. It is preferable because devitrification of the coating does not occur.
The above solvent 2 has particularly good solubility in the block 2, so that a homogeneous composition can be obtained as described above, combined with the effect of high boiling point, the coating film after coating and curing becomes homogeneous, and the surface smoothness It will be excellent.
Other preferred examples of the solvent 2 include lactic acid esters such as ethyl lactate and butyl lactate, propylene glycol monoalkyl ethers, 2-hydroxyisobutyric acid esters, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, and benzoic acid. Hydrocarbons such as butyl, benzyl benzoate, diethylbenzene, diamylbenzene, triamylbenzene, amyltoluene, p-cymene, alcohols such as n-heptanol, n-octanol, n-decanol, ethylphenyl ether, n-butyl Examples thereof include ethers such as phenyl ether and ketones such as methyl-n-hexyl ketone and diisobutyl ketone.
It is preferable that the above solvent 2 is 10-100 mass% with respect to the total mass of a solvent. If the content of the solvent 2 is less than 10% by mass, the coating film may be devitrified, which is not preferable.

また、溶媒には、非イオン性のアルコール系界面活性剤を添加剤として使用することができる。この場合の具体的な例として、脂肪族高級アルコールにアルキレンオキサイドを付加重合させた界面活性剤が挙げられ、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシプロピレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシプロピレンステアリルエーテルなどが含まれる。
さらに、ブロックコポリマー型の界面活性剤も好適である。具体的には、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールのような2元ブロックコポリマー、さらにポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールポリエチレングリコールポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールポリエチレングリコールなどの直鎖状の3元ブロックコポリマーのようなポリエーテルブロックコポリマーが挙げられる。
Moreover, a nonionic alcohol-type surfactant can be used for a solvent as an additive. Specific examples in this case include surfactants obtained by addition polymerization of an alkylene oxide to an aliphatic higher alcohol, such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxypropylene lauryl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxypropylene oleyl. Ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxypropylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxypropylene stearyl ether and the like are included.
Furthermore, a block copolymer type surfactant is also suitable. Specifically, binary block copolymers such as polyethylene glycol polypropylene glycol and polyethylene glycol polybutylene glycol, and linear chains such as polyethylene glycol polypropylene glycol polyethylene glycol, polypropylene glycol polyethylene glycol polypropylene glycol, and polyethylene glycol polybutylene glycol polyethylene glycol. And polyether block copolymers such as ternary block copolymers.

さらに、分岐状のブロックコポリマーとして、グリセロール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ペンチトール、ペントース、ヘキシトール、ヘキソース、ヘプトースなどに代表される糖鎖に含まれるヒドロキシル基のうちの少なくとも3つとポリマー鎖が結合した構造、及び/又はヒドロキシル酸に含まれるヒドロキシル基とカルボキシル基のうち少なくとも3つがブロックコポリマー鎖と結合した構造が挙げられる。具体的にはグリセロールの3つの水酸基にポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが結合した化合物、エリスリトールの3つないしは4つの水酸基にポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリエチレングリコールールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが結合した化合物などが含まれる。
上記の分岐状のブロックコポリマーを得るために用いられる糖鎖の具体的な例としては、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、スレイトール、マルチトール、アラビトール、ラクチトール、アドニトール、セロビトール、グルコース、フルクトース、スクロース、ラクトース、マンノース、ガラクトース、エリスロース、キシルロース、アルロース、リボース、ソルボース、キシロース、アラビノース、イソマルトース、デキストロース、グルコヘプトースなどが挙げられる。
Furthermore, as a branched block copolymer, a structure in which at least three hydroxyl groups contained in sugar chains typified by glycerol, erythritol, pentaerythritol, pentitol, pentose, hexitol, hexose, heptose and the like are combined with a polymer chain And / or a structure in which at least three of hydroxyl groups and carboxyl groups contained in hydroxyl acid are bonded to the block copolymer chain. Specifically, a compound in which a polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer is bonded to three hydroxyl groups of glycerol, a compound in which polyethylene glycol polypropylene glycol polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymer is bonded to three or four hydroxyl groups of erythritol are included. .
Specific examples of the sugar chain used to obtain the above branched block copolymer include sorbitol, mannitol, xylitol, threitol, maltitol, arabitol, lactitol, adonitol, cellobiitol, glucose, fructose, sucrose, lactose, Mannose, galactose, erythrose, xylulose, allulose, ribose, sorbose, xylose, arabinose, isomaltose, dextrose, glucoheptose and the like can be mentioned.

また、ヒドロキシル酸の具体的な例としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、グルクロン酸、グルコヘプトン酸、グルコオクタン酸、スレオニン酸、サッカリン酸、ガラクトン酸、ガラクタル酸、ガラクツロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシコハク酸などが挙げられる。
これらの溶媒(上述の溶媒の添加剤を含む。)は、均一な組成物を得るためだけでなく、塗布膜厚や粘度に応じて、本発明の感光性樹脂組成物に適宜加えることができるが、ブロック性ポリアミド酸エステル100質量部に対し、30〜600質量部の範囲で用いることが好ましい。
さらに本発明の感光性樹脂組成物の経時的な保存安定性を向上されるために、溶媒には、溶媒1及び/又は溶媒2、に加えて、以下に示すような特定のアルコール類を使用することができる。
Specific examples of hydroxyl acid include citric acid, malic acid, tartaric acid, gluconic acid, glucuronic acid, glucoheptonic acid, glucooctanoic acid, threonic acid, saccharic acid, galactonic acid, galactaric acid, galacturonic acid, glyceric acid. And hydroxysuccinic acid.
These solvents (including the above-mentioned solvent additives) can be appropriately added to the photosensitive resin composition of the present invention not only for obtaining a uniform composition but also depending on the coating film thickness and viscosity. However, it is preferable to use in the range of 30-600 mass parts with respect to 100 mass parts of block polyamic acid ester.
Furthermore, in order to improve the storage stability over time of the photosensitive resin composition of the present invention, in addition to the solvent 1 and / or the solvent 2, the following specific alcohols are used as the solvent. can do.

該特定のアルコール類の具体的な例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、t−ブチルアルコール、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコール−1−メチルエーテル、プロピレングリコール−2−メチルエーテル、プロピレングリコール−1−エチルエーテル、プロピレングリコール−2−エチルエーテル、プロピレングリコール−1−(n−プロピル)エーテル、プロピレングリコール−2−(n−プロピル)エーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル等のモノアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のジアルコール類を挙げることができる。これらの中でも特に乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコール−1−メチルエーテル、プロピレングリコール−1−エチルエーテル、プロピレングリコール−1−(n−プロピル)エーテルがより好ましい。なお、これらのうちで沸点が150〜300℃の範囲にあるものは先述した溶媒2としての作用も奏する。
溶媒中に占める特定のアルコール類の含量は、0.1〜80質量%であることが好ましく、更に好ましくは10〜70質量%である。該特定のアルコール類の含量が0.1質量%未満の場合、感光性樹脂組成物の保存安定性が悪くなり、例えば、常温で2週間放置した該組成物を塗膜にした場合、塗膜中に析出物が観察されることがある。また80質量%を超えると、ブロック性ポリアミド酸エステルの溶解性が悪くなる。
Specific examples of the specific alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, t-butyl alcohol, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol-1 -Methyl ether, propylene glycol-2-methyl ether, propylene glycol-1-ethyl ether, propylene glycol-2-ethyl ether, propylene glycol-1- (n-propyl) ether, propylene glycol-2- (n-propyl) Ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, monoalcohols such as ethylene glycol-n-propyl ether, dia, such as ethylene glycol and propylene glycol Mention may be made of the call class. Among these, ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol-1-methyl ether, propylene glycol-1-ethyl ether, and propylene glycol-1- (n-propyl) ether are more preferable. Of these, those having a boiling point in the range of 150 to 300 ° C. also have the effect as the solvent 2 described above.
The content of the specific alcohol in the solvent is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 10 to 70% by mass. When the content of the specific alcohol is less than 0.1% by mass, the storage stability of the photosensitive resin composition is deteriorated. For example, when the composition is allowed to stand for 2 weeks at room temperature, Precipitates may be observed inside. Moreover, when it exceeds 80 mass%, the solubility of block property polyamic acid ester will worsen.

(d)その他の成分
本発明の感光性樹脂組成物には、さらなる光感度向上のために、反応性炭素−炭素二重結合を有する化合物で(a)成分に該当しないものを加えることもできる。このような化合物としては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンモノマー単位のモル数2〜20)、ペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、メチレンビスアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、及び上記のアクリレート、又はアクリルアミドを、メタクリレート、又はメタクリルアミドに置換した化合物が挙げられる。このような反応性炭素−炭素二重結合を有する化合物は、ブロック性ポリアミド酸エステル100質量部に対して、1〜90質量部の範囲で添加するのが好ましい。
(D) Other components In order to further improve the photosensitivity, a compound having a reactive carbon-carbon double bond that does not correspond to the component (a) can be added to the photosensitive resin composition of the present invention. . Such compounds include 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate (2-20 moles of ethylene monomer units), pentaerythritol diacrylate, dipenta Examples include erythritol hexaacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, methylenebisacrylamide, N-methylolacrylamide, and compounds obtained by substituting the above acrylate or acrylamide with methacrylate or methacrylamide. The compound having such a reactive carbon-carbon double bond is preferably added in an amount of 1 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the block polyamic acid ester.

本発明の感光性樹脂組成物には、更に光感度を向上させるために増感剤を添加することもできる。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。
感度の点で、メルカプト基を有する増感剤とジアルキルアミノフェニル基を有する増感剤を組み合わせて用いることが好ましい。これらは単独でまたは2〜5種類の組み合わせで用いることができる。光感度を向上させるための増感剤は、ブロック性ポリアミド酸エステル100質量部に対し、0.1〜50質量部を用いるのが好ましい。
A sensitizer can be added to the photosensitive resin composition of the present invention in order to further improve the photosensitivity. Examples of the sensitizer include Michler's ketone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 2,5-bis (4′-diethylaminobenzal) cyclopentane, and 2,6-bis (4′-diethylaminobenzal) cyclohexanone. 2,6-bis (4′-diethylaminobenzal) -4-methylcyclohexanone, 4,4′-bis (dimethylamino) chalcone, 4,4′-bis (diethylamino) chalcone, p-dimethylaminocinnamylidene Indanone, p-dimethylaminobenzylidene indanone, 2- (p-dimethylaminophenylbiphenylene) -benzothiazole, 2- (p-dimethylaminophenylvinylene) benzothiazole, 2- (p-dimethylaminophenylvinylene) isonaphth Thiazole, 1,3-bis (4′-dimethylamino) Nobenzal) acetone, 1,3-bis (4′-diethylaminobenzal) acetone, 3,3′-carbonyl-bis (7-diethylaminocoumarin), 3-acetyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7 -Dimethylaminocoumarin, 3-benzyloxycarbonyl-7-dimethylaminocoumarin, 3-methoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, 3-ethoxycarbonyl-7-diethylaminocoumarin, N-phenyl-N'-ethylethanolamine, N- Phenyldiethanolamine, Np-tolyldiethanolamine, N-phenylethanolamine, 4-morpholinobenzophenone, isoamyl dimethylaminobenzoate, isoamyl diethylaminobenzoate, 2-mercaptobenzimidazole, 1-pheny -5-mercaptotetrazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzoxazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) benzthiazole, 2- (p-dimethylaminostyryl) naphtho (1,2 -D) thiazole, 2- (p-dimethylaminobenzoyl) styrene and the like.
From the viewpoint of sensitivity, it is preferable to use a combination of a sensitizer having a mercapto group and a sensitizer having a dialkylaminophenyl group. These can be used alone or in combination of 2 to 5 kinds. The sensitizer for improving the photosensitivity is preferably used in an amount of 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the block polyamic acid ester.

また、本発明の感光性樹脂組成物には、基材との接着性向上のため接着助剤を添加することもできる。接着助剤としては、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−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−メタ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〕フタルイミド酸、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などが挙げられる。これらの内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。接着助剤の添加量は、ブロック性ポリアミド酸エステル100質量部に対し、0.5〜50質量部の範囲が好ましい。   In addition, an adhesion aid can be added to the photosensitive resin composition of the present invention in order to improve the adhesion to the substrate. Adhesion aids include γ-aminopropyldimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3- Methacryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, dimethoxymethyl-3-piperidinopropylsilane, diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane, N- (3-diethoxymethylsilylpropyl) succinimide N- [3- (triethoxysilyl) propyl] phthalimidic acid, benzophenone-3,3′-bis (N- [3-triethoxysilyl] propylamide) -4,4′-dicarboxylic acid, benzene-1, 4-bis (N- [3-trie Silane coupling agents such as (toxisilyl) propylamide) -2,5-dicarboxylic acid, and aluminum-based adhesion assistants such as aluminum tris (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate Etc. In these, it is more preferable to use a silane coupling agent from the point of adhesive force. The addition amount of the adhesion assistant is preferably in the range of 0.5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the block polyamic acid ester.

また、本発明の感光性樹脂組成物には、保存時の組成物溶液の粘度や光感度の安定性を向上させるために、熱重合禁止剤を添加することができる。熱重合禁止剤としては、ヒドロキノン、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−メチルフェノール、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。熱重合禁止剤の量としては、ブロック性ポリアミド酸エステル100質量部に対し、0.005〜30質量部の範囲が好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は、上述した各成分を任意の順序で混合して得ることができる。また、ブロック性ポリアミド酸エステル以外の成分をあらかじめ溶媒に溶解しておいて、その後に該ブロック性ポリアミド酸エステルを溶解させてもよい。
In addition, a thermal polymerization inhibitor can be added to the photosensitive resin composition of the present invention in order to improve the viscosity of the composition solution during storage and the stability of photosensitivity. Examples of thermal polymerization inhibitors include hydroquinone, N-nitrosodiphenylamine, p-tert-butylcatechol, phenothiazine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, 2,6 -Di-tert-butyl-p-methylphenol, 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 amount of the thermal polymerization inhibitor is preferably in the range of 0.005 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the block polyamic acid ester.
The photosensitive resin composition of the present invention can be obtained by mixing the above-described components in any order. Moreover, components other than the block polyamic acid ester may be dissolved in a solvent in advance, and then the block polyamic acid ester may be dissolved.

(e)硬化レリーフパターンの形成方法
本発明の感光性樹脂組成物からポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンを形成する方法の1つの態様としては、以下の工程が好ましい。
(i)上記の感光性樹脂組成物を基材に塗布し、乾燥することにより該基材上に形成された塗膜を得;
(ii)該塗膜を、パターンを有するフォトマスクを介して、又は直接に紫外線に露光し、次いで溶媒で処理することにより該塗膜の露光されなかった部分を除去して、これにより該基材上にポリアミド酸エステルのパターンを形成し;
(iii) 該ポリアミド酸エステルのパターンを加熱することにより、該パターン中のポリアミド酸エステルをイミド化し、これにより該基材上にポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンを形成する。
本発明の硬化レリーフパターンの形成方法において使用できる基材としては、シリコンウエハー、金属、ガラス、半導体、金属酸化絶縁膜、窒化ケイ素などが挙げられるが、好ましくはシリコンウエハーが用いられる。基材の厚みとしては、200μm〜800μmが好ましいがこれに限定されない。
(E) Method for forming cured relief pattern As one aspect of a method for forming a cured relief pattern comprising a polyimide resin from the photosensitive resin composition of the present invention, the following steps are preferred.
(I) A coating film formed on the substrate is obtained by applying the photosensitive resin composition to the substrate and drying;
(Ii) The coating film is exposed to ultraviolet rays through a photomask having a pattern or directly, and then treated with a solvent to remove unexposed portions of the coating film, thereby Forming a polyamic acid ester pattern on the material;
(iii) The polyamic acid ester pattern is heated to imidize the polyamic acid ester in the pattern, thereby forming a cured relief pattern made of a polyimide resin on the substrate.
Examples of the substrate that can be used in the method for forming a cured relief pattern of the present invention include a silicon wafer, a metal, glass, a semiconductor, a metal oxide insulating film, and silicon nitride. A silicon wafer is preferably used. The thickness of the substrate is preferably 200 μm to 800 μm, but is not limited thereto.

本発明の感光性樹脂組成物を基材上に塗布する方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられていた方法、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。
塗膜の乾燥方法としては、風乾、オーブンまた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。また、塗膜の乾燥は、組成物中のブロック性ポリアミド酸エステルのイミド化が起こらないような条件で行うことが望ましい。具体的には、風乾、あるいは加熱乾燥を行う場合、20℃〜140℃で1分〜1時間の条件で行うことが好ましい。
こうして得られた塗膜は、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、紫外線光源等によりパターン露光され、次いで現像される。
As a method for coating the photosensitive resin composition of the present invention on a substrate, methods conventionally used for coating a photosensitive resin composition, for example, spin coater, bar coater, blade coater, curtain coater, screen, etc. A method of applying with a printing machine or the like, a method of spraying with a spray coater, or the like can be used.
As a method for drying the coating film, methods such as air drying, heat drying with an oven or hot plate, and vacuum drying are used. Moreover, it is desirable that the coating film be dried under conditions such that imidation of the block polyamic acid ester in the composition does not occur. Specifically, when air drying or heat drying is performed, it is preferably performed at 20 ° C. to 140 ° C. for 1 minute to 1 hour.
The coating film thus obtained is subjected to pattern exposure with an ultraviolet light source or the like using an exposure apparatus such as a contact aligner, mirror projection, or stepper, and then developed.

現像に使用される現像液としては、ポリイミド前駆体に対する良溶媒、または良溶媒と貧溶媒の組み合わせが好ましい。良溶媒および貧溶媒の選択はいずれも、ブロック性ポリアミド酸エステル中のブロック単位の化学構造および各ブロック単位の長さおよび該エステルの分子量などに影響される。
好ましい良溶媒としては、N−メチルピロリドン、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挙げられる。貧溶媒としては、トルエン、キシレン、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及び水等が好ましい。良溶媒と貧溶媒とを混合して用いる場合には、ポリマーの溶解性によって良溶媒に対する貧溶媒の割合を調整する。また、各溶媒を数種類組み合わせて用いることもできる。
The developer used for development is preferably a good solvent for the polyimide precursor or a combination of a good solvent and a poor solvent. The selection of the good solvent and the poor solvent is affected by the chemical structure of the block unit in the block polyamic acid ester, the length of each block unit, the molecular weight of the ester, and the like.
Preferable good solvents include N-methylpyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, and the like. As the poor solvent, toluene, xylene, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, propylene glycol methyl ether acetate, water and the like are preferable. When a good solvent and a poor solvent are mixed and used, the ratio of the poor solvent to the good solvent is adjusted depending on the solubility of the polymer. Moreover, several types of solvents can be used in combination.

現像に用いる方法としては、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せき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。
上記のようにして得られたポリアミド酸エステルのレリーフパターンを加熱して、オレフィン性二重結合を有する基が光重合したものを希散させイミド化することで、ポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンに変換する。加熱変換させる方法としては、ホットプレートによる方法、オーブンを用いる方法、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いる方法等、種々の方法を選ぶことができる。加熱は、280℃〜450℃で30分〜5時間の条件で行うことができる。加熱変換させる際の雰囲気気体としては空気を用いても良く、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。
As a method used for development, an arbitrary method can be selected and used from conventionally known photoresist development methods such as a rotary spray method, a paddle method, and an immersion method involving ultrasonic treatment.
By heating the relief pattern of the polyamic acid ester obtained as described above and dispersing and imidizing the photopolymerized group having an olefinic double bond, a cured relief pattern made of a polyimide resin is obtained. Convert. Various methods such as a method using a hot plate, a method using an oven, and a method using a temperature rising oven capable of setting a temperature program can be selected as a method for heat conversion. Heating can be performed at 280 ° C. to 450 ° C. for 30 minutes to 5 hours. Air may be used as the atmospheric gas for heat conversion, and an inert gas such as nitrogen or argon may be used.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明する。
ポリアミド酸エステル、または塗膜の特性は、以下の方法に従って、測定及び評価した。
(1)ポリアミド酸エステルの数平均分子量(Mn)の測定
ポリアミド酸エステルの数平均分子量(Mn)をゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(標準ポリスチレン換算)で測定した。
(2)ポリイミド塗膜のガラス転移温度(Tg)の測定
基板となる厚み625μm±25μmの5インチシリコンウエハー(日本国、フジミ電子工業株式会社製)上に、硬化後の膜厚が約10μmとなるように感光性樹脂組成物を回転塗布した後、窒素雰囲気下、350℃で2時間加熱して熱硬化したポリイミド塗膜を得た。得られたポリイミド塗膜をフッ化水素酸を用いてシリコンウエハーから剥がしてポリイミドテープとした。
得られたポリイミドテープを−150〜400℃の範囲で動的粘弾性測定装置(ORIENTEC社製、RHEOVIBRON MODEL RHEO―1021)によりTanδの温度分散曲線を測定し、そのピークが現れた温度として求めた。ここで、荷重は3g、周波数は110Hzで昇温速度は4℃/分とした。
ここでピークとは、Tanδが極大値を示し、該極大値と該極大値を示す温度より20℃高い温度におけるTanδの値との差、及び該極大値と該極大値を示す温度より20℃低い温度におけるTanδの値との差の大きい方の値が0.005以上であることを言うものとする。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
The properties of the polyamic acid ester or the coating film were measured and evaluated according to the following method.
(1) Measurement of number average molecular weight (Mn) of polyamic acid ester The number average molecular weight (Mn) of the polyamic acid ester was measured by a gel permeation chromatography method (standard polystyrene conversion).
(2) Measurement of glass transition temperature (Tg) of polyimide coating film On a 5-inch silicon wafer (produced by Fujimi Electronics Co., Ltd., Japan) having a thickness of 625 μm ± 25 μm as a substrate, the film thickness after curing is about 10 μm. After the photosensitive resin composition was spin-coated so as to be, a heat-cured polyimide coating film was obtained by heating at 350 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained polyimide coating film was peeled from the silicon wafer using hydrofluoric acid to obtain a polyimide tape.
The obtained polyimide tape was measured for a temperature distribution curve of Tanδ with a dynamic viscoelasticity measuring device (ORIENTEC, RHEOVIBRON MODEL RHEO-1021) in the range of −150 to 400 ° C., and obtained as the temperature at which the peak appeared. . Here, the load was 3 g, the frequency was 110 Hz, and the heating rate was 4 ° C./min.
Here, the peak means that Tan δ has a maximum value, the difference between the maximum value and the value of Tan δ at a temperature 20 ° C. higher than the temperature at which the maximum value is shown, and the temperature at which the maximum value and the maximum value are at 20 ° C. The value with the larger difference from the value of Tan δ at low temperature is 0.005 or more.

(3)ポリイミド塗膜のヤングモジュラス(E)の測定
上記(2)と同様にして得たポリイミドテープのEを、ASTM−D−882−88に従って測定した。
(4)ポリイミド塗膜の残留応力の測定
基板となる厚み625μm±25μmの5インチシリコンウエハー(日本国、フジミ電子工業株式会社製)上に、硬化後の膜厚が約10μmとなるように感光性樹脂組成物を回転塗布した後、窒素雰囲気下、350℃で2時間加熱して熱硬化したポリイミド塗膜を得た。得られたポリイミド塗膜を25℃で応力測定装置(テンコール社製、モデルFLX−2320)により測定した。
(3) Measurement of Young Modulus (E) of Polyimide Coating Film E of a polyimide tape obtained in the same manner as in the above (2) was measured according to ASTM-D-882-88.
(4) Measurement of residual stress of polyimide coating film Photosensitive on a 5-inch silicon wafer (made by Fujimi Electronics Co., Ltd., Japan) having a thickness of 625 μm ± 25 μm as a substrate so that the film thickness after curing is about 10 μm. After spin-coating the conductive resin composition, a thermally cured polyimide coating film was obtained by heating at 350 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained polyimide coating film was measured at 25 ° C. with a stress measuring device (Model FLX-2320, manufactured by Tencor).

(5)ポリイミドのレリーフパターン化と解像度の評価
感光性樹脂組成物を5インチシリコンウエハー上に回転塗布し、乾燥して10μm厚の塗膜を形成した。この塗膜にテストパターン付レチクルを用いてg線ステッパーNSR1505g2(日本国、ニコン社製)により、300mJ/cm2のエネルギーを照射した。次いで、ウエハー上に形成した塗膜を、シクロペンタノンを用いて現像機(D−SPIN636型、日本国、大日本スクリーン製造社製)でスプレー現像し、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートでリンスしてポリアミド酸エステルからなるレリーフパターンを得た。
該レリーフパターンを形成したウエハーを昇温プログラム式キュア炉(VF−2000型、日本国、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下、200℃で1時間、続いて350℃で2時間熱処理することにより、5μm厚のポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンをシリコンウエハー上に得た。
得られた硬化レリーフパターンについて、パターン形状やパターン部の幅を光学顕微鏡下で観察し、解像度を求めた。解像度に関しては、テストパターン付きレチクルを介して露光することにより複数の異なる面積の開口部を有するパターンを上記と同様の方法で形成し、得られたポリイミド樹脂のパターン開口部の面積が、対応するパターンレチクル開口面積の1/2以上であれば解像されたものとみなし、解像された開口部のうち最小面積を有するものに対応するレチクルの開口辺の長さを解像度とした。解像度は10μm以下であれば良好とした。
(6)表面平滑性の評価
基板となる厚み625μm±25μmの5インチシリコンウエハー(日本国、フジミ電子工業株式会社製)上に、硬化後の膜厚が約10μmとなるように感光性樹脂組成物を回転塗布した後、窒素雰囲気下、350℃で2時間加熱して熱硬化したポリイミド塗膜を得た。表面平滑性は硬化後の塗膜表面をナノメトリクス社製、Nanospec、モデル5100を用いて、塗膜表面の任意の30箇所の膜厚を測定し、標準偏差が200nm以内であれば良好とした。
(5) Relief patterning of polyimide and evaluation of resolution The photosensitive resin composition was spin-coated on a 5-inch silicon wafer and dried to form a 10 μm thick coating film. This coating film was irradiated with energy of 300 mJ / cm 2 by a g-line stepper NSR1505g2 (manufactured by Nikon Corporation, Japan) using a reticle with a test pattern. Subsequently, the coating film formed on the wafer is spray-developed with a developing machine (D-SPIN636 type, manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) using cyclopentanone, rinsed with propylene glycol methyl ether acetate, and polyamide A relief pattern comprising an acid ester was obtained.
The wafer on which the relief pattern was formed was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 1 hour and subsequently at 350 ° C. for 2 hours using a temperature rising programmed curing furnace (VF-2000 type, manufactured by Koyo Lindberg, Japan). As a result, a cured relief pattern made of polyimide resin having a thickness of 5 μm was obtained on the silicon wafer.
About the obtained hardening relief pattern, the pattern shape and the width | variety of the pattern part were observed under the optical microscope, and the resolution was calculated | required. Regarding the resolution, a pattern having a plurality of openings with different areas is formed by exposure through a reticle with a test pattern in the same manner as described above, and the area of the resulting polyimide resin pattern openings corresponds to the resolution. If the pattern reticle opening area is ½ or more, it is regarded as resolved, and the length of the opening side of the reticle corresponding to the resolved opening having the smallest area is defined as the resolution. A resolution of 10 μm or less was considered good.
(6) Evaluation of surface smoothness Photosensitive resin composition on a 5-inch silicon wafer (manufactured by Fujimi Electronics Co., Ltd., Japan) having a thickness of 625 μm ± 25 μm as a substrate so that the film thickness after curing is about 10 μm. After spin-coating the product, it was heated at 350 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a thermally cured polyimide coating film. Surface smoothness was determined to be good if the film thickness after curing was measured at any 30 locations on the surface of the coating film using Nanospec, model 5100 manufactured by Nanometrics, and the standard deviation was within 200 nm. .

<合成例1>(ブロック性ポリアミド酸エステルの合成)
ピロメリット酸二無水物(PMDA)112.4gを2リットル容量のセパラブルフラスコに入れ、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)136.8gとγ−ブチロラクトン400mlを入れて室温下で攪拌し、攪拌しながらピリジン81.5gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に室温まで放冷し、16時間放置した。次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)210.4gをγ−ブチロラクトン180mlに溶解した溶液を攪拌しながら40分かけて反応混合物に加えた。この反応液を4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)112.6gをγ−ブチロラクトン200mlに懸濁させた5リットル容量のセパラブルフラスコに、氷冷下において攪拌しながら60分かけて加えた(反応液1)。
<Synthesis Example 1> (Synthesis of blocky polyamic acid ester)
Pyromellitic dianhydride (PMDA) (112.4 g) was put in a 2 liter separable flask, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) (136.8 g) and γ-butyrolactone (400 ml) were added and stirred at room temperature. While adding 81.5 g of pyridine, a reaction mixture was obtained. After completion of the exothermic reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature and left for 16 hours. Next, under ice cooling, a solution obtained by dissolving 210.4 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 180 ml of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture over 40 minutes with stirring. This reaction solution was added to a 5 liter separable flask in which 112.6 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (DADPE) was suspended in 200 ml of γ-butyrolactone with stirring under ice cooling over 60 minutes ( Reaction solution 1).

次に、ピロメリット酸二無水物(PMDA)28.22gを2リットル容量のセパラブルフラスコに入れ、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)35.9gとγ−ブチロラクトン100mlを入れて室温下で攪拌し、攪拌しながらピリジン21.0gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に室温まで放冷し、16時間放置した。次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)54.8gをγ−ブチロラクトン60mlに溶解した溶液を攪拌しながら40分かけて反応混合物に加え、続いて、数平均分子量1000のα,ω−アミノプロピルポリジメチルシロキサン(チッソ(株)製、サイラプレーン、FM3311)78.1gをγ−ブチロラクトン312ml、安息香酸ブチル78mlに溶解した溶液を撹拌しながら60分かけて加えた(反応液2)。   Next, 28.22 g of pyromellitic dianhydride (PMDA) was placed in a 2 liter separable flask, 35.9 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 100 ml of γ-butyrolactone were added and stirred at room temperature. While stirring, 21.0 g of pyridine was added to obtain a reaction mixture. After completion of the exothermic reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature and left for 16 hours. Next, under ice cooling, a solution obtained by dissolving 54.8 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 60 ml of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture over 40 minutes with stirring. Subsequently, α, ω- with a number average molecular weight of 1000 was added. A solution prepared by dissolving 78.1 g of aminopropylpolydimethylsiloxane (manufactured by Chisso Corporation, Silaplane, FM3311) in 312 ml of γ-butyrolactone and 78 ml of butyl benzoate was added over 60 minutes while stirring (reaction liquid 2).

この反応液2を反応液1に、氷冷下において撹拌しながら60分間かけて加え、更に室温で4時間撹拌した後、エチルアルコール240mlを加えて1時間攪拌し、次に、γ−ブチロラクトン7000mlを加えた。反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。得られた反応液を10リットルのエチルアルコールに加えて粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、テトラヒドロフラン1.5リットルに溶解して粗ポリマー溶液を得た。該粗ポリマー溶液を28リットルの水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、真空乾燥して粉末状のポリマー(ポリアミド酸エステルA)を得た。ポリアミド酸エステルの数平均分子量(Mn)をゲルパーミェーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、20000だった。   The reaction solution 2 was added to the reaction solution 1 over 60 minutes with stirring under ice-cooling, and further stirred at room temperature for 4 hours. Then, 240 ml of ethyl alcohol was added and stirred for 1 hour, and then 7000 ml of γ-butyrolactone. Was added. The precipitate generated in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction solution. The obtained reaction solution was added to 10 liters of ethyl alcohol to produce a precipitate consisting of a crude polymer. The produced crude polymer was separated by filtration and dissolved in 1.5 liter of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution. The crude polymer solution was dropped into 28 liters of water to precipitate the polymer, and the resulting precipitate was filtered off and dried under vacuum to obtain a powdered polymer (polyamic acid ester A). It was 20000 when the number average molecular weight (Mn) of the polyamic acid ester was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene conversion).

<実施例1>
得られたポリアミド酸エステルAを用いて以下の方法でポリアミド酸エステル組成物を調整し、調整した組成物の物性の測定及び評価を行った。ポリアミド酸エステルA100g、ジフェニルプロパントリオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシム4g、テトラエチレングリコールジメタクリレート4g、1−フェニル−5−メルカプトテトラゾール2g、N−フェニルジエタノールアミン4g、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]フタルアミド酸3g、及び2−ニトロソ−1−ナフト−ル0.02gを、NMP70g、及びベンジルアルコール80gからなる溶媒に溶解した。得られた溶液の粘度を、NMP及びベンジルアルコールの量比を保持しながら少量のNMP及びベンジルアルコールを加えることによって約3Pa・sに調整し、感光性樹脂組成物とした。
次に、前述したような方法により、残留応力測定用および解像度測定用のポリイミド樹脂膜をそれぞれ製膜した。
得られた該樹脂膜の解像度と表面平滑性は良好で、Tgは−90℃と330℃に認められ、その間では認められなかった。Eは1.7GPaと低く残留応力は20.3MPaと十分に低かった。
<Example 1>
Using the obtained polyamic acid ester A, a polyamic acid ester composition was prepared by the following method, and the physical properties of the prepared composition were measured and evaluated. Polyamic acid ester A 100 g, diphenylpropanetrione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime 4 g, tetraethylene glycol dimethacrylate 4 g, 1-phenyl-5-mercaptotetrazole 2 g, N-phenyldiethanolamine 4 g, N- [3- (tri Ethoxysilyl) propyl] phthalamic acid 3 g and 2-nitroso-1-naphthol 0.02 g were dissolved in a solvent consisting of 70 g of NMP and 80 g of benzyl alcohol. The viscosity of the obtained solution was adjusted to about 3 Pa · s by adding a small amount of NMP and benzyl alcohol while maintaining the quantitative ratio of NMP and benzyl alcohol to obtain a photosensitive resin composition.
Next, polyimide resin films for residual stress measurement and resolution measurement were formed by the methods described above.
The resolution and surface smoothness of the obtained resin film were good, and Tg was recognized at −90 ° C. and 330 ° C., but not between them. E was as low as 1.7 GPa and the residual stress was as low as 20.3 MPa.

<実施例2>
実施例1のベンジルアルコールをフェノキシエタノールに変えた以外は、実施例1と同様に感光性樹脂組成物を得た。次に、前述したような方法により、残留応力測定用および解像度測定用のポリイミド樹脂膜をそれぞれ製膜した。
得られた該樹脂膜の解像度と表面平滑性は良好で、Tgは−85℃と330℃に認められ、その間では認められなかった。Eは1.7GPaと低く残留応力は20.5MPaと十分に低かった。
<実施例3>
実施例1でベンジルアルコールの代りに、NMPだけを用いた以外は実施例1と同様の操作にて感光性樹脂組成物を調製し、さらにポリイミド樹脂膜を製膜した。ガラス転移温度は−88℃と328℃とに見られ、Eは1.8GPaで残留応力は21MPaと十分に低かったが、該薄膜中に異物が散見され、表面平滑性は十分満足のいくものではなかった。
<Example 2>
A photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the benzyl alcohol in Example 1 was changed to phenoxyethanol. Next, polyimide resin films for residual stress measurement and resolution measurement were formed by the methods described above.
The resolution and surface smoothness of the obtained resin film were good, and Tg was observed at −85 ° C. and 330 ° C., but not between them. E was as low as 1.7 GPa and the residual stress was sufficiently low at 20.5 MPa.
<Example 3>
A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that only NMP was used instead of benzyl alcohol in Example 1, and a polyimide resin film was further formed. Glass transition temperatures were found at -88 ° C and 328 ° C, E was 1.8 GPa and residual stress was sufficiently low at 21 MPa, but foreign matter was scattered in the thin film, and the surface smoothness was sufficiently satisfactory. It wasn't.

<比較例1>
ピロメリット酸二無水物(PMDA)140.6gを5リットル容量のセパラブルフラスコに入れ、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)172.7gとγ−ブチロラクトン500mlを入れて室温下で攪拌し、攪拌しながらピリジン102.5gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に室温まで放冷し、16時間放置した。次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)265.2gをγ−ブチロラクトン240mlに溶解した溶液を攪拌しながら40分かけて反応混合物に加えた。この反応液を4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)107.4gと数平均分子量1000のα,ω−アミノプロピルポリジメチルシロキサン(チッソ(株)製、サイラプレーン、FM3311)62.0gをγ−ブチロラクトン512mlに懸濁させた溶液を氷冷下において攪拌しながら60分かけて加えた。更に室温で4時間撹拌した後、エチルアルコール240mlを加えて1時間攪拌し、次に、γ−ブチロラクトン700mlを加えた。
<Comparative Example 1>
Pyromellitic dianhydride (PMDA) 140.6g was put in a 5 liter separable flask, 172.7g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and γ-butyrolactone 500ml were stirred at room temperature and stirred. While adding 102.5 g of pyridine, a reaction mixture was obtained. After completion of the exothermic reaction, the mixture was allowed to cool to room temperature and left for 16 hours. Next, under ice cooling, a solution prepared by dissolving 265.2 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 240 ml of γ-butyrolactone was added to the reaction mixture over 40 minutes with stirring. This reaction solution was charged with 107.4 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (DADPE) and 62.0 g of α, ω-aminopropylpolydimethylsiloxane (manufactured by Chisso Corporation, Silaplane, FM3311) having a number average molecular weight of 1000. The solution suspended in 512 ml of butyrolactone was added over 60 minutes with stirring under ice cooling. After further stirring at room temperature for 4 hours, 240 ml of ethyl alcohol was added and stirred for 1 hour, and then 700 ml of γ-butyrolactone was added.

反応混合物に生じた沈殿物をろ過により取り除き、反応液を得た。得られた反応液を10リットルのエチルアルコールに加えて粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、テトラヒドロフラン1.5リットルに溶解して粗ポリマー溶液を得た。該粗ポリマー溶液を28リットルの水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、真空乾燥して粉末状のポリマー(ポリアミド酸エステルB)を得た。ポリアミド酸エステルBの数平均分子量(Mn)をゲルパーミェーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、20000だった。
次に実施例1と同様の操作にて、感光性樹脂組成物を得た。得られた該感光性組成物は不透明な液であった。次に、前述したような方法により、残留応力測定用および解像度測定用のポリイミド樹脂膜をそれぞれ製膜した。得られた該樹脂膜の表面は平滑性がなく、失透していた。Tgは−110℃と330℃以外に、208℃にもTgが観測され、半導体用のポリイミド膜として適していない。Eは2.1GPaで残留応力は24MPaであった。
The precipitate generated in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction solution. The obtained reaction solution was added to 10 liters of ethyl alcohol to produce a precipitate consisting of a crude polymer. The produced crude polymer was separated by filtration and dissolved in 1.5 liter of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution. The crude polymer solution was dropped into 28 liters of water to precipitate the polymer, and the resulting precipitate was filtered off and dried under vacuum to obtain a powdered polymer (polyamic acid ester B). It was 20000 when the number average molecular weight (Mn) of the polyamic acid ester B was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene conversion).
Next, a photosensitive resin composition was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained photosensitive composition was an opaque liquid. Next, polyimide resin films for residual stress measurement and resolution measurement were formed by the methods described above. The surface of the obtained resin film was not smooth and devitrified. Tg is observed not only at −110 ° C. and 330 ° C. but also at 208 ° C., which is not suitable as a polyimide film for semiconductors. E was 2.1 GPa and the residual stress was 24 MPa.

本発明の感光性樹脂組成物を加熱硬化させて得たポリイミド樹脂膜は、半導体の表面保護膜、層間絶縁膜、あるいはマルチチップモジュールなどの材料の分野で好適に利用できる。   The polyimide resin film obtained by heat-curing the photosensitive resin composition of the present invention can be suitably used in the field of materials such as semiconductor surface protective films, interlayer insulating films, and multichip modules.

Claims (4)

(a)少なくとも下記一般式(1)で表されるXカルボン酸とYアミンを縮合させた単位ユニット1(アミド酸エステル)m個からなるブロック1と、X’カルボン酸とY’アミンを縮合させた単位ユニット2(アミド酸エステル)n個からなるブロック2とを含む、数平均分子量が3,000〜100,000のポリアミド酸エステルであって、加熱硬化させて得られるポリイミド樹脂膜が−150〜0℃の領域Aと150〜380℃の領域Bとのそれぞれに、動的粘弾性測定法による温度分散曲線より得られる少なくとも1つずつのガラス転移温度を有し、該領域Aと該領域Bとの間の領域Cにはガラス転移温度を有しないポリアミド酸エステル100質量部、(b)光重合開始剤1〜20質量部、及び(c)溶媒30〜600質量部を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。
Figure 2005266757
(式中、XとX’は、それぞれ独立して炭素数6〜32の4価の有機基であり、Yは炭素数4〜30の2価の有機基であり、Y’は、炭素数4〜30の2価の有機基およびケイ素数2〜50の2価のケイ素含有基からなる群から選ばれる基であり、RおよびR’は、それぞれ独立してオレフィン性二重結合を有する1価の基である。)
(A) At least a block 1 consisting of m unit units 1 (amidate ester) obtained by condensing X carboxylic acid and Y amine represented by the following general formula (1), and X ′ carboxylic acid and Y ′ amine are condensed. A polyimide resin film, which is a polyamic acid ester having a number average molecular weight of 3,000 to 100,000, comprising a block 2 composed of n unit units 2 (amidate ester), Each of the region A of 150 to 0 ° C. and the region B of 150 to 380 ° C. has at least one glass transition temperature obtained from a temperature dispersion curve obtained by a dynamic viscoelasticity measurement method. Region C between region B includes 100 parts by weight of a polyamic acid ester having no glass transition temperature, (b) 1 to 20 parts by weight of a photopolymerization initiator, and (c) 30 to 600 parts by weight of a solvent. The photosensitive resin composition characterized by.
Figure 2005266757
(In the formula, X and X ′ are each independently a tetravalent organic group having 6 to 32 carbon atoms, Y is a divalent organic group having 4 to 30 carbon atoms, and Y ′ is the number of carbon atoms. A group selected from the group consisting of a divalent organic group having 4 to 30 and a divalent silicon-containing group having 2 to 50 silicon atoms, wherein R and R ′ each independently have an olefinic double bond 1 Valent group.)
溶媒が、下記一般式(2)で表される溶媒を10〜100質量%含有する溶媒であることを特徴とする請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
Figure 2005266757
(式中、R1は2価の有機基であり、R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して1価の有機基、及びハロゲン基からなる群から選ばれる基である。)
The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the solvent is a solvent containing 10 to 100% by mass of a solvent represented by the following general formula (2).
Figure 2005266757
(Wherein R 1 is a divalent organic group, and R 2 , R 3 , and R 4 are each independently a group selected from the group consisting of a monovalent organic group and a halogen group.)
溶媒が、150〜300℃に沸点を有する有機溶媒を10〜100質量%含有する溶媒であることを特徴とする請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the solvent is a solvent containing 10 to 100% by mass of an organic solvent having a boiling point at 150 to 300 ° C. 請求項1〜3のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥することにより該基材上に塗膜を形成する工程、パターンを有するフォトマスクを介して、又は直接に該塗膜に紫外線を照射する工程、現像液で現像することにより該塗膜の露光されなかった部分を除去して該基材上にレリーフパターンを形成する工程、該レリーフパターンを加熱することによりポリイミド樹脂からなる硬化レリーフパターンを該基材上に形成する工程、の各工程を包含することを特徴とする硬化レリーフパターンの形成方法。   The process of forming the coating film on this base material by apply | coating to the base material the photosensitive resin composition in any one of Claims 1-3, and drying, via the photomask which has a pattern, or directly A step of irradiating the coating film with ultraviolet light, a step of developing an unexposed portion of the coating film by developing with a developing solution to form a relief pattern on the substrate, and heating the relief pattern A method for forming a cured relief pattern comprising the steps of: forming a cured relief pattern comprising a polyimide resin on the substrate.
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