JP7237978B2 - Resin composition, cured film, laminate, method for producing cured film, and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、ポリイミド前駆体を含む樹脂組成物に関する。また、本発明は、前述のポリマー前駆体を含む樹脂組成物を用いた硬化膜、積層体、硬化膜の製造方法、および半導体デバイスに関する。 The present invention relates to a resin composition containing a polyimide precursor. The present invention also relates to a cured film, a laminate, a method for producing a cured film, and a semiconductor device using the resin composition containing the polymer precursor.
ポリイミド樹脂は、耐熱性および絶縁性に優れるため、様々な用途に適用されている。その用途は特に限定されないが、実装用の半導体デバイスを例に挙げると、絶縁膜や封止材の材料、あるいは、保護膜としての利用が挙げられる(非特許文献1および2等参照)。また、フレキシブル基板のベースフィルムやカバーレイなどとしても用いられている。
一方で、ポリイミド樹脂は、一般に、溶剤への溶解性が低い。そのため、環化反応前のポリマー前駆体、具体的には、ポリイミド前駆体の状態で溶剤に溶解する方法がよく用いられる。これにより、優れた取り扱い性を実現することができ、上述のような各製品を製造する際に基板などに多様な形態で塗布して加工することができる。その後、加熱してポリイミド前駆体を環化し、硬化した製品を形成することができる。ポリイミド樹脂等がもつ高い性能に加え、このような製造上の適応性に優れる観点から、その産業上の応用展開がますます期待されている。Polyimide resins are used in various applications because of their excellent heat resistance and insulating properties. Its use is not particularly limited, but in the case of semiconductor devices for mounting, it can be used as a material for insulating films and sealing materials, or as a protective film (see Non-Patent Documents 1 and 2, etc.). It is also used as a base film or coverlay for flexible substrates.
On the other hand, polyimide resins generally have low solubility in solvents. Therefore, a method of dissolving the polymer precursor before the cyclization reaction, specifically the polyimide precursor, in a solvent is often used. As a result, it is possible to realize excellent handleability, and it is possible to apply and process various forms on a substrate or the like when manufacturing each product as described above. Heating can then be applied to cyclize the polyimide precursor and form a cured product. In addition to the high performance possessed by polyimide resins and the like, from the viewpoint of such excellent manufacturing adaptability, there are increasing expectations for the development of industrial applications.
特許文献1には、(A)光重合性の不飽和結合を有するポリアミド:100質量部、(B)光重合性の不飽和二重結合を有するモノマー:1~50質量部、(C)光重合開始剤:1~20質量部、(D)熱架橋剤:5~30質量部、を含有する感光性樹脂組成物が記載されている。 In Patent Document 1, (A) a polyamide having a photopolymerizable unsaturated bond: 100 parts by mass, (B) a monomer having a photopolymerizable unsaturated double bond: 1 to 50 parts by mass, (C) light A photosensitive resin composition containing 1 to 20 parts by mass of a polymerization initiator and (D) a 5 to 30 parts by mass of a thermal cross-linking agent is described.
特許文献2には、(A)重合性の不飽和結合を有するポリイミド前駆体、(B)脂肪族環状骨格を有する重合性モノマー、(C)光重合開始剤、及び(D)熱架橋剤を含有する感光性樹脂組成物が記載されている。 Patent Document 2 discloses (A) a polyimide precursor having a polymerizable unsaturated bond, (B) a polymerizable monomer having an aliphatic cyclic skeleton, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a thermal cross-linking agent. A containing photosensitive resin composition is described.
近年では、ポリイミド前駆体を低温で環化して硬化物を得ることが検討されている。また、ポリイミド前駆体を低温で環化して得られる硬化物については、破断伸びや耐薬品性などの特性の更なる向上が望まれている。 In recent years, it has been studied to cyclize a polyimide precursor at a low temperature to obtain a cured product. In addition, further improvements in properties such as elongation at break and chemical resistance are desired for cured products obtained by cyclizing polyimide precursors at low temperatures.
よって、本発明は、破断伸びおよび耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる樹脂組成物、硬化膜、積層体、硬化膜の製造方法、および半導体デバイスを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin composition, a cured film, a laminate, a method for producing a cured film, and a semiconductor device capable of forming a cured film having excellent elongation at break and chemical resistance. .
本発明者がポリイミド前駆体およびポリベンゾオキサゾール前駆体からなる群から選択される少なくとも1種のポリマー前駆体を含む樹脂組成物について鋭意検討を進めたところ、後述する構成とすることにより、破断伸びや耐薬品性に優れた硬化膜を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は以下を提供する。 The inventor of the present invention has extensively studied a resin composition containing at least one polymer precursor selected from the group consisting of polyimide precursors and polybenzoxazole precursors. The inventors have found that a cured film having excellent chemical resistance can be formed, and have completed the present invention. The present invention provides the following.
<1> ポリイミド前駆体と、
熱塩基発生剤と、
エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基及びブロックイソシアネート基からなる群から選択される官能基を複数有する熱硬化性化合物と、
を含む樹脂組成物。
<2> 熱硬化性化合物は、下記式(TC1)で表される化合物である、<1>に記載の樹脂組成物;
X1-(Y1)n ・・・(TC1)
式(TC1)中、X1はn価の連結基を表し、Y1はエポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基またはブロックイソシアネート基を表し、nは2以上の整数を表す。
<3> 式(TC1)のX1は環状構造を含む、<2>に記載の樹脂組成物。
<4> 熱硬化性化合物は、アルコキシメチル基を複数有する化合物である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<5> 熱硬化性化合物は、メトキシメチル基を複数有する化合物である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<6> 熱塩基発生剤の塩基発生温度は、熱硬化性化合物の硬化開始温度よりも低い<1>~<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<7> (メタ)アクリロイル基を複数有する重合性モノマーの含有量が樹脂組成物の全固形分中20質量%以下である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8> ポリイミド前駆体がラジカル重合性基を含む、<1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<9> ポリイミド前駆体が下記式(1)で表される構成単位を有する、<1>~<8>のいずれか1つに記載の樹脂組成物;
<10> 式(1)におけるR113およびR114の少なくとも一方がラジカル重合性基を含む、<9>に記載の樹脂組成物。
<11> 更に、光重合開始剤を含む<8>または<10>に記載の樹脂組成物。
<12> 再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられる、<1>~<11>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<13> <1>~<12>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を硬化して得られる硬化膜。
<14> <13>に記載の硬化膜を2層以上有し、2層の硬化膜の間に金属層を有する、積層体。
<15> <1>~<12>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を基板に適用して膜を形成する膜形成工程を含む、硬化膜の製造方法。
<16> 膜を露光する露光工程および膜を現像する現像工程を有する、<15>に記載の硬化膜の製造方法。
<17> 膜を80~450℃で加熱する工程を含む、<16>に記載の硬化膜の製造方法。
<18> <13>に記載の硬化膜または<14>に記載の積層体を有する、半導体デバイス。<1> a polyimide precursor,
a thermal base generator;
a thermosetting compound having a plurality of functional groups selected from the group consisting of epoxy groups, oxetanyl groups, methylol groups, alkoxymethyl groups, phenol groups, maleimide groups, cyanate groups and blocked isocyanate groups;
A resin composition comprising:
<2> The resin composition according to <1>, wherein the thermosetting compound is a compound represented by the following formula (TC1);
X1- ( Y1 ) n ...(TC1)
In formula (TC1), X 1 represents an n-valent linking group, Y 1 represents an epoxy group, oxetanyl group, methylol group, alkoxymethyl group, phenol group, maleimide group, cyanate group or blocked isocyanate group, and n represents Represents an integer of 2 or greater.
<3> The resin composition according to <2>, wherein X 1 in formula (TC1) contains a cyclic structure.
<4> The resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein the thermosetting compound is a compound having a plurality of alkoxymethyl groups.
<5> The resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein the thermosetting compound is a compound having a plurality of methoxymethyl groups.
<6> The resin composition according to any one of <1> to <5>, wherein the base generation temperature of the thermal base generator is lower than the curing start temperature of the thermosetting compound.
<7> The resin composition according to any one of <1> to <6>, wherein the content of the polymerizable monomer having a plurality of (meth)acryloyl groups is 20% by mass or less in the total solid content of the resin composition. thing.
<8> The resin composition according to any one of <1> to <7>, wherein the polyimide precursor contains a radically polymerizable group.
<9> The resin composition according to any one of <1> to <8>, wherein the polyimide precursor has a structural unit represented by the following formula (1);
<10> The resin composition according to <9>, wherein at least one of R 113 and R 114 in formula (1) contains a radically polymerizable group.
<11> The resin composition according to <8> or <10>, further comprising a photopolymerization initiator.
<12> The resin composition according to any one of <1> to <11>, which is used for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer.
<13> A cured film obtained by curing the resin composition according to any one of <1> to <12>.
<14> A laminate having two or more layers of the cured film according to <13> and having a metal layer between the two layers of the cured film.
<15> A method for producing a cured film, comprising a film forming step of applying the resin composition according to any one of <1> to <12> to a substrate to form a film.
<16> The method for producing a cured film according to <15>, comprising an exposure step of exposing the film and a development step of developing the film.
<17> The method for producing a cured film according to <16>, comprising the step of heating the film at 80 to 450°C.
<18> A semiconductor device comprising the cured film according to <13> or the laminate according to <14>.
本発明により、破断伸びおよび耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる樹脂組成物、硬化膜、積層体、硬化膜の製造方法、および半導体デバイスを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a resin composition, a cured film, a laminate, a method for producing a cured film, and a semiconductor device capable of forming a cured film having excellent elongation at break and chemical resistance.
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。なお、本明細書において「~」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。 The contents of the present invention will be described in detail below. In this specification, the term "~" is used to mean that the numerical values before and after it are included as the lower limit and the upper limit.
以下に記載する本発明における構成要素の説明は、本発明の代表的な実施形態に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。
本明細書における基(原子団)の表記に於いて、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本明細書において「露光」とは、特に断らない限り、光を用いた露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線を用いた描画も露光に含める。また、露光に用いられる光としては、一般的に、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等の活性光線または放射線が挙げられる。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」および「メタクリレート」の双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」および「メタクリル」の双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」および「メタクリロイル」の双方、または、いずれかを表す。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本発明における物性値は特に述べない限り、温度23℃、気圧101325Paの下での値とする。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、特に述べない限り、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC測定)によって測定されたものであり、ポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてガードカラムHZ-L、TSKgel Super HZM-M、TSKgel Super HZ4000、TSKgel Super HZ3000およびTSKgel Super HZ2000(東ソー(株)製)を用いることによって求めることができる。この測定において、溶離液は特に述べない限り、THF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、検出は特に述べない限り、UV線(紫外線)の波長254nm検出器を使用したものとする。The description of the constituent elements of the present invention described below may be made based on representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the description of a group (atomic group) in the present specification, a description that does not describe substitution or unsubstituted includes not only those without substituents but also those with substituents. For example, an "alkyl group" includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
As used herein, the term "exposure" includes not only exposure using light but also drawing using particle beams such as electron beams and ion beams, unless otherwise specified. Light used for exposure generally includes actinic rays or radiation such as emission line spectra of mercury lamps, far ultraviolet rays represented by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, and electron beams.
As used herein, "(meth)acrylate" represents both or either of "acrylate" and "methacrylate", and "(meth)acrylic" represents both "acrylic" and "methacrylic", or Either is represented, and "(meth)acryloyl" represents both or either of "acryloyl" and "methacryloyl".
As used herein, the term "process" includes not only an independent process, but also when the intended action of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. .
Unless otherwise specified, physical property values in the present invention are values at a temperature of 23° C. and an atmospheric pressure of 101,325 Pa.
As used herein, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are measured by gel permeation chromatography (GPC measurement) and defined as polystyrene equivalents, unless otherwise specified. In this specification, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are, for example, HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation), guard column HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel It can be obtained by using Super HZ4000, TSKgel Super HZ3000 and TSKgel Super HZ2000 (manufactured by Tosoh Corporation). In this measurement, THF (tetrahydrofuran) is used as the eluent unless otherwise specified. In addition, unless otherwise specified, a UV ray (ultraviolet) wavelength detector of 254 nm is used for detection.
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体と、
熱塩基発生剤と、
エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基及びブロックイソシアネートからなる群から選択される官能基を複数有する熱硬化性化合物と、
を含む。[Resin composition]
The resin composition of the present invention comprises a polyimide precursor,
a thermal base generator;
a thermosetting compound having a plurality of functional groups selected from the group consisting of epoxy groups, oxetanyl groups, methylol groups, alkoxymethyl groups, phenol groups, maleimide groups, cyanate groups and blocked isocyanates;
including.
本発明の樹脂組成物は、破断伸びおよび耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる。特に、200℃以下の低温で硬化処理を行っても破断伸びおよび耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができる。 The resin composition of the present invention can form a cured film having excellent elongation at break and chemical resistance. In particular, even if the curing treatment is performed at a low temperature of 200° C. or less, a cured film having excellent elongation at break and chemical resistance can be formed.
本発明の樹脂組成物において、熱塩基発生剤の塩基発生温度は、熱硬化性化合物の硬化開始温度よりも低いことが好ましい。このような熱塩基発生剤と熱硬化性化合物とを併用することで、本発明の効果がより顕著に得られる。 In the resin composition of the present invention, the base generation temperature of the thermal base generator is preferably lower than the curing initiation temperature of the thermosetting compound. By using such a thermal base generator and a thermosetting compound in combination, the effects of the present invention can be obtained more remarkably.
本発明の樹脂組成物において、(メタ)アクリロイル基を複数有する重合性モノマーの含有量が樹脂組成物の全固形分中20質量%以下であることも好ましい。この態様によっても、本発明の効果がより顕著に得られる。下限は0質量%超とすることができる。 In the resin composition of the present invention, it is also preferable that the content of the polymerizable monomer having multiple (meth)acryloyl groups is 20% by mass or less in the total solid content of the resin composition. Also by this aspect, the effects of the present invention can be obtained more remarkably. The lower limit can be greater than 0% by mass.
以下、本発明の樹脂組成物の各成分について詳述する。 Each component of the resin composition of the present invention will be described in detail below.
<ポリイミド前駆体>
本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体を含む。<Polyimide precursor>
The resin composition of the present invention contains a polyimide precursor.
本発明で用いられるポリイミド前駆体は、ラジカル重合性基を含むものであることが好ましい。ラジカル重合性基としては、ラジカルの作用により、架橋反応することが可能な基であって、好ましい例として、エチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、および後述する式(III)で表される基などが挙げられる。ラジカル重合性基を含むポリイミド前駆体を用いた場合においては、より優れた特性を有する硬化膜が得られやすい。また、本発明の樹脂組成物が光ラジカル重合開始剤を含む場合においては、フォトリソグラフィ法でのパターン形成性に優れた樹脂組成物とすることもできる。 The polyimide precursor used in the present invention preferably contains a radically polymerizable group. The radically polymerizable group is a group capable of undergoing a cross-linking reaction by the action of a radical, and preferred examples thereof include groups having an ethylenically unsaturated bond. Examples of groups having an ethylenically unsaturated bond include vinyl groups, allyl groups, (meth)acryloyl groups, groups represented by formula (III) described below, and the like. When a polyimide precursor containing a radically polymerizable group is used, a cured film having better properties is likely to be obtained. Moreover, when the resin composition of the present invention contains a radical photopolymerization initiator, it can be a resin composition having excellent pattern formability in photolithography.
ポリイミド前駆体としては下記式(1)で表される構成単位を含むことが好ましい。このような構成とすることにより、より膜強度に優れた樹脂組成物が得られる。
A1およびA2は、それぞれ独立に、酸素原子またはNHであり、酸素原子が好ましい。A 1 and A 2 are each independently an oxygen atom or NH, preferably an oxygen atom.
<<<R111>>>
R111は2価の有機基を表す。2価の有機基としては、直鎖または分岐の脂肪族基、環状の脂肪族基、および芳香族基、複素芳香族基、またはこれらの組み合わせからなる基が例示され、炭素数2~20の直鎖の脂肪族基、炭素数3~20の分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、または、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基がより好ましい。
R111は、ジアミンから誘導されることが好ましい。ポリイミド前駆体の製造に用いられるジアミンとしては、直鎖または分岐の脂肪族、環状の脂肪族または芳香族ジアミンなどが挙げられる。ジアミンは、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
具体的には、ジアミンは、炭素数2~20の直鎖脂肪族基、炭素数3~20の分岐または環状の脂肪族基、炭素数6~20の芳香族基、または、これらの組み合わせからなる基を含むものであることが好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含むジアミンであることがより好ましい。芳香族基の例としては、下記が挙げられる。<<<R 111 >>>
R 111 represents a divalent organic group. Examples of divalent organic groups include linear or branched aliphatic groups, cyclic aliphatic groups, aromatic groups, heteroaromatic groups, or groups consisting of combinations thereof, and those having 2 to 20 carbon atoms. A linear aliphatic group, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group consisting of a combination thereof Preferred are aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms.
R 111 is preferably derived from a diamine. Diamines used in the production of polyimide precursors include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic diamines. Only one type of diamine may be used, or two or more types may be used.
Specifically, the diamine is a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched or cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination thereof. A diamine containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferable. Examples of aromatic groups include:
式中、Aは、単結合、または、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-、-NHCO-ならびに、これらの組み合わせから選択される基であることが好ましく、単結合、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~3のアルキレン基、-O-、-C(=O)-、-S-および-SO2-から選択される基であることがより好ましく、-CH2-、-O-、-S-、-SO2-、-C(CF3)2-、および、-C(CH3)2-からなる群から選択される2価の基であることがさらに好ましい。In the formula, A is a single bond or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms optionally substituted with a fluorine atom, -O-, -C (= O) -, -S-, -S (=O) 2 -, -NHCO- and a group selected from a combination thereof, preferably a single bond, an optionally fluorine-substituted alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, -O- , -C(=O)-, -S- and -SO 2 - are more preferred, and -CH 2 -, -O-, -S-, -SO 2 -, -C( More preferably, it is a divalent group selected from the group consisting of CF 3 ) 2 -- and --C(CH 3 ) 2 --.
ジアミンとしては、具体的には、1,2-ジアミノエタン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタンおよび1,6-ジアミノヘキサン;1,2-または1,3-ジアミノシクロペンタン、1,2-、1,3-または1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-、1,3-または1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス-(3-アミノシクロヘキシル)メタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルシクロヘキシルメタンおよびイソホロンジアミン;メタおよびパラフェニレンジアミン、ジアミノトルエン、4,4’-および3,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-および3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-および3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-および3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-および3,3’-ジアミノベンゾフェノン、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(4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニル)、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4’-ジアミノパラテルフェニル、4,4’-ビス(4-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]スルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アントラセン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、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、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)-10-ヒドロアントラセン、3,3’,4,4’-テトラアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテル、1,4-ジアミノアントラキノン、1,5-ジアミノアントラキノン、3,3-ジヒドロキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-ジメチル-3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2-(3’,5’-ジアミノベンゾイルオキシ)エチルメタクリレート、2,4-および2,5-ジアミノクメン、2,5-ジメチル-パラフェニレンジアミン、アセトグアナミン、2,3,5,6-テトラメチル-パラフェニレンジアミン、2,4,6-トリメチル-メタフェニレンジアミン、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、2,7-ジアミノフルオレン、2,5-ジアミノピリジン、1,2-ビス(4-アミノフェニル)エタン、ジアミノベンズアニリド、ジアミノ安息香酸のエステル、1,5-ジアミノナフタレン、ジアミノベンゾトリフルオライド、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェニル)オクタフルオロブタン、1,5-ビス(4-アミノフェニル)デカフルオロペンタン、1,7-ビス(4-アミノフェニル)テトラデカフルオロヘプタン、2,2-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(2-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ジメチルフェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、パラビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、4,4’-ビス(3-アミノ-5-トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニルスルホン、2,2-ビス[4-(4-アミノ-3-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2’,5,5’,6,6’-ヘキサフルオロトリジンおよび4,4’-ジアミノクアテルフェニルから選ばれる少なくとも1種のジアミンが挙げられる。 Diamines are specifically 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane and 1,6-diaminohexane; 1,2- or 1 ,3-diaminocyclopentane, 1,2-, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-, 1,3- or 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, bis-(4- aminocyclohexyl)methane, bis-(3-aminocyclohexyl)methane, 4,4′-diamino-3,3′-dimethylcyclohexylmethane and isophoronediamine; meta and paraphenylenediamine, diaminotoluene, 4,4′- and 3 ,3′-diaminobiphenyl, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3-diaminodiphenyl ether, 4,4′- and 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′- and 3,3′-diaminodiphenyl sulfone , 4,4′- and 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′- and 3,3′-diaminobenzophenone, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′- Dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl (4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl), 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis(4-amino phenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl ) hexafluoropropane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(3-amino-4-hydroxy phenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, 4,4'-diaminoparaterphenyl, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, bis[4-(4-aminophenoxy ) phenyl]sulfone, bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfone, bis[4-(2-aminophenoxy)phenyl]sulfone, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 9,10- bis(4-aminophenyl)anthracene, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylsulfone, 1,3-bis(4-aminophenoxy)be benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenyl)benzene, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dimethyl- 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy) Phenyl]hexafluoropropane, 9,9-bis(4-aminophenyl)-10-hydroanthracene, 3,3′,4,4′-tetraaminobiphenyl, 3,3′,4,4′-tetraaminodiphenyl ether , 1,4-diaminoanthraquinone, 1,5-diaminoanthraquinone, 3,3-dihydroxy-4,4′-diaminobiphenyl, 9,9′-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4′-dimethyl- 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 2-(3′,5′-diaminobenzoyloxy)ethyl methacrylate, 2,4- and 2,5-diaminocumene, 2,5-dimethyl-paraphenylenediamine, acetoguanamine, 2,3,5,6-tetramethyl-paraphenylenediamine, 2,4,6-trimethyl-metaphenylenediamine, bis( 3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, 2,7-diaminofluorene, 2,5-diaminopyridine, 1,2-bis(4-aminophenyl)ethane, diaminobenzanilide, esters of diaminobenzoic acid, 1,5 -diaminonaphthalene, diaminobenzotrifluoride, 1,3-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenyl)octafluorobutane, 1,5-bis(4-aminophenyl) Decafluoropentane, 1,7-bis(4-aminophenyl)tetradecafluoroheptane, 2,2-bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(2 -aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-3,5-dimethylphenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy) -3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]hexafluoropropane, parabis(4-amino-2-trifluoromethyl) lufenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(4-amino-3-trifluoromethylphenoxy)biphenyl, 4,4'- Bis(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)diphenylsulfone, 4,4′-bis(3-amino-5-trifluoromethylphenoxy)diphenylsulfone, 2,2-bis[4-(4-amino- 3-trifluoromethylphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 3,3′,5,5′-tetramethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4′-diamino-2,2′-bis(trifluoro methyl)biphenyl, 2,2',5,5',6,6'-hexafluorotolysine and at least one diamine selected from 4,4'-diaminoquaterphenyl.
また、下記に示すジアミン(DA-1)~(DA-18)も好ましい。 Diamines (DA-1) to (DA-18) shown below are also preferred.
また、2つ以上のアルキレングリコール単位を主鎖にもつジアミンも好ましい例として挙げられる。好ましくは、エチレングリコール鎖、プロピレングリコール鎖のいずれか一方または両方を一分子中にあわせて2つ以上含むジアミン、より好ましくは芳香環を含まないジアミンである。具体例としては、ジェファーミン(登録商標)KH-511、ジェファーミン(登録商標)ED-600、ジェファーミン(登録商標)ED-900、ジェファーミン(登録商標)ED-2003、ジェファーミン(登録商標)EDR-148、ジェファーミン(登録商標)EDR-176、D-200、D-400、D-2000、D-4000(HUNTSMAN社製)、1-(2-(2-(2-アミノプロポキシ)エトキシ)プロポキシ)プロパン-2-アミン、1-(1-(1-(2-アミノプロポキシ)プロパン-2-イル)オキシ)プロパン-2-アミンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
ジェファーミン(登録商標)KH-511、ジェファーミン(登録商標)ED-600、ジェファーミン(登録商標)ED-900、ジェファーミン(登録商標)ED-2003、ジェファーミン(登録商標)EDR-148、ジェファーミン(登録商標)EDR-176の構造を以下に示す。Diamines having two or more alkylene glycol units in the main chain are also preferred examples. Diamines containing two or more ethylene glycol chains or propylene glycol chains in one molecule are preferred, and diamines containing no aromatic ring are more preferred. Specific examples include Jeffamine (registered trademark) KH-511, Jeffamine (registered trademark) ED-600, Jeffamine (registered trademark) ED-900, Jeffamine (registered trademark) ED-2003, Jeffamine (registered trademark) ) EDR-148, Jeffamine (registered trademark) EDR-176, D-200, D-400, D-2000, D-4000 (manufactured by HUNTSMAN), 1-(2-(2-(2-aminopropoxy) ethoxy)propoxy)propan-2-amine, 1-(1-(1-(2-aminopropoxy)propan-2-yl)oxy)propan-2-amine, and the like.
Jeffamine® KH-511, Jeffamine® ED-600, Jeffamine® ED-900, Jeffamine® ED-2003, Jeffamine® EDR-148, The structure of Jeffamine® EDR-176 is shown below.
上記において、x、y、zは平均値である。 In the above, x, y and z are mean values.
R111は、得られる硬化膜の柔軟性の観点から、-Ar0-L0-Ar0-で表されることが好ましい。但し、Ar0は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10が特に好ましい)であり、フェニレン基が好ましい。L0は、単結合、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-、-NHCO-ならびに、これらの組み合わせから選択される基を表す。好ましい範囲は、上述のAと同義である。R 111 is preferably represented by -Ar 0 -L 0 -Ar 0 - from the viewpoint of the flexibility of the resulting cured film. However, each Ar 0 is independently an aromatic hydrocarbon group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably 6 to 10 carbon atoms), preferably a phenylene group. L 0 is a single bond, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms optionally substituted with a fluorine atom, -O-, -C(=O)-, -S-, -S(=O) 2 represents a group selected from -, -NHCO- and combinations thereof. The preferred range is synonymous with A above.
R111は、i線透過率の観点から下記式(51)または式(61)で表される2価の有機基であることが好ましい。特に、i線透過率、入手のし易さの観点から式(61)で表される2価の有機基であることがより好ましい。
R50~R57の1価の有機基として、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)の無置換のアルキル基、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~6)のフッ化アルキル基等が挙げられる。
The monovalent organic groups represented by R 50 to R 57 are unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), fluorine groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms). alkyl groups and the like.
式(51)または(61)の構造を与えるジアミン化合物としては、ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ビス(フルオロ)-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノオクタフルオロビフェニル等が挙げられる。これらの1種を用いるか、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Diamine compounds that give the structure of formula (51) or (61) include dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-bis(trifluoromethyl)-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2 '-bis(fluoro)-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminooctafluorobiphenyl and the like. One of these may be used, or two or more may be used in combination.
<<<R115>>>
式(1)におけるR115は、4価の有機基を表す。4価の有機基としては、芳香環を含む基であることが好ましく、下記式(5)または式(6)で表される基がより好ましい。
R 115 in formula (1) represents a tetravalent organic group. The tetravalent organic group is preferably a group containing an aromatic ring, more preferably a group represented by the following formula (5) or (6).
式(1)におけるR115が表す4価の有機基は、具体的には、テトラカルボン酸二無水物から酸二無水物基を除去した後に残存するテトラカルボン酸残基などが挙げられる。テトラカルボン酸二無水物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。テトラカルボン酸二無水物は、下記式(7)で表される化合物が好ましい。
テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルメタン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、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、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(2,3-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)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ジフェニルヘキサフルオロプロパン-3,3,4,4-テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,8,9,10-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ならびに、これらの炭素数1~6のアルキル誘導体および炭素数1~6のアルコキシ誘導体から選ばれる少なくとも1種が例示される。 Specific examples of tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic acid, pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4 ,4′-diphenylsulfidetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 2,2′,3,3′-diphenylmethanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3′,4′-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3′,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1 ,4,5,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane di anhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 1,3-diphenylhexafluoropropane-3,3,4,4-tetracarboxylic dianhydride, 1, 4,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2′,3,3′-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 1, 2,4,5-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,8,9,10-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, 1,1- bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, and at least one selected from alkyl derivatives having 1 to 6 carbon atoms and alkoxy derivatives having 1 to 6 carbon atoms.
また、下記に示すテトラカルボン酸二無水物(DAA-1)~(DAA-5)も好ましい例として挙げられる。
<<<R113およびR114>>>
式(1)におけるR113およびR114は、それぞれ独立に、水素原子または1価の有機基を表す。R113およびR114の少なくとも一方がラジカル重合性基を含むことが好ましく、両方がラジカル重合性基を含むことがより好ましい。ラジカル重合性基としては、ラジカルの作用により、架橋反応することが可能な基であって、好ましい例として、エチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、下記式(III)で表される基などが挙げられる。<<<R 113 and R 114 >>>
R 113 and R 114 in formula (1) each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group. At least one of R 113 and R 114 preferably contains a radically polymerizable group, more preferably both contain a radically polymerizable group. The radically polymerizable group is a group capable of undergoing a cross-linking reaction by the action of a radical, and preferred examples thereof include groups having an ethylenically unsaturated bond. Examples of groups having an ethylenically unsaturated bond include vinyl groups, allyl groups, (meth)acryloyl groups, groups represented by the following formula (III), and the like.
式(III)において、R200は、水素原子またはメチル基を表し、メチル基がより好ましい。
式(III)において、R201は、炭素数2~12のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-または炭素数4~30の(ポリ)オキシアルキレン基(アルキレン基としては炭素数1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が特に好ましい;繰り返し数は1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が特に好ましい)を表す。なお、(ポリ)オキシアルキレン基とは、オキシアルキレン基またはポリオキシアルキレン基を意味する。
好適なR201の例は、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、1,2-ブタンジイル基、1,3-ブタンジイル基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基、-CH2CH(OH)CH2-が挙げられ、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、-CH2CH(OH)CH2-がより好ましい。
特に好ましくは、R200がメチル基で、R201がエチレン基である。In formula (III), R 200 represents a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.
In formula (III), R 201 is an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, —CH 2 CH(OH)CH 2 —, or a (poly)oxyalkylene group having 4 to 30 carbon atoms (the alkylene group having 1 carbon 1 to 12 are preferred, 1 to 6 are more preferred, and 1 to 3 are particularly preferred; the repeating number is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and particularly preferably 1 to 3). In addition, a (poly)oxyalkylene group means an oxyalkylene group or a polyoxyalkylene group.
Examples of suitable R 201 are ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, 1,2-butanediyl, 1,3-butanediyl, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene and dodecamethylene. , --CH 2 CH(OH)CH 2 --, and more preferably ethylene group, propylene group, trimethylene group, and --CH 2 CH(OH)CH 2 --.
Particularly preferably, R 200 is a methyl group and R 201 is an ethylene group.
本発明におけるポリイミド前駆体の好ましい実施形態として、R113またはR114の1価の有機基として、1、2または3つの、好ましくは1つの酸基を有する、脂肪族基、芳香族基およびアリールアルキル基などが挙げられる。具体的には、酸基を有する炭素数6~20の芳香族基、酸基を有する炭素数7~25のアリールアルキル基が挙げられる。より具体的には、酸基を有するフェニル基および酸基を有するベンジル基が挙げられる。酸基は、ヒドロキシル基が好ましい。すなわち、R113またはR114はヒドロキシル基を有する基であることが好ましい。
R113またはR114が表す1価の有機基としては、現像液の溶解度を向上させる置換基が好ましく用いられる。
R113またはR114が、水素原子、2-ヒドロキシベンジル、3-ヒドロキシベンジルおよび4-ヒドロキシベンジルであることが、水性現像液に対する溶解性の点からは、より好ましい。Preferred embodiments of polyimide precursors in the present invention include aliphatic groups, aromatic groups and aryl groups having 1, 2 or 3, preferably 1 acid group as monovalent organic groups for R 113 or R 114 . An alkyl group and the like can be mentioned. Specific examples include an acidic group-containing aromatic group having 6 to 20 carbon atoms and an acid group-containing arylalkyl group having 7 to 25 carbon atoms. More specific examples include a phenyl group having an acid group and a benzyl group having an acid group. The acid groups are preferably hydroxyl groups. That is, R 113 or R 114 is preferably a group having a hydroxyl group.
As the monovalent organic group represented by R 113 or R 114 , a substituent that improves solubility in a developer is preferably used.
More preferably, R 113 or R 114 is a hydrogen atom, 2-hydroxybenzyl, 3-hydroxybenzyl or 4-hydroxybenzyl from the viewpoint of solubility in an aqueous developer.
有機溶剤への溶解度の観点からは、R113またはR114は、1価の有機基であることが好ましい。1価の有機基としては、直鎖または分岐のアルキル基、環状アルキル基、芳香族基を含むことが好ましく、芳香族基で置換されたアルキル基がより好ましい。
アルキル基の炭素数は1~30が好ましい(環状の場合は3以上)。アルキル基は直鎖、分岐、環状のいずれであってもよい。直鎖または分岐のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、1-エチルペンチル基、および2-エチルヘキシル基が挙げられる。環状のアルキル基は、単環の環状のアルキル基であってもよく、多環の環状のアルキル基であってもよい。単環の環状のアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびシクロオクチル基が挙げられる。多環の環状のアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基およびピネニル基が挙げられる。また、芳香族基で置換されたアルキル基としては、次に述べる芳香族基で置換された直鎖アルキル基が好ましい。From the viewpoint of solubility in organic solvents, R 113 or R 114 is preferably a monovalent organic group. The monovalent organic group preferably includes a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, or an aromatic group, and more preferably an alkyl group substituted with an aromatic group.
The number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 to 30 (3 or more in the case of cyclic). Alkyl groups may be linear, branched or cyclic. Linear or branched alkyl groups include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group and octadecyl group. , isopropyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, 1-ethylpentyl, and 2-ethylhexyl groups. The cyclic alkyl group may be a monocyclic cyclic alkyl group or a polycyclic cyclic alkyl group. Monocyclic cyclic alkyl groups include, for example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl groups. Examples of polycyclic cyclic alkyl groups include adamantyl group, norbornyl group, bornyl group, camphenyl group, decahydronaphthyl group, tricyclodecanyl group, tetracyclodecanyl group, campholoyl group, dicyclohexyl group and pinenyl group. are mentioned. Moreover, as the alkyl group substituted with an aromatic group, a linear alkyl group substituted with an aromatic group described below is preferable.
芳香族基としては、具体的には、置換または無置換の芳香族炭化水素基(基を構成する環状構造としては、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フルオレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インダセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセナフテン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環等が挙げられる)あるいは置換または無置換の芳香族複素環基(基を構成する環状構造としては、フルオレン環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環またはフェナジン環)である。 Specific examples of aromatic groups include substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon groups (cyclic structures constituting the group include benzene ring, naphthalene ring, biphenyl ring, fluorene ring, pentalene ring, indene ring, azulene ring, ring, heptalene ring, indacene ring, perylene ring, pentacene ring, acenaphthene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, naphthacene ring, chrysene ring, triphenylene ring, etc.) or substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group (group The constituent cyclic structures include fluorene ring, pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, indolizine ring, indole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, quinolidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline ring, carbazole ring, phenanthridine ring, acridine ring, phenanthroline ring, thianthrene ring, chromene ring, xanthene ring ring, phenoxathiin ring, phenothiazine ring or phenazine ring).
また、ポリイミド前駆体は、構成単位中にフッ素原子を有することも好ましい。ポリイミド前駆体中のフッ素原子含有量は10質量%以上が好ましく、20質量%以下がより好ましい。上限は特にないが50質量%以下が実際的である。 Moreover, the polyimide precursor preferably has a fluorine atom in its constitutional unit. The fluorine atom content in the polyimide precursor is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less. Although there is no particular upper limit, 50% by mass or less is practical.
また、基板との密着性を向上させる目的で、シロキサン構造を有する脂肪族基を式(1)で表される構成単位に共重合してもよい。具体的には、ジアミン成分として、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(パラアミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサンなどが挙げられる。 In addition, for the purpose of improving adhesion to the substrate, an aliphatic group having a siloxane structure may be copolymerized with the structural unit represented by formula (1). Specific examples of the diamine component include bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(para-aminophenyl)octamethylpentasiloxane.
式(1)で表される構成単位は、式(1-A)または(1-B)で表される構成単位であることが好ましい。
A11、A12、R111、R113およびR114は、それぞれ独立に、好ましい範囲が、式(1)におけるA1、A2、R111、R113およびR114の好ましい範囲と同義である。
R112の好ましい範囲は、式(5)におけるR112と同義であり、中でも酸素原子であることがより好ましい。
式中のカルボニル基のベンゼン環への結合位置は、式(1-A)において、4,5,3’,4’であることが好ましい。式(1-B)においては、1,2,4,5であることが好ましい。A 11 , A 12 , R 111 , R 113 and R 114 each independently have the same preferred ranges as the preferred ranges of A 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 in formula (1) .
The preferred range of R 112 has the same meaning as R 112 in formula (5), and more preferably an oxygen atom.
The bonding positions of the carbonyl group to the benzene ring in the formula are preferably 4, 5, 3' and 4' in formula (1-A). In formula (1-B), 1, 2, 4 and 5 are preferred.
ポリイミド前駆体において、式(1)で表される構成単位は1種であってもよいが、2種以上であってもよい。また、式(1)で表される構成単位の構造異性体を含んでいてもよい。また、ポリイミド前駆体は、上記の式(1)の構成単位のほかに、他の種類の構成単位も含んでもよい。 In the polyimide precursor, the number of structural units represented by formula (1) may be one, or two or more. Further, it may contain a structural isomer of the structural unit represented by formula (1). The polyimide precursor may also contain other types of structural units in addition to the structural units of formula (1) above.
本発明におけるポリイミド前駆体の一実施形態として、全構成単位の50モル%以上、さらには70モル%以上、特には90モル%以上が式(1)で表される構成単位であるポリイミド前駆体が例示される。上限としては100モル%以下が実際的である。 As one embodiment of the polyimide precursor in the present invention, 50 mol% or more, further 70 mol% or more, particularly 90 mol% or more of all structural units is a polyimide precursor whose structural unit is represented by formula (1). are exemplified. A practical upper limit is 100 mol % or less.
ポリイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは2000~500000であり、より好ましくは5000~100000であり、さらに好ましくは10000~50000である。また、数平均分子量(Mn)は、好ましくは800~250000であり、より好ましくは、2000~50000であり、さらに好ましくは、4000~25000である。
ポリイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5~3.5が好ましく、2~3がより好ましい。The weight average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000, still more preferably 10,000 to 50,000. Also, the number average molecular weight (Mn) is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, still more preferably 4,000 to 25,000.
The polyimide precursor preferably has a molecular weight distribution of 1.5 to 3.5, more preferably 2 to 3.
ポリイミド前駆体は、ジカルボン酸またはジカルボン酸誘導体とジアミンを反応させて得られうる。好ましくは、ジカルボン酸またはジカルボン酸誘導体を、ハロゲン化剤を用いてハロゲン化させた後、ジアミンと反応させて得られる。
ポリイミド前駆体の製造方法では、反応に際し、有機溶剤を用いることが好ましい。有機溶剤は1種でもよいし、2種以上でもよい。
有機溶剤としては、原料に応じて適宜定めることができるが、ピリジン、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、N-メチルピロリドンおよびN-エチルピロリドンが例示される。A polyimide precursor can be obtained by reacting a dicarboxylic acid or a dicarboxylic acid derivative with a diamine. Preferably, it is obtained by halogenating a dicarboxylic acid or a dicarboxylic acid derivative using a halogenating agent and then reacting it with a diamine.
In the method for producing a polyimide precursor, it is preferable to use an organic solvent in the reaction. One type of organic solvent may be used, or two or more types may be used.
Examples of the organic solvent include pyridine, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), N-methylpyrrolidone and N-ethylpyrrolidone, although they can be appropriately determined depending on the raw material.
ポリイミド前駆体の製造に際し、固体を析出する工程を含んでいることが好ましい。具体的には、反応液中のポリイミド前駆体を、水中に沈殿させ、テトラヒドロフラン等のポリイミド前駆体が可溶な溶剤に溶解させることによって、固体析出することができる。 The production of the polyimide precursor preferably includes a step of depositing a solid. Specifically, the polyimide precursor in the reaction solution is precipitated in water, and dissolved in a solvent such as tetrahydrofuran in which the polyimide precursor is soluble, whereby solid deposition can be performed.
本発明の樹脂組成物における、ポリイミド前駆体の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることがさらに好ましく、50質量%以上であることが一層好ましく、60質量%以上であることがより一層好ましく、70質量%以上であることがさらに一層好ましい。また、本発明の樹脂組成物における、ポリイミド前駆体の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、99.5質量%以下であることが好ましく、99質量%以下であることがより好ましく、98質量%以下であることがさらに好ましく、95質量%以下であることが一層好ましい。
本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体を1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。The content of the polyimide precursor in the resin composition of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 40% by mass or more with respect to the total solid content of the resin composition. is more preferably 50% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more. Further, the content of the polyimide precursor in the resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, relative to the total solid content of the resin composition. , more preferably 98% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or less.
The resin composition of the present invention may contain only one type of polyimide precursor, or may contain two or more types. When two or more types are included, the total amount is preferably within the above range.
<熱塩基発生剤>
本発明の樹脂組成物は、熱塩基発生剤を含む。熱塩基発生剤としては、その種類等は特に定めるものではないが、40℃以上に加熱すると塩基を発生する酸性化合物、および、pKa1が0~4のアニオンとアンモニウムカチオンとを有するアンモニウム塩から選ばれる少なくとも1種を含む熱塩基発生剤を含むことが好ましい。ここで、pKa1とは、酸の第一のプロトンの解離定数(Ka)の対数(-Log10Ka)を表し、詳細は後述する。
このような化合物を配合することにより、ポリイミド前駆体の環化反応を低温で行うことができる。また、熱塩基発生剤は、加熱しなければ塩基を発生しないので、ポリマー前駆体と共存させても、保存中におけるポリマー前駆体の環化を抑制でき、保存安定性に優れている。<Thermal base generator>
The resin composition of the present invention contains a thermal base generator. The type of the thermal base generator is not particularly specified, but it is selected from acidic compounds that generate a base when heated to 40° C. or higher, and ammonium salts having an anion with a pKa1 of 0 to 4 and an ammonium cation. It is preferable to include a thermal base generator containing at least one of Here, pKa1 represents the logarithm (-Log 10 Ka) of the dissociation constant (Ka) of the first proton of the acid, details of which will be described later.
By blending such a compound, the cyclization reaction of the polyimide precursor can be carried out at a low temperature. Moreover, since the thermal base generator does not generate a base unless it is heated, even if it is coexisted with the polymer precursor, it can suppress cyclization of the polymer precursor during storage and has excellent storage stability.
熱塩基発生剤は、40℃以上に加熱すると塩基を発生する酸性化合物(A1)、pKa1が0~4のアニオンとアンモニウムカチオンとを有するアンモニウム塩(A2)、およびノニオン系熱塩基発生剤(A3)から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、ノニオン系熱塩基発生剤(A3)を含むことがより好ましい。これら化合物は、加熱すると塩基を発生するので、これらの化合物から発生した塩基により、ポリイミド前駆体の環化反応を促進でき、ポリイミド前駆体の環化を低温で行うことができる。なお、本明細書において、酸性化合物とは、化合物を容器に1g採取し、イオン交換水とテトラヒドロフランとの混合液(質量比は水/テトラヒドロフラン=1/4)を50mL加えて、室温で1時間撹拌して得られた溶液を、pH(power of hydrogen)メーターを用いて、20℃にて測定した値が7未満である化合物を意味する。 The thermal base generator includes an acidic compound (A1) that generates a base when heated to 40° C. or higher, an ammonium salt (A2) having an anion with a pKa1 of 0 to 4 and an ammonium cation, and a nonionic thermal base generator (A3 ), more preferably a nonionic thermal base generator (A3). Since these compounds generate bases when heated, the bases generated from these compounds can promote the cyclization reaction of the polyimide precursor, and the cyclization of the polyimide precursor can be carried out at a low temperature. In this specification, an acidic compound means that 1 g of a compound is collected in a container, 50 mL of a mixed solution of ion-exchanged water and tetrahydrofuran (mass ratio is water/tetrahydrofuran=1/4) is added, and the mixture is stirred at room temperature for 1 hour. It means a compound whose value is less than 7 when the solution obtained by stirring is measured at 20°C using a pH (power of hydrogen) meter.
本発明で用いられる熱塩基発生剤の塩基発生温度は、40℃以上が好ましく、120~200℃がより好ましい。塩基発生温度の上限は、190℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましく、165℃以下がさらに好ましい。塩基発生温度は、例えば、示差走査熱量測定を用い、化合物を耐圧カプセル中5℃/分で250℃まで加熱し、最も温度が低い発熱ピークのピーク温度を読み取り、ピーク温度を塩基発生温度として測定することができる。 The base generation temperature of the thermal base generator used in the present invention is preferably 40°C or higher, more preferably 120 to 200°C. The upper limit of the base generation temperature is preferably 190°C or lower, more preferably 180°C or lower, and even more preferably 165°C or lower. The base generation temperature is determined, for example, by using differential scanning calorimetry, heating the compound in a pressure-resistant capsule at 5°C/min up to 250°C, reading the peak temperature of the exothermic peak with the lowest temperature, and measuring the peak temperature as the base generation temperature. can do.
また、本発明で用いられる熱塩基発生剤の塩基発生温度は、上述した熱硬化性化合物の硬化開始温度よりも低いことが好ましい。 Moreover, the base generation temperature of the thermal base generator used in the present invention is preferably lower than the curing initiation temperature of the thermosetting compound described above.
熱塩基発生剤により発生する塩基は、2級アミンまたは3級アミンが好ましく、3級アミンがより好ましい。3級アミンは、塩基性が高いので、ポリイミド前駆体の環化温度をより低くできる。また、熱塩基発生剤により発生する塩基の沸点は、80℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、140℃以上であることがさらに好ましい。また、発生する塩基の分子量は、80~2000が好ましい。下限は100以上がより好ましい。上限は500以下がより好ましい。なお、分子量の値は、構造式から求めた理論値である。 The base generated by the thermal base generator is preferably a secondary amine or a tertiary amine, more preferably a tertiary amine. Since tertiary amines are highly basic, they can lower the cyclization temperature of the polyimide precursor. The boiling point of the base generated by the thermal base generator is preferably 80°C or higher, more preferably 100°C or higher, and even more preferably 140°C or higher. Further, the molecular weight of the generated base is preferably 80-2000. The lower limit is more preferably 100 or more. The upper limit is more preferably 500 or less. The molecular weight value is a theoretical value obtained from the structural formula.
本実施形態において、上記酸性化合物(A1)は、アンモニウム塩および後述する式(101)または(102)で表される化合物から選ばれる1種以上を含むことが好ましい。 In the present embodiment, the acidic compound (A1) preferably contains one or more selected from ammonium salts and compounds represented by formula (101) or (102) described below.
本実施形態において、上記アンモニウム塩(A2)は、酸性化合物であることが好ましい。なお、上記アンモニウム塩(A2)は、40℃以上(好ましくは120~200℃)に加熱すると塩基を発生する酸性化合物を含む化合物であってもよいし、40℃以上(好ましくは120~200℃)に加熱すると塩基を発生する酸性化合物を除く化合物であってもよい。 In the present embodiment, the ammonium salt (A2) is preferably an acidic compound. The ammonium salt (A2) may be a compound containing an acidic compound that generates a base when heated to 40° C. or higher (preferably 120 to 200° C.), ), except for acidic compounds that generate a base when heated to .
本実施形態において、アンモニウム塩とは、下記式(101)または式(102)で表されるアンモニウムカチオンと、アニオンとの塩を意味する。アニオンは、アンモニウムカチオンのいずれかの一部と共有結合を介して結合していてもよく、アンモニウムカチオンの分子外に有していてもよいが、アンモニウムカチオンの分子外に有していることが好ましい。なお、アニオンが、アンモニウムカチオンの分子外に有するとは、アンモニウムカチオンとアニオンが共有結合を介して結合していない場合をいう。以下、カチオン部の分子外のアニオンを対アニオンともいう。
式(101) 式(102)
Equation (101) Equation (102)
アンモニウムカチオンは、下記式(Y1-1)~(Y1-5)のいずれかで表されることが好ましい。
式(Y1-1)~(Y1-5)において、R101は、n価の有機基を表し、R1およびR7は、式(101)または式(102)と同義である。
式(Y1-1)~(Y1-5)において、Ar101およびAr102は、それぞれ独立に、アリール基を表し、nは、1以上の整数を表し、mは、0~5の整数を表す。In formulas (Y1-1) to (Y1-5), R 101 represents an n-valent organic group, and R 1 and R 7 have the same meanings as in formula (101) or (102).
In formulas (Y1-1) to (Y1-5), Ar 101 and Ar 102 each independently represent an aryl group, n represents an integer of 1 or more, and m represents an integer of 0 to 5. .
本実施形態において、アンモニウム塩は、pKa1が0~4のアニオンとアンモニウムカチオンとを有することが好ましい。アニオンのpKa1の上限は、3.5以下がより好ましく、3.2以下が一層好ましい。下限は、0.5以上が好ましく、1.0以上がより好ましい。アニオンのpKa1が上記範囲であれば、ポリマー前駆体をより低温で環化でき、さらには、樹脂組成物の安定性を向上できる。pKa1が4以下であれば、熱塩基発生剤の安定性が良好で、加熱なしに塩基が発生することを抑制でき、樹脂組成物の安定性が良好である。pKa1が0以上であれば、発生した塩基が中和されにくく、ポリマー前駆体の環化効率が良好である。
アニオンの種類は、カルボン酸アニオン、フェノールアニオン、リン酸アニオンおよび硫酸アニオンから選ばれる1種が好ましく、塩の安定性と熱分解性を両立させられるという理由からカルボン酸アニオンがより好ましい。すなわち、アンモニウム塩は、アンモニウムカチオンとカルボン酸アニオンとの塩がより好ましい。
カルボン酸アニオンは、2個以上のカルボキシル基を持つ2価以上のカルボン酸のアニオンが好ましく、2価のカルボン酸のアニオンがより好ましい。この態様によれば、樹脂組成物の安定性、硬化性および現像性をより向上できる熱塩基発生剤とすることができる。特に、2価のカルボン酸のアニオンを用いることで、樹脂組成物の安定性、硬化性および現像性をさらに向上できる。
本実施形態において、カルボン酸アニオンは、pKa1が4以下のカルボン酸のアニオンであることが好ましい。pKa1は、3.5以下がより好ましく、3.2以下が一層好ましい。この態様によれば、樹脂組成物の安定性をより向上できる。
ここでpKa1とは、酸の第一のプロトンの解離定数の逆数の対数を表し、Determination of Organic Structures by Physical Methods(著者:Brown, H. C., McDaniel, D. H., Hafliger, O., Nachod, F. C.; 編纂:Braude, E. A., Nachod, F. C.; Academic Press, New York, 1955)や、Data for Biochemical Research(著者:Dawson, R.M.C.et al; Oxford, Clarendon Press, 1959)に記載の値を参照することができる。これらの文献に記載の無い化合物については、ACD/pKa(ACD/Labs製)のソフトを用いて構造式より算出した値を用いることとする。In this embodiment, the ammonium salt preferably has an anion with a pKa1 of 0 to 4 and an ammonium cation. The upper limit of the pKa1 of the anion is more preferably 3.5 or less, even more preferably 3.2 or less. The lower limit is preferably 0.5 or more, more preferably 1.0 or more. When the pKa1 of the anion is within the above range, the polymer precursor can be cyclized at a lower temperature and the stability of the resin composition can be improved. When the pKa1 is 4 or less, the stability of the thermal base generator is good, the generation of a base can be suppressed without heating, and the stability of the resin composition is good. When the pKa1 is 0 or more, the generated base is less likely to be neutralized, and the cyclization efficiency of the polymer precursor is good.
The kind of anion is preferably one selected from carboxylate anions, phenol anions, phosphate anions and sulfate anions, and carboxylate anions are more preferable because both salt stability and thermal decomposability can be achieved. That is, the ammonium salt is more preferably a salt of an ammonium cation and a carboxylate anion.
The carboxylate anion is preferably an anion of a divalent or higher carboxylic acid having two or more carboxyl groups, more preferably an anion of a divalent carboxylic acid. According to this aspect, the thermal base generator can further improve the stability, curability and developability of the resin composition. In particular, by using a divalent carboxylic acid anion, the stability, curability and developability of the resin composition can be further improved.
In the present embodiment, the carboxylic acid anion is preferably an anion of a carboxylic acid having a pKa1 of 4 or less. The pKa1 is more preferably 3.5 or less, even more preferably 3.2 or less. According to this aspect, the stability of the resin composition can be further improved.
Here, pKa1 represents the logarithm of the reciprocal of the dissociation constant of the first proton of the acid, and is described in Determination of Organic Structures by Physical Methods (authors: Brown, HC, McDaniel, DH, Hafliger, OH). Academic Press, New York, 1955) and Data for Biochemical Research (authors: Dawson, RMC et al.). al; Oxford, Clarendon Press, 1959). For compounds not described in these documents, values calculated from structural formulas using software ACD/pKa (manufactured by ACD/Labs) are used.
カルボン酸アニオンは、下記式(X1)で表されることが好ましい。
本実施形態において電子求引性基とは、ハメットの置換基定数σmが正の値を示すものを意味する。ここでσmは、都野雄甫総説、有機合成化学協会誌第23巻第8号(1965)p.631-642に詳しく説明されている。なお、本実施形態における電子求引性基は、上記文献に記載された置換基に限定されるものではない。
σmが正の値を示す置換基の例としては、CF3基(σm=0.43)、CF3CO基(σm=0.63)、HC≡C基(σm=0.21)、CH2=CH基(σm=0.06)、Ac基(σm=0.38)、MeOCO基(σm=0.37)、MeCOCH=CH基(σm=0.21)、PhCO基(σm=0.34)、H2NCOCH2基(σm=0.06)などが挙げられる。なお、Meはメチル基を表し、Acはアセチル基を表し、Phはフェニル基を表す。In the present embodiment, the electron-withdrawing group means a group having a positive Hammett's substituent constant σm. Here, σm is described in Yuho Tsuno Review, Journal of Synthetic Organic Chemistry, Vol. 23, No. 8 (1965) p. 631-642. In addition, the electron-withdrawing group in the present embodiment is not limited to the substituents described in the above literature.
Examples of substituents with positive σm include CF3 group (σm=0.43), CF3CO group (σm=0.63), HC≡C group (σm=0.21), CH 2 = CH group (σm = 0.06), Ac group (σm = 0.38), MeOCO group (σm = 0.37), MeCOCH=CH group (σm = 0.21), PhCO group (σm = 0 .34), H 2 NCOCH 2 groups (σm=0.06), and the like. Me represents a methyl group, Ac represents an acetyl group, and Ph represents a phenyl group.
EWGは、下記式(EWG-1)~(EWG-6)で表される基であることが好ましい。
本実施形態において、カルボン酸アニオンは、下記式(XA)で表されることが好ましい。
式(XA)
Formula (XA)
カルボン酸アニオンの具体例としては、マレイン酸アニオン、フタル酸アニオン、N-フェニルイミノ二酢酸アニオンおよびシュウ酸アニオンが挙げられる。これらを好ましく用いることができる。 Specific examples of carboxylate anions include maleate, phthalate, N-phenyliminodiacetate and oxalate anions. These can be preferably used.
<特定の熱塩基発生剤>
ノニオン系熱塩基発生剤(A3)としては、式(B1)または式(B2)で表される化合物が挙げられる。
Examples of the nonionic thermal base generator (A3) include compounds represented by formula (B1) or formula (B2).
式(B1)、(B2)中、Rb1、Rb2およびRb3はそれぞれ独立に第3級アミン構造を有しない有機基、ハロゲン原子または水素原子である。ただし、Rb1およびRb2が同時に水素原子であることはない。また、Rb1、Rb2およびRb3がカルボキシル基を有することはない。なお、本明細書で第3級アミン構造とは、3価の窒素原子の3つの結合手がいずれも炭化水素系の炭素原子と共有結合している構造を指す。したがって、結合した炭素原子がカルボニル基をなす炭素原子の場合、つまり窒素原子とともにアミド基を形成する場合はこの限りではない。In formulas (B1) and (B2), Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 are each independently an organic group having no tertiary amine structure, a halogen atom or a hydrogen atom. However, Rb 1 and Rb 2 are not hydrogen atoms at the same time. Also, Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 do not have a carboxyl group. In this specification, the tertiary amine structure refers to a structure in which all three bonds of a trivalent nitrogen atom are covalently bonded to hydrocarbon-based carbon atoms. Therefore, when the bonded carbon atom is a carbon atom forming a carbonyl group, that is, when forming an amide group together with the nitrogen atom, this is not the case.
式(B1)、(B2)中、Rb1、Rb2およびRb3は、これらのうち少なくとも1つが環状構造を含むことが好ましく、少なくとも2つが環状構造を含むことがより好ましい。環状構造としては、単環および縮合環のいずれであってもよく、単環または単環が2つ縮合した縮合環が好ましい。単環は、5員環または6員環が好ましく、6員環が好ましい。単環は、シクロヘキサン環およびベンゼン環が好ましく、シクロヘキサン環がより好ましい。In formulas (B1) and (B2), at least one of Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 preferably contains a cyclic structure, more preferably at least two of them contain a cyclic structure. The cyclic structure may be either a single ring or a condensed ring, preferably a single ring or a condensed ring in which two single rings are condensed. The monocyclic ring is preferably a 5- or 6-membered ring, preferably a 6-membered ring. The monocyclic ring is preferably a cyclohexane ring and a benzene ring, more preferably a cyclohexane ring.
より具体的にRb1およびRb2は、水素原子、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)、またはアリールアルキル基(炭素数7~25が好ましく、7~19がより好ましく、7~12がさらに好ましい)であることが好ましい。これらの基は、本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。Rb1とRb2とは互いに結合して環を形成していてもよい。形成される環としては、4~7員の含窒素複素環が好ましい。Rb1およびRb2は特に、置換基を有してもよい直鎖、分岐、または環状のアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)であることが好ましく、置換基を有してもよいシクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)であることがより好ましく、置換基を有してもよいシクロヘキシル基がさらに好ましい。More specifically, Rb 1 and Rb 2 are hydrogen atoms, alkyl groups (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, even more preferably 3 to 12 carbon atoms), alkenyl groups (preferably 2 to 24 carbon atoms). , more preferably 2 to 18, more preferably 3 to 12), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, even more preferably 6 to 10), or an arylalkyl group (7 carbon atoms to 25 are preferred, 7 to 19 are more preferred, and 7 to 12 are even more preferred). These groups may have a substituent as long as the effects of the present invention are exhibited. Rb 1 and Rb 2 may combine with each other to form a ring. The ring to be formed is preferably a 4- to 7-membered nitrogen-containing heterocyclic ring. Rb 1 and Rb 2 are particularly linear, branched or cyclic alkyl groups (having preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, and still more preferably 3 to 12 carbon atoms) which may have a substituent. is preferably a cycloalkyl group optionally having a substituent (preferably 3 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, more preferably 3 to 12 carbon atoms), and more preferably a cycloalkyl group having a substituent A cyclohexyl group, which may be
Rb3としては、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~12がより好ましく、2~6がさらに好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12がさらに好ましい)、アリールアルケニル基(炭素数8~24が好ましく、8~20がより好ましく、8~16がさらに好ましい)、アルコキシル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アリールオキシ基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12がさらに好ましい)、またはアリールアルキルオキシ基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12がさらに好ましい)が挙げられる。なかでも、シクロアルキル基(炭素数3~24が好ましく、3~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アリールアルケニル基、アリールアルキルオキシ基が好ましい。Rb3にはさらに本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。Rb 3 is an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, still more preferably 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, 6 to 10 are more preferred), alkenyl groups (preferably 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12, more preferably 2 to 6), arylalkyl groups (preferably 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 preferably 7 to 12), arylalkenyl groups (preferably 8 to 24 carbon atoms, more preferably 8 to 20, more preferably 8 to 16), alkoxyl groups (preferably 1 to 24 carbon atoms, 2 to 18 is more preferred, and 3 to 12 are more preferred), an aryloxy group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, and even more preferably 6 to 12), or an arylalkyloxy group (preferably 7 to 12 carbon atoms). 23 is preferred, 7 to 19 are more preferred, and 7 to 12 are even more preferred). Among them, a cycloalkyl group (having preferably 3 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, and still more preferably 3 to 12 carbon atoms), an arylalkenyl group, and an arylalkyloxy group are preferred. Rb 3 may further have a substituent as long as the effects of the present invention are exhibited.
式(B1)で表される化合物は、下記式(B1-1)または下記式(B1-2)で表される化合物であることが好ましい。
式中、Rb11およびRb12、ならびに、Rb31およびRb32は、それぞれ、式(B1)におけるRb1およびRb2と同じである。
Rb13はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~24が好ましく、2~18がより好ましく、3~12がさらに好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12がさらに好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12がさらに好ましい)であり、本発明の効果を奏する範囲で置換基を有していてもよい。なかでも、Rb13はアリールアルキル基が好ましい。In the formula, Rb 11 and Rb 12 and Rb 31 and Rb 32 are the same as Rb 1 and Rb 2 in formula (B1) respectively.
Rb 13 is an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, still more preferably 3 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, 3 to 12 is more preferred), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, more preferably 6 to 12), an arylalkyl group (preferably 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19, 7 to 12 are more preferable), and may have a substituent within the range in which the effects of the present invention are exhibited. Among them, Rb 13 is preferably an arylalkyl group.
Rb33およびRb34は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~8がより好ましく、1~3がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~8がより好ましく、2~3がさらに好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11がさらに好ましい)であり、水素原子が好ましい。Rb 33 and Rb 34 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms). , more preferably 2 to 8, more preferably 2 to 3), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, more preferably 6 to 10), an arylalkyl group (7 to 23 is preferred, 7 to 19 are more preferred, and 7 to 11 are even more preferred), and a hydrogen atom is preferred.
Rb35は、アルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、3~8がより好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12がさらに好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12がさらに好ましい)であり、アリール基が好ましい。Rb 35 is an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 8 carbon atoms), aryl groups (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, more preferably 6 to 12), arylalkyl groups (preferably 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19, more preferably 7 to 12 ), with aryl groups being preferred.
式(B1-1)で表される化合物は、式(B1-1a)で表される化合物もまた好ましい。
Rb11およびRb12は式(B1-1)におけるRb11およびRb12と同義である。
Rb15およびRb16は水素原子、アルキル基(炭素数1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~3がさらに好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~10がさらに好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~11がさらに好ましい)であり、水素原子またはメチル基が好ましい。
Rb17はアルキル基(炭素数1~24が好ましく、1~12がより好ましく、3~8がさらに好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、3~8がより好ましい)、アリール基(炭素数6~22が好ましく、6~18がより好ましく、6~12がさらに好ましい)、アリールアルキル基(炭素数7~23が好ましく、7~19がより好ましく、7~12がさらに好ましい)であり、なかでもアリール基が好ましい。Rb 11 and Rb 12 are synonymous with Rb 11 and Rb 12 in formula (B1-1).
Rb 15 and Rb 16 are hydrogen atoms, alkyl groups (preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 3 carbon atoms), alkenyl groups (preferably 2 to 12 carbon atoms, 2 to 6 more preferably 2 to 3), aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18, even more preferably 6 to 10), arylalkyl group (preferably 7 to 23 carbon atoms, 7 to 19 are more preferred, and 7 to 11 are even more preferred), and a hydrogen atom or a methyl group is preferred.
Rb 17 is an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 8 carbon atoms), an aryl group; (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms), arylalkyl groups (preferably 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms, more preferably 7 to 12 carbon atoms) and an aryl group is particularly preferred.
ノニオン系熱塩基発生剤(A3)の分子量は、800以下であることが好ましく、600以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。下限としては、100以上であることが好ましく、200以上であることがより好ましく、300以上であることがさらに好ましい。 The molecular weight of the nonionic thermal base generator (A3) is preferably 800 or less, more preferably 600 or less, even more preferably 500 or less. The lower limit is preferably 100 or more, more preferably 200 or more, and even more preferably 300 or more.
熱塩基発生剤の具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。
熱塩基発生剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し、0.1~50質量%が好ましい。下限は、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましい。上限は、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。熱塩基発生剤は、1種または2種以上を用いることができる。2種以上を用いる場合は、合計量が上記範囲であることが好ましい。 The content of the thermal base generator is preferably 0.1 to 50% by mass based on the total solid content of the resin composition of the present invention. The lower limit is more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more. The upper limit is more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less. One or two or more thermal base generators can be used. When two or more kinds are used, the total amount is preferably within the above range.
<熱硬化性化合物>
本発明の樹脂組成物は、エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基及びブロックイソシアネート基からなる群から選択される官能基を複数有する熱硬化性化合物を含有する。本発明において、熱硬化性化合物とは、加熱によって硬化する化合物を意味する。また、ブロックイソシアネート基とは、熱によりイソシアネート基を生成することが可能な基のことであり、例えば、ブロック剤とイソシアネート基とを反応させイソシアネート基を保護した基が好ましく例示できる。<Thermosetting compound>
The resin composition of the present invention comprises a thermosetting compound having a plurality of functional groups selected from the group consisting of epoxy groups, oxetanyl groups, methylol groups, alkoxymethyl groups, phenol groups, maleimide groups, cyanate groups and blocked isocyanate groups. contains. In the present invention, a thermosetting compound means a compound that is cured by heating. A blocked isocyanate group is a group capable of generating an isocyanate group by heat. For example, a group obtained by reacting a blocking agent with an isocyanate group to protect the isocyanate group can be preferably exemplified.
熱硬化性化合物の分子量(ポリマーの場合は重量平均分子量)は、100~10000であることが好ましい。下限は、150以上が好ましく、200以上がより好ましい。上限は、1000以下が好ましく、500以下がより好ましい。 The molecular weight of the thermosetting compound (weight average molecular weight in the case of polymers) is preferably 100-10,000. The lower limit is preferably 150 or more, more preferably 200 or more. The upper limit is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less.
熱硬化性化合物の硬化開始温度は、100~350℃であることが好ましい。下限は、110℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましい。上限は、200℃以下であることが好ましく、180℃以下であることがより好ましい。なお、本発明において、熱硬化性化合物の硬化開始温度とは、試料(熱硬化性化合物)1mgを、25℃の状態から、5℃/分の昇温速度で昇温して示差走査熱量測定を行って測定した、熱硬化性化合物の発熱反応が始まる温度である。また、熱硬化性化合物の発熱反応が始まる温度とは、縦軸を熱流(mW)、横軸を温度(℃)で表した示差走査熱量測定曲線において、発熱反応のピークが発現する温度を意味する。また、発熱反応のピークを2以上有する場合は、低い温度における発熱反応のピークを、本発明における「熱硬化性化合物の発熱反応が始まる温度(硬化開始温度)」と定義する。 The curing initiation temperature of the thermosetting compound is preferably 100 to 350°C. The lower limit is preferably 110°C or higher, more preferably 120°C or higher. The upper limit is preferably 200° C. or lower, more preferably 180° C. or lower. In the present invention, the curing initiation temperature of a thermosetting compound is measured by differential scanning calorimetry by heating 1 mg of a sample (thermosetting compound) from a state of 25 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min. is the temperature at which the exothermic reaction of the thermosetting compound begins, measured by performing The temperature at which the exothermic reaction of the thermosetting compound begins means the temperature at which the peak of the exothermic reaction appears in a differential scanning calorimetry curve in which the vertical axis is heat flow (mW) and the horizontal axis is temperature (°C). do. In the case where the exothermic reaction has two or more peaks, the exothermic reaction peak at a low temperature is defined as the "temperature at which the exothermic reaction of the thermosetting compound starts (curing initiation temperature)" in the present invention.
本発明で用いられる熱硬化性化合物は、エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基およびアルコキシメチル基から選ばれる官能基を複数有する化合物であることが好ましく、メチロール基およびアルコキシメチル基から選ばれる官能基を複数有する化合物であることがより好ましく、本発明の効果がより顕著に得られやすいという理由からアルコキシメチル基を複数有する化合物であることが更に好ましく、メトキシメチル基を複数有する化合物であることが特に好ましい。 The thermosetting compound used in the present invention is preferably a compound having a plurality of functional groups selected from an epoxy group, an oxetanyl group, a methylol group and an alkoxymethyl group. A compound having a plurality of groups is more preferable, a compound having a plurality of alkoxymethyl groups is further preferable because the effects of the present invention are likely to be obtained more remarkably, and a compound having a plurality of methoxymethyl groups is particularly preferable. preferable.
また、熱硬化性化合物に含まれる上述の官能基の数は、2個以上であればよく、3個以上が好ましい。上限は、10個以下が好ましく、6個以下がより好ましい。 Moreover, the number of the above-mentioned functional groups contained in the thermosetting compound may be two or more, preferably three or more. The upper limit is preferably 10 or less, more preferably 6 or less.
本発明で用いられる熱硬化性化合物は、式(TC1)で表される化合物であることが好ましい。
X1-(Y1)n ・・・(TC1)
式(TC1)中、X1はn価の連結基を表し、Y1はエポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基またはブロックイソシアネート基を表し、nは2以上の整数を表す。The thermosetting compound used in the present invention is preferably a compound represented by Formula (TC1).
X1- ( Y1 ) n ...(TC1)
In formula (TC1), X 1 represents an n-valent linking group, Y 1 represents an epoxy group, oxetanyl group, methylol group, alkoxymethyl group, phenol group, maleimide group, cyanate group or blocked isocyanate group, and n represents Represents an integer of 2 or greater.
式(TC1)のX1が表すn価の連結基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、-O-、-NH-、-NHCO-、-CONH-、-OCO-、-COO-、-CO-、-SO2NH-、-SO2-およびそれらの組み合わせが挙げられる。脂肪族炭化水素基の炭素数は、1~30が好ましく、1~15がより好ましく、1~8が更に好ましく、1~5が特に好ましい。脂肪族炭化水素基は、直鎖、分岐、環状のいずれでもよく、直鎖または分岐が好ましく、直鎖が特に好ましい。芳香族炭化水素基の炭素数は6~30が好ましく、6~15がより好ましい。芳香族炭化水素基は単管であってもよく、縮合環であってもよい。複素環基は、単環であってもよく、縮合環であってもよい。複素環基は、単環または縮合数が2~4の縮合環が好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。複素環基の環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子が好ましい。複素環基の環を構成する炭素原子の数は3~30が好ましく、3~18がより好ましく、3~12がより好ましい。The n-valent linking group represented by X 1 in formula (TC1) includes an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group, -O-, -NH-, -NHCO-, -CONH-, - OCO-, -COO-, -CO-, -SO 2 NH-, -SO 2 - and combinations thereof. The number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group is preferably 1-30, more preferably 1-15, still more preferably 1-8, and particularly preferably 1-5. The aliphatic hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic, preferably linear or branched, and particularly preferably linear. The number of carbon atoms in the aromatic hydrocarbon group is preferably 6-30, more preferably 6-15. The aromatic hydrocarbon group may be monotube or condensed ring. The heterocyclic group may be monocyclic or condensed. The heterocyclic group is preferably a monocyclic ring or a condensed ring having 2 to 4 condensed rings. The number of heteroatoms constituting the ring of the heterocyclic group is preferably 1-3. A heteroatom constituting the ring of the heterocyclic group is preferably a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom. The number of carbon atoms constituting the ring of the heterocyclic group is preferably 3-30, more preferably 3-18, and more preferably 3-12.
式(TC1)のX1は環状構造を含む基であることが好ましい。環状構造としては、脂肪族環、芳香族炭化水素環、複素環が挙げられ、芳香族炭化水素環または複素環であることが好ましく、複素環であることがより好ましい。複素環は、含窒素複素環であることが好ましい。含窒素複素環としては、ピリジン環、トリアジン環、イミダゾリジノン環などが挙げられ、イミダゾリジノン環が好ましい。X 1 in formula (TC1) is preferably a group containing a cyclic structure. The cyclic structure includes an aliphatic ring, an aromatic hydrocarbon ring, and a heterocyclic ring, preferably an aromatic hydrocarbon ring or a heterocyclic ring, more preferably a heterocyclic ring. The heterocycle is preferably a nitrogen-containing heterocycle. The nitrogen-containing heterocyclic ring includes a pyridine ring, a triazine ring, an imidazolidinone ring and the like, and an imidazolidinone ring is preferred.
式(TC1)のY1は、エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基またはブロックイソシアネート基を表し、エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基またはアルコキシメチル基であることが好ましく、メチロール基またはアルコキシメチル基であることがより好ましく、アルコキシメチル基であることが更に好ましい。Y 1 in formula (TC1) represents an epoxy group, oxetanyl group, methylol group, alkoxymethyl group, phenol group, maleimide group, cyanate group or blocked isocyanate group, and an epoxy group, oxetanyl group, methylol group or alkoxymethyl group; is preferred, a methylol group or an alkoxymethyl group is more preferred, and an alkoxymethyl group is even more preferred.
アルコキシメチル基とは、-CH2-ORy1で表される基である。Ry1はアルキル基であり、炭素数1~30のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~15のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~8のアルキル基であることが更に好ましく、炭素数1~3のアルキル基であることが特に好ましく、炭素数1のアルキル基(メチル基)であることが最も好ましい。すなわち、アルコキシメチル基は、メトキシメチル基であることが最も好ましい。An alkoxymethyl group is a group represented by —CH 2 —ORy 1 . Ry 1 is an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and further preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferred, and an alkyl group having 1 carbon atom (methyl group) is most preferred. That is, the alkoxymethyl group is most preferably a methoxymethyl group.
本発明で用いられる熱硬化性化合物は、メチロール基またはアルコキシメチル基が、窒素原子または芳香族環を形成する炭素原子に結合している化合物であることも好ましい。このような化合物としては、アルコキシメチル化メラミン、メチロール化メラミン、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン、メチロール化ベンゾグアナミン、アルコキシメチル化グリコールウリル、メチロール化グリコールウリル、アルコキシメチル化尿素およびメチロール化尿素等が好ましい。また、特開2003-287889号公報の段落番号0056~0065、特開2018-084626号公報の段落番号0058~0060に記載された化合物を用いることもできる。 The thermosetting compound used in the present invention is also preferably a compound in which a methylol group or an alkoxymethyl group is bonded to a nitrogen atom or a carbon atom forming an aromatic ring. Preferred examples of such compounds include alkoxymethylated melamine, methylolated melamine, alkoxymethylated benzoguanamine, methylolated benzoguanamine, alkoxymethylated glycoluril, methylolated glycoluril, alkoxymethylated urea, and methylolated urea. Compounds described in paragraphs 0056 to 0065 of JP-A-2003-287889 and paragraphs 0058-0060 of JP-A-2018-084626 can also be used.
アルコキシメチル基またはメチロール基が窒素原子に結合している化合物の好ましい構造として、下記式(AM-101)~(AM-105)で示される化合物を挙げることができる。
式(AM-101)中、Rm1~Rm4は、それぞれ独立して水素原子、または、式(Rm)で表される基を表す。ただし、Rm1~Rm4のうち2以上は式(Rm)で表される基である。
式(AM-102)中、Rm5~Rm8は、それぞれ独立して水素原子、または、式(Rm)で表される基を表す。ただし、Rm5~Rm8のうち2以上は式(Rm)で表される基である。
式(AM-103)中、Rm9およびRm10は、それぞれ独立して式(Rm)で表される基を表す。
式(AM-104)中、Rm11~Rm16は、それぞれ独立して水素原子、または、式(Rm)で表される基を表す。ただし、Rm11~Rm16のうち2以上は式(Rm)で表される基である。
式(AM-105)中、Rm17~Rm20は、それぞれ独立して水素原子、または、式(Rm)で表される基を表す。ただし、Rm17~Rm20のうち2以上は式(Rm)で表される基である。In formula (AM-101), Rm 1 to Rm 4 each independently represent a hydrogen atom or a group represented by formula (Rm). However, two or more of Rm 1 to Rm 4 are groups represented by the formula (Rm).
In formula (AM-102), Rm 5 to Rm 8 each independently represent a hydrogen atom or a group represented by formula (Rm). However, two or more of Rm 5 to Rm 8 are groups represented by the formula (Rm).
In formula (AM-103), Rm 9 and Rm 10 each independently represent a group represented by formula (Rm).
In formula (AM-104), Rm 11 to Rm 16 each independently represent a hydrogen atom or a group represented by formula (Rm). However, two or more of Rm 11 to Rm 16 are groups represented by the formula (Rm).
In formula (AM-105), Rm 17 to Rm 20 each independently represent a hydrogen atom or a group represented by formula (Rm). However, two or more of Rm 17 to Rm 20 are groups represented by the formula (Rm).
(式(Rm))
-CH2-O-Rm100
式(Rm)中、Rm100は、水素原子またはアルキル基を表す。Rm100が表すアルキル基の炭素数は、1~30であることが好ましく、1~15であることがより好ましく、1~8であることが更に好ましく、1~3であることが特に好ましく、1であることが最も好ましい。すなわち、アルコキシメチル基は、メトキシメチル基であることが最も好ましい。(Formula (Rm))
—CH 2 —O—Rm 100
In formula (Rm), Rm100 represents a hydrogen atom or an alkyl group. The number of carbon atoms in the alkyl group represented by Rm 100 is preferably 1 to 30, more preferably 1 to 15, even more preferably 1 to 8, particularly preferably 1 to 3, 1 is most preferred. That is, the alkoxymethyl group is most preferably a methoxymethyl group.
アルコキシメチル基またはメチロール基が、芳香族環を形成する炭素原子に結合している化合物の例として、例えば下記式(AM-110)で表される化合物が挙げられる。 Examples of compounds in which an alkoxymethyl group or a methylol group is bonded to a carbon atom forming an aromatic ring include compounds represented by the following formula (AM-110).
式(AM-110)
メチロール基またはアルコキシメチル基を有する熱硬化性化合物の具体例としては、下記構造の化合物が挙げられる。市販品としては、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(旭有機材工業(株)製)、DML-MBPC、DML-MBOC、DML-OCHP、DML-PCHP、DML-PC、DML-PTBP、DML-34X、DML-EP、DML-POP、dimethylolBisOC-P、DML-PFP、DML-PSBP、DML-MTrisPC、TriML-P、TriML-35XL、TML-HQ、TML-BP、TML-pp-BPF、TML-BPA、TMOM-BP、HML-TPPHBA、HML-TPHAP、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(本州化学工業(株)製)、NIKALAC MX-290、NIKALAC MX-280、NIKALAC MX-270、NIKALAC MW-100LM((株)三和ケミカル製)などが挙げられる。 Specific examples of thermosetting compounds having a methylol group or an alkoxymethyl group include compounds having the following structures. Commercially available products include 46DMOC, 46DMOEP, TM-BIP-A (manufactured by Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd.), DML-MBPC, DML-MBOC, DML-OCHP, DML-PCHP, DML-PC, DML-PTBP, and DML. -34X, DML-EP, DML-POP, dimethylolBisOC-P, DML-PFP, DML-PSBP, DML-MTrisPC, TriML-P, TriML-35XL, TML-HQ, TML-BP, TML-pp-BPF, TML -BPA, TMOM-BP, HML-TPPHBA, HML-TPHAP, HMOM-TPPHBA, HMOM-TPHAP (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), NIKALAC MX-290, NIKALAC MX-280, NIKALAC MX-270, NIKALAC MW- 100LM (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) and the like.
本発明では熱硬化性化合物として、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(以下、エポキシ化合物ともいう)を用いることもできる。エポキシ化合物は、エポキシ基を2つ以上有する化合物であればよく、エポキシ基を2~100個有する化合物が好ましい。エポキシ基の数の上限は、例えば、10個以下とすることもでき、5個以下とすることもできる。エポキシ化合物の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂;ビスフェノールF型エポキシ樹脂;プロピレングリコールジグリシジルエーテル等のアルキレングリコール型エポキシ樹脂;ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコール型エポキシ樹脂;ポリメチル(グリシジロキシプロピル)シロキサン等のエポキシ基含有シリコーンなどを挙げることができるが、これらに限定されない。具体的には、エピクロン(登録商標)850-S、エピクロン(登録商標)HP-4032、エピクロン(登録商標)HP-7200、エピクロン(登録商標)HP-820、エピクロン(登録商標)HP-4700、エピクロン(登録商標)EXA-4710、エピクロン(登録商標)HP-4770、エピクロン(登録商標)EXA-859CRP、エピクロン(登録商標)EXA-1514、エピクロン(登録商標)EXA-4880、エピクロン(登録商標)EXA-4850-150、エピクロンEXA-4850-1000、エピクロン(登録商標)EXA-4816、エピクロン(登録商標)EXA-4822(DIC(株)製)、リカレジン(登録商標)BEO-60E(商品名、新日本理化(株))、EP-4003S、EP-4000S((株)ADEKA製)などが挙げられる。また、下記構造の化合物を用いることもできる。
本発明では熱硬化性化合物として、オキセタニル基を有する熱硬化性化合物(以下、オキセタン化合物ともいう)を用いることもできる。オキセタン化合物としては、3-エチル-3-ヒドロキシメチルオキセタン、1,4-ビス{[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、3-エチル-3-(2-エチルヘキシルメチル)オキセタン、1,4-ベンゼンジカルボン酸-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]エステル等が挙げられる。市販品としては、東亞合成株式会社製のアロンオキセタンシリーズ(例えば、OXT-121、OXT-221、OXT-191、OXT-223)が挙げられる。 In the present invention, a thermosetting compound having an oxetanyl group (hereinafter also referred to as an oxetane compound) can be used as the thermosetting compound. Oxetane compounds include 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis{[(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl}benzene, and 3-ethyl-3-(2-ethylhexylmethyl)oxetane. , 1,4-benzenedicarboxylic acid-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]ester and the like. Commercially available products include Aron oxetane series manufactured by Toagosei Co., Ltd. (eg, OXT-121, OXT-221, OXT-191, OXT-223).
本発明では熱硬化性化合物として、ブロックイソシアネート基を有する熱硬化性化合物(以下、ブロックイソシアネート化合物ともいう)を用いることもできる。ブロックイソシアネート化合物の骨格は特に限定されるものではなく、脂肪族、脂環族または芳香族のポリイソシアネートであってよい。骨格の具体例については、特開2014-238438号公報の段落番号0144の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。ブロックイソシアネート化合物の母構造としては、ビウレット型、イソシアヌレート型、アダクト型、2官能プレポリマー型等を挙げることができる。ブロックイソシアネート化合物のブロック構造を形成するブロック剤としては、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物、メルカプタン化合物、イミダゾール系化合物、イミド系化合物等を挙げることができる。これらの中でも、オキシム化合物、ラクタム化合物、フェノール化合物、アルコール化合物、アミン化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物から選ばれるブロック剤が特に好ましい。ブロック剤の具体例としては、特開2014-238438号公報の段落番号0146の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。ブロックイソシアネート化合物は、市販品として入手可能であり、例えば、コロネートAPステーブルM、コロネート2503、2515、2507、2513、2555、ミリオネートMS-50(以上、日本ポリウレタン工業(株)製)、タケネートB-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上、三井化学(株)製)、デュラネート17B-60PX、17B-60P、TPA-B80X、TPA-B80E、MF-B60X、MF-B60B、MF-K60X、MF-K60B、E402-B80B、SBN-70D、SBB-70P、K6000(以上、旭化成(株)製)、デスモジュールBL1100、BL1265 MPA/X、BL3575/1、BL3272MPA、BL3370MPA、BL3475BA/SN、BL5375MPA、VPLS2078/2、BL4265SN、PL340、PL350、スミジュールBL3175(以上、住化バイエルウレタン(株)製)等を好ましく使用することができる。 In the present invention, a thermosetting compound having a blocked isocyanate group (hereinafter also referred to as a blocked isocyanate compound) can be used as the thermosetting compound. The skeleton of the blocked isocyanate compound is not particularly limited, and may be an aliphatic, alicyclic or aromatic polyisocyanate. For specific examples of the skeleton, the description in paragraph number 0144 of JP-A-2014-238438 can be referred to, the content of which is incorporated herein. Examples of the parent structure of the blocked isocyanate compound include biuret type, isocyanurate type, adduct type, bifunctional prepolymer type, and the like. Examples of blocking agents that form the block structure of blocked isocyanate compounds include oxime compounds, lactam compounds, phenol compounds, alcohol compounds, amine compounds, active methylene compounds, pyrazole compounds, mercaptan compounds, imidazole compounds, and imide compounds. can be done. Among these, blocking agents selected from oxime compounds, lactam compounds, phenol compounds, alcohol compounds, amine compounds, active methylene compounds, and pyrazole compounds are particularly preferred. Specific examples of the blocking agent can be referred to in paragraph 0146 of JP-A-2014-238438, the content of which is incorporated herein. Blocked isocyanate compounds are commercially available, and examples include Coronate AP Stable M, Coronate 2503, 2515, 2507, 2513, 2555, Millionate MS-50 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), and Takenate B. -830, B-815N, B-820NSU, B-842N, B-846N, B-870N, B-874N, B-882N (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), Duranate 17B-60PX, 17B-60P, TPA-B80X, TPA-B80E, MF-B60X, MF-B60B, MF-K60X, MF-K60B, E402-B80B, SBN-70D, SBB-70P, K6000 (manufactured by Asahi Kasei Corporation), Desmodur BL1100 , BL1265 MPA/X, BL3575/1, BL3272MPA, BL3370MPA, BL3475BA/SN, BL5375MPA, VPLS2078/2, BL4265SN, PL340, PL350, Sumidule BL3175 (manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), etc. are preferably used. be able to.
本発明では熱硬化性化合物として、フェノール基、マレイミド基およびシアネート基から選ばれる基を有する化合物を用いることもできる。 In the present invention, a compound having a group selected from a phenol group, a maleimide group and a cyanate group can also be used as the thermosetting compound.
熱硬化性化合物の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、1~20質量%であることが好ましい。下限は3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。上限は、18質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。
また、熱硬化性化合物の含有量は、ポリイミド前駆体の100質量部に対して1~25質量部であることが好ましい。上限は23質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましい。下限は、4質量部以上が好ましく、6質量部以上がより好ましい。熱硬化性化合物の含有量がポリイミド前駆体の100質量部に対して6質量部以上であれば薬品耐性に優れた硬化膜が得られやすい。また、熱硬化性化合物の含有量がポリイミド前駆体の100質量部に対して20質量部以下であれば基板密着性に優れた硬化膜が得られやすい。
また、熱硬化性化合物の含有量は、熱塩基発生剤の100質量部に対して10~1000質量部であることが好ましい。上限は800質量部以下が好ましく、600質量部以下がより好ましい。下限は、20質量部以上が好ましく、50質量部以上がより好ましい。
熱硬化性化合物は1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を併用する場合にはその合計量が上記の範囲となることが好ましい。The content of the thermosetting compound is preferably 1 to 20% by mass based on the total solid content of the resin composition of the present invention. The lower limit is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more. The upper limit is preferably 18% by mass or less, more preferably 15% by mass or less.
Also, the content of the thermosetting compound is preferably 1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor. The upper limit is preferably 23 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less. The lower limit is preferably 4 parts by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more. When the content of the thermosetting compound is 6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor, a cured film having excellent chemical resistance can be easily obtained. Further, when the content of the thermosetting compound is 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor, a cured film having excellent substrate adhesion can be easily obtained.
Also, the content of the thermosetting compound is preferably 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermal base generator. The upper limit is preferably 800 parts by mass or less, more preferably 600 parts by mass or less. The lower limit is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more.
The thermosetting compounds may be used singly or in combination of two or more. When two or more are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
<光重合開始剤>
本発明の樹脂組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視領域の光線に対して感光性を有する光ラジカル重合開始剤が好ましい。また、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。
光ラジカル重合開始剤は、約300~800nm(好ましくは330~500nm)の範囲内で少なくとも約50のモル吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いて測定することができる。例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Cary-5 spectrophotometer)にて、酢酸エチル溶剤を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。<Photoinitiator>
The resin composition of the present invention preferably contains a photopolymerization initiator. A radical photopolymerization initiator is preferred. The radical photopolymerization initiator is not particularly limited and can be appropriately selected from known radical photopolymerization initiators. For example, a photoradical polymerization initiator having photosensitivity to light in the ultraviolet region to the visible region is preferred. It may also be an activator that produces an active radical by producing some action with a photoexcited sensitizer.
The radical photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molar extinction coefficient of at least about 50 within the range of about 300-800 nm (preferably 330-500 nm). The molar extinction coefficient of a compound can be measured using known methods. For example, it is preferable to measure with an ultraviolet-visible spectrophotometer (Cary-5 spectrophotometer manufactured by Varian) using an ethyl acetate solvent at a concentration of 0.01 g/L.
光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を任意に使用できる。例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有する化合物、オキサジアゾール骨格を有する化合物、トリハロメチル基を有する化合物など)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノン、アゾ系化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ素化合物、鉄アレーン錯体などが挙げられる。これらの詳細については、特開2016-027357号公報の段落0165~0182、国際公開第2015/199219号の段落0138~0151の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。 As the radical photopolymerization initiator, any known compound can be used. For example, halogenated hydrocarbon derivatives (e.g., compounds having a triazine skeleton, compounds having an oxadiazole skeleton, compounds having a trihalomethyl group, etc.), acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, hexaarylbiimidazole, oxime derivatives, etc. oxime compounds, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenones, azo compounds, azide compounds, metallocene compounds, organic boron compounds, iron arene complexes, etc. mentioned. For details of these, paragraphs 0165 to 0182 of JP-A-2016-027357 and paragraphs 0138 to 0151 of WO 2015/199219 can be referred to, the contents of which are incorporated herein.
ケトン化合物としては、例えば、特開2015-087611号公報の段落0087に記載の化合物が例示され、この内容は本明細書に組み込まれる。市販品では、カヤキュアーDETX(日本化薬(株)製)も好適に用いられる。 Examples of ketone compounds include compounds described in paragraph 0087 of JP-A-2015-087611, the contents of which are incorporated herein. As a commercial product, Kayacure DETX (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is also suitably used.
光ラジカル重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、および、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10-291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE 184(IRGACUREは登録商標)、DAROCUR 1173、IRGACURE 500、IRGACURE-2959、IRGACURE 127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE 907、IRGACURE 369、および、IRGACURE 379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の波長光源に吸収極大波長がマッチングされた特開2009-191179号公報に記載の化合物も用いることができる。
アシルホスフィン系開始剤としては、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイドなどが挙げられる。また、市販品であるIRGACURE-819やIRGACURE-TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
メタロセン化合物としては、IRGACURE-784(BASF社製)などが例示される。Hydroxyacetophenone compounds, aminoacetophenone compounds, and acylphosphine compounds can also be suitably used as photoradical polymerization initiators. More specifically, for example, aminoacetophenone-based initiators described in JP-A-10-291969 and acylphosphine oxide-based initiators described in Japanese Patent No. 4225898 can also be used.
As the hydroxyacetophenone initiator, IRGACURE 184 (IRGACURE is a registered trademark), DAROCUR 1173, IRGACURE 500, IRGACURE-2959, and IRGACURE 127 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
As aminoacetophenone-based initiators, commercially available products IRGACURE 907, IRGACURE 369, and IRGACURE 379 (trade names: all manufactured by BASF) can be used.
As the aminoacetophenone-based initiator, the compound described in JP-A-2009-191179, whose absorption maximum wavelength is matched to a wavelength light source such as 365 nm or 405 nm, can also be used.
Acylphosphine-based initiators include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and the like. In addition, commercially available products such as IRGACURE-819 and IRGACURE-TPO (trade names: both manufactured by BASF) can be used.
Examples of metallocene compounds include IRGACURE-784 (manufactured by BASF).
光ラジカル重合開始剤として、より好ましくはオキシム化合物が挙げられる。オキシム化合物を用いることにより、露光ラチチュードをより効果的に向上させることが可能になる。オキシム化合物は、露光ラチチュード(露光マージン)が広く、かつ、光硬化促進剤としても働くため、特に好ましい。
オキシム化合物の具体例としては、特開2001-233842号公報に記載の化合物、特開2000-080068号公報に記載の化合物、特開2006-342166号公報に記載の化合物を用いることができる。
好ましいオキシム化合物としては、例えば、下記の構造の化合物や、3-ベンゾオキシイミノブタン-2-オン、3-アセトキシイミノブタン-2-オン、3-プロピオニルオキシイミノブタン-2-オン、2-アセトキシイミノペンタン-3-オン、2-アセトキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、2-ベンゾイルオキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オン、3-(4-トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン-2-オン、および2-エトキシカルボニルオキシイミノ-1-フェニルプロパン-1-オンなどが挙げられる。本発明の樹脂組成物においては、特に光ラジカル重合開始剤としてオキシム化合物(オキシム系の光重合開始剤)を用いることが好ましい。オキシム系の光重合開始剤は、分子内に >C=N-O-C(=O)- の連結基を有する。
さらに、また、フッ素原子を有するオキシム化合物を用いることも可能である。そのようなオキシム化合物の具体例としては、特開2010-262028号公報に記載されている化合物、特表2014-500852号公報の段落0345に記載されている化合物24、36~40、特開2013-164471号公報の段落0101に記載されている化合物(C-3)などが挙げられる。
最も好ましいオキシム化合物としては、特開2007-269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009-191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物などが挙げられる。As the radical photopolymerization initiator, an oxime compound is more preferable. By using an oxime compound, the exposure latitude can be improved more effectively. Oxime compounds are particularly preferred because they have a wide exposure latitude (exposure margin) and also act as photocuring accelerators.
Specific examples of the oxime compound include compounds described in JP-A-2001-233842, compounds described in JP-A-2000-080068, and compounds described in JP-A-2006-342166.
Preferred oxime compounds include, for example, compounds having the following structures, 3-benzooxyiminobutane-2-one, 3-acetoxyiminobutane-2-one, 3-propionyloxyiminobutane-2-one, 2-acetoxy iminopentan-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3-(4-toluenesulfonyloxy)iminobutan-2-one , and 2-ethoxycarbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one. In the resin composition of the present invention, it is particularly preferable to use an oxime compound (oxime-based photopolymerization initiator) as a radical photopolymerization initiator. An oxime-based photopolymerization initiator has a >C=N--O--C(=O)-- linking group in the molecule.
Furthermore, it is also possible to use oxime compounds having fluorine atoms. Specific examples of such oxime compounds include compounds described in JP-A-2010-262028, compounds 24, 36-40 described in paragraph 0345 of JP-A-2014-500852, and JP-A-2013. Examples thereof include compound (C-3) described in paragraph 0101 of JP-A-164471.
The most preferable oxime compounds include oxime compounds having specific substituents described in JP-A-2007-269779 and oxime compounds having a thioaryl group described in JP-A-2009-191061.
光ラジカル重合開始剤は、露光感度の観点から、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α-ヒドロキシケトン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン-ベンゼン-鉄錯体およびその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3-アリール置換クマリン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
さらに好ましい光ラジカル重合開始剤は、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、ホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、オニウム塩化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α-アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が一層好ましく、メタロセン化合物またはオキシム化合物を用いるのがより一層好ましく、オキシム化合物がさらに一層好ましい。
また、光ラジカル重合開始剤は、ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)等のN,N’-テトラアルキル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1,2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-プロパノン-1等の芳香族ケトン、アルキルアントラキノン等の芳香環と縮環したキノン類、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾインエーテル化合物、ベンゾイン、アルキルベンゾイン等のベンゾイン化合物、ベンジルジメチルケタール等のベンジル誘導体などを用いることもできる。また、下記式(I)で表される化合物を用いることもできる。
More preferred radical photopolymerization initiators are trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, onium salt compounds, benzophenone compounds, and acetophenone compounds. More preferably, at least one compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, and benzophenone compounds, more preferably metallocene compounds or oxime compounds, and oxime compounds. is even more preferred.
Further, the photoradical polymerization initiator includes benzophenone, N,N'-tetraalkyl-4,4'-diaminobenzophenone such as N,N'-tetramethyl-4,4'-diaminobenzophenone (Michler's ketone), 2-benzyl -aromatic ketones such as 2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1,2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propanone-1, alkylanthraquinones, etc. quinones condensed with the aromatic ring of , benzoin ether compounds such as benzoin alkyl ether, benzoin compounds such as benzoin and alkylbenzoin, and benzyl derivatives such as benzyl dimethyl ketal can also be used. A compound represented by the following formula (I) can also be used.
また、光ラジカル重合開始剤は、国際公開第2015/125469号の段落0048~0055に記載の化合物を用いることもできる。 Further, as the radical photopolymerization initiator, compounds described in paragraphs 0048 to 0055 of WO 2015/125469 can also be used.
光重合開始剤を含む場合、その含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量%であり、さらに好ましくは0.5~15質量%であり、一層好ましくは1.0~10質量%である。光重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。光重合開始剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When a photopolymerization initiator is included, its content is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention. , more preferably 0.5 to 15% by mass, and still more preferably 1.0 to 10% by mass. Only one type of photopolymerization initiator may be contained, or two or more types may be contained. When two or more photopolymerization initiators are contained, the total is preferably within the above range.
<熱ラジカル重合開始剤>
本発明の樹脂組成物は、熱ラジカル重合開始剤を含有してもよい。熱ラジカル重合開始剤は、熱のエネルギーによってラジカルを発生し、ラジカル重合性基を有する化合物の重合反応を開始または促進させる化合物である。熱ラジカル重合開始剤を添加することによって、ポリイミド前駆体の環化と共に、ポリイミド前駆体がラジカル重合性基を有する場合はポリイミド前駆体の重合反応を進行させることもできるので、より高度な耐熱化が達成できることとなる。
熱ラジカル重合開始剤として、具体的には、特開2008-063554号公報の段落0074~0118に記載されている化合物が挙げられる。<Thermal radical polymerization initiator>
The resin composition of the present invention may contain a thermal radical polymerization initiator. A thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals by thermal energy and initiates or promotes a polymerization reaction of a compound having a radically polymerizable group. By adding a thermal radical polymerization initiator, in addition to cyclization of the polyimide precursor, if the polyimide precursor has a radically polymerizable group, the polymerization reaction of the polyimide precursor can also proceed, so a higher degree of heat resistance can be achieved. can be achieved.
Specific examples of thermal radical polymerization initiators include compounds described in paragraphs 0074 to 0118 of JP-A-2008-063554.
熱ラジカル重合開始剤を含む場合、その含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し0.1~30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1~20質量%であり、さらに好ましくは5~15質量%である。熱ラジカル重合開始剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。熱ラジカル重合開始剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When a thermal radical polymerization initiator is included, its content is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention. Yes, more preferably 5 to 15% by mass. One type of thermal radical polymerization initiator may be contained, or two or more types may be contained. When two or more thermal radical polymerization initiators are contained, the total is preferably within the above range.
<重合性モノマー>
本発明の樹脂組成物は(メタ)アクリロイル基を複数有する重合性モノマーを含有してもよい。重合性モノマーが有する(メタ)アクリロイル基の数は、2個以上でもよく、3個以上であることが好ましい。上限は、15個以下が好ましく、10個以下がより好ましく、8個以下がさらに好ましい。<Polymerizable Monomer>
The resin composition of the present invention may contain a polymerizable monomer having multiple (meth)acryloyl groups. The number of (meth)acryloyl groups possessed by the polymerizable monomer may be two or more, preferably three or more. The upper limit is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less.
重合性モノマーの分子量は、2000以下が好ましく、1500以下がより好ましく、900以下がさらに好ましい。重合性モノマーの分子量の下限は、100以上が好ましく、150以上がより好ましい。 The molecular weight of the polymerizable monomer is preferably 2000 or less, more preferably 1500 or less, even more preferably 900 or less. The lower limit of the molecular weight of the polymerizable monomer is preferably 100 or more, more preferably 150 or more.
また、重合性モノマーは、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も挙げられる。その例としては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後、(メタ)アクリレート化した化合物、特公昭48-041708号公報、特公昭50-006034号公報、特開昭51-037193号公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48-064183号公報、特公昭49-043191号公報、特公昭52-030490号公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタクリレートおよびこれらの混合物を挙げることができる。また、特開2008-292970号公報の段落0254~0257に記載の化合物も好適である。また、多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和結合を有する化合物を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。また、上述以外の重合性モノマーとして、特開2010-160418号公報、特開2010-129825号公報、特許第4364216号公報等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性不飽和結合を有する基を2個以上有する化合物や、カルド樹脂も挙げられる。さらに、その他の例としては、特公昭46-043946号公報、特公平01-040337号公報、特公平01-040336号公報に記載の特定の不飽和化合物や、特開平02-025493号公報に記載のビニルホスホン酸系化合物等も挙げられる。また、特開昭61-022048号公報に記載のペルフルオロアルキル基を含む化合物を用いることもできる。さらに日本接着協会誌 vol.20、No.7、300~308ページ(1984年)に光重合性モノマーおよびオリゴマーとして紹介されているものも使用することができる。 Moreover, the polymerizable monomer includes compounds having a boiling point of 100° C. or higher under normal pressure. Examples include polyethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol Penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, hexanediol (meth)acrylate, trimethylolpropane tri(acryloyloxypropyl)ether, tri(acryloyloxyethyl)isocyanurate, glycerin and trimethylolethane. Compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a functional alcohol and then (meth)acrylated are described in JP-B-48-041708, JP-B-50-006034, and JP-A-51-037193. Urethane (meth)acrylates such as those described in JP-A-48-064183, JP-B-49-043191, JP-B-52-030490, polyester acrylates, epoxy resins and (meth)acryl Polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates, which are reaction products with acids, and mixtures thereof can be mentioned. Compounds described in paragraphs 0254 to 0257 of JP-A-2008-292970 are also suitable. Further, polyfunctional (meth)acrylate obtained by reacting polyfunctional carboxylic acid with a compound having a cyclic ether group such as glycidyl (meth)acrylate and an ethylenically unsaturated bond can also be used. Further, as a polymerizable monomer other than the above, JP 2010-160418, JP 2010-129825, described in Patent No. 4364216, etc., having a fluorene ring, having an ethylenically unsaturated bond Also included are compounds having two or more groups and cardo resins. Furthermore, other examples include specific unsaturated compounds described in JP-B-46-043946, JP-B-01-040337, JP-B-01-040336, and JP-A-02-025493. vinyl phosphonic acid-based compounds, and the like. Compounds containing perfluoroalkyl groups described in JP-A-61-022048 can also be used. Furthermore, the journal of Japan Adhesive Association vol. 20, No. 7, 300-308 (1984) as photopolymerizable monomers and oligomers can also be used.
上記のほか、特開2015-034964号公報の段落0048~0051に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0087~0131に記載の化合物も好ましく用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 In addition to the above, compounds described in paragraphs 0048 to 0051 of JP-A-2015-034964, compounds described in paragraphs 0087 to 0131 of WO 2015/199219 can also be preferably used, the contents of which are herein incorporated into the book.
また、特開平10-062986号公報において式(1)および式(2)としてその具体例と共に記載の、多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、重合性モノマーとして用いることができる。 Further, compounds obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to a polyfunctional alcohol and then (meth)acrylated, which are described together with specific examples as formulas (1) and (2) in JP-A-10-062986, It can be used as a polymerizable monomer.
さらに、特開2015-187211号公報の段落0104~0131に記載の化合物も重合性モノマーとして用いることができ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 Furthermore, compounds described in paragraphs 0104 to 0131 of JP-A-2015-187211 can also be used as polymerizable monomers, and the contents thereof are incorporated herein.
重合性モノマーとしては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D-330;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D-320;日本化薬(株)製、A-TMMT:新中村化学工業社製)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D-310;日本化薬(株)製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA;日本化薬(株)製、A-DPH;新中村化学工業社製)、およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール残基またはプロピレングリコール残基を介して結合している構造の化合物が挙げられる。 As the polymerizable monomer, dipentaerythritol triacrylate (commercially available as KAYARAD D-330; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available as KAYARAD D-320; Nippon Kayaku Co., Ltd. ), A-TMMT: manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), dipentaerythritol penta (meth) acrylate (as a commercial product, KAYARAD D-310; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (as a commercial product, KAYARAD DPHA; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., A-DPH; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and these (meth)acryloyl groups are bound via ethylene glycol residues or propylene glycol residues. A compound having a structure having
重合性モノマーの市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR-494、エチレンオキシ鎖を4個有する2官能メタクリレートであるサートマー社製のSR-209、231、239、日本化薬(株)製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA-60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA-330、ウレタンオリゴマーUAS-10、UAB-140(日本製紙社製)、NKエステルM-40G、NKエステル4G、NKエステルM-9300、NKエステルA-9300、UA-7200(新中村化学工業社製)、DPHA-40H(日本化薬(株)製)、UA-306H、UA-306T、UA-306I、AH-600、T-600、AI-600(共栄社化学社製)、ブレンマーPME400(日油(株)製)などが挙げられる。 Examples of commercially available polymerizable monomers include SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer, SR-209, a bifunctional methacrylate having four ethyleneoxy chains, manufactured by Sartomer. 231, 239, Nippon Kayaku Co., Ltd. DPCA-60, a hexafunctional acrylate having 6 pentyleneoxy chains, TPA-330, a trifunctional acrylate having 3 isobutyleneoxy chains, urethane oligomer UAS-10 , UAB-140 (manufactured by Nippon Paper Industries), NK Ester M-40G, NK Ester 4G, NK Ester M-9300, NK Ester A-9300, UA-7200 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), DPHA-40H (Japan Kayaku Co., Ltd.), UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Blenmer PME400 (manufactured by NOF Corporation), etc. mentioned.
重合性モノマーとしては、特公昭48-041708号公報、特開昭51-037193号公報、特公平02-032293号公報、特公平02-016765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58-049860号公報、特公昭56-017654号公報、特公昭62-039417号公報、特公昭62-039418号公報に記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。さらに、ラジカル重合性化合物として、特開昭63-277653号公報、特開昭63-260909号公報、特開平01-105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する化合物を用いることもできる。 Examples of polymerizable monomers include urethane acrylates such as those described in JP-B-48-041708, JP-A-51-037193, JP-B-02-032293, JP-B-02-016765, Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in JP-B-58-049860, JP-B-56-017654, JP-B-62-039417 and JP-B-62-039418 are also suitable. Furthermore, as the radically polymerizable compound, compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-01-105238 are used. can also be used.
重合性モノマーは、カルボキシル基、リン酸基等の酸基を有する化合物であってもよい。酸基を有する重合性モノマーは、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルが好ましく、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた重合性モノマーがより好ましい。特に好ましくは、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた重合性モノマーにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトールまたはジペンタエリスリトールである化合物である。市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M-510、M-520などが挙げられる。
酸基を有する重合性モノマーの好ましい酸価は、0.1~40mgKOH/gであり、特に好ましくは5~30mgKOH/gである。重合性モノマーの酸価が上記範囲であれば、製造や取扱性に優れ、さらには、現像性に優れる。また、重合性が良好である。The polymerizable monomer may be a compound having an acid group such as a carboxyl group or a phosphoric acid group. The polymerizable monomer having an acid group is preferably an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and the unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound is reacted with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to form an acid group. is more preferable. Particularly preferably, in a polymerizable monomer obtained by reacting an unreacted hydroxyl group of an aliphatic polyhydroxy compound with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to give an acid group, the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol or dipentaerythritol. is a compound. Commercially available products include, for example, M-510 and M-520 as polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd.
The acid value of the polymerizable monomer having an acid group is preferably 0.1-40 mgKOH/g, particularly preferably 5-30 mgKOH/g. If the acid value of the polymerizable monomer is within the above range, the production and handling properties are excellent, and the developability is also excellent. Moreover, the polymerizability is good.
重合性モノマーの含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、20質量%以下であることが好ましく、18質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることが更に好ましい。下限は、0質量%超であってもよく、1質量%以上であってもよく、3質量%以上であってもよい。
本発明の樹脂組成物は重合性モノマーを実質的に含有しないことも好ましい。この態様によれば、得られる硬化膜の破断伸びや耐薬品性をより向上させることができる。なお、本明細書において、重合性モノマーを実質的に含有しない場合とは、重合性モノマーの含有量が樹脂組成物の全固形分に対して、0.01質量%以下であることを意味し、0.005質量%以下であることが好ましく、含有しないことがより好ましい。このような効果が得られる詳細な理由は不明であるが、重合性モノマーの重合反応は、ポリイミド前駆体の環化反応よりも先に進行しやすいと推測される。このため、ポリイミド前駆体の環化反応時に、重合性モノマーが存在していると、重合性モノマーの重合反応が先に進み、ポリイミド前駆体の環化が進行しにくくなると推測される。樹脂組成物が重合性モノマーを実質的に含有しないことでポリイミド前駆体の環化が進行しやすくなり、その結果得られる硬化膜の破断伸びや耐薬品性をより向上させることができたと推測される。The content of the polymerizable monomer is preferably 20% by mass or less, more preferably 18% by mass or less, and 15% by mass or less with respect to the total solid content of the resin composition of the present invention. is more preferred. The lower limit may be greater than 0% by mass, 1% by mass or more, or 3% by mass or more.
It is also preferred that the resin composition of the present invention does not substantially contain a polymerizable monomer. According to this aspect, the elongation at break and chemical resistance of the resulting cured film can be further improved. In the present specification, the term "substantially free of polymerizable monomer" means that the content of the polymerizable monomer is 0.01% by mass or less with respect to the total solid content of the resin composition. , 0.005% by mass or less, and more preferably not contained. Although the detailed reason why such an effect is obtained is unknown, it is presumed that the polymerization reaction of the polymerizable monomer tends to proceed earlier than the cyclization reaction of the polyimide precursor. For this reason, if a polymerizable monomer is present during the cyclization reaction of the polyimide precursor, the polymerization reaction of the polymerizable monomer advances, presumably making it difficult for the cyclization of the polyimide precursor to proceed. Since the resin composition does not substantially contain a polymerizable monomer, the cyclization of the polyimide precursor is facilitated, and it is speculated that the elongation at break and chemical resistance of the resulting cured film could be further improved. be.
<溶剤>
本発明の樹脂組成物は、溶剤を含有することが好ましい。溶剤は、公知の溶剤を任意に使用できる。溶剤は有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、スルホキシド類、アミド類などの化合物が挙げられる。
エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例えば、アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例えば、2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチルおよび2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等が好適なものとして挙げられる。
エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等が好適なものとして挙げられる。
ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン等が好適なものとして挙げられる。
芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、リモネン等が好適なものとして挙げられる。
スルホキシド類として、例えば、ジメチルスルホキシドが好適なものとして挙げられる。
アミド類として、N-メチル-2-ピロリドン、N -エチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等が好適なものとして挙げられる。<Solvent>
The resin composition of the present invention preferably contains a solvent. Any known solvent can be used as the solvent. The solvent is preferably an organic solvent. Organic solvents include compounds such as esters, ethers, ketones, aromatic hydrocarbons, sulfoxides, and amides.
Esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone , δ-valerolactone, alkyl alkyloxyacetate (e.g., methyl alkyloxyacetate, ethyl alkyloxyacetate, butyl alkyloxyacetate (e.g., methyl methoxyacetate, ethyl methoxyacetate, butyl methoxyacetate, methyl ethoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, etc.) )), 3-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3- methyl ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), 2-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g., methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, propyl 2-alkyloxypropionate) etc. (for example, methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), 2-alkyloxy-2-methylpropion methyl acid and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), methyl pyruvate, ethyl pyruvate, pyruvate Suitable examples include propyl acid, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate and the like.
Ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol Preferred examples include monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, and the like.
Preferred examples of ketones include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, and 3-heptanone.
Suitable examples of aromatic hydrocarbons include toluene, xylene, anisole, limonene, and the like.
Suitable sulfoxides include, for example, dimethyl sulfoxide.
Suitable amides include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide and the like.
溶剤は、塗布面性状の改良などの観点から、2種以上を混合する形態も好ましい。
本発明では、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールメチルエーテル、およびプロピレングリコールメチルエーテルアセテートから選択される1種の溶剤、または、2種以上で構成される混合溶剤が好ましい。ジメチルスルホキシドとγ-ブチロラクトンとの併用が特に好ましい。From the viewpoint of improving the properties of the coating surface, it is also preferable to mix two or more solvents.
In the present invention, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl cellosolve acetate, ethyl lactate, diethylene glycol dimethyl ether, butyl acetate, methyl 3-methoxypropionate, 2-heptanone, cyclohexanone, cyclopentanone, γ- One solvent selected from butyrolactone, dimethyl sulfoxide, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol methyl ether, and propylene glycol methyl ether acetate, or composed of two or more solvents A mixed solvent is preferred. A combined use of dimethyl sulfoxide and γ-butyrolactone is particularly preferred.
溶剤の含有量は、塗布性の観点から、本発明の樹脂組成物の全固形分濃度が5~80質量%になる量とすることが好ましく、5~75質量%となる量にすることがより好ましく、10~70質量%となる量にすることがさらに好ましく、40~70質量%となるようにすることが一層好ましい。溶剤含有量は、所望の厚さと塗布方法によって調節すればよい。
溶剤は1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。溶剤を2種以上含有する場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。From the viewpoint of coating properties, the content of the solvent is preferably an amount such that the total solid concentration of the resin composition of the present invention is 5 to 80% by mass, more preferably 5 to 75% by mass. More preferably, the amount is from 10 to 70% by mass, and even more preferably from 40 to 70% by mass. The solvent content may be adjusted according to the desired thickness and application method.
Only one kind of solvent may be contained, or two or more kinds may be contained. When two or more solvents are contained, the total is preferably within the above range.
<マイグレーション抑制剤>
本発明の樹脂組成物は、さらにマイグレーション抑制剤を含むことが好ましい。マイグレーション抑制剤を含むことにより、金属層(金属配線)由来の金属イオンが樹脂組成物層内へ移動することを効果的に抑制可能となる。
マイグレーション抑制剤としては、特に制限はないが、複素環(ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環、2H-ピラン環および6H-ピラン環、トリアジン環)を有する化合物、チオ尿素類およびスルファニル基を有する化合物、ヒンダードフェノール系化合物、サリチル酸誘導体系化合物、ヒドラジド誘導体系化合物が挙げられる。特に、1,2,4-トリアゾール、ベンゾトリアゾール等のトリアゾール系化合物、1H-テトラゾール、5-フェニルテトラゾール等のテトラゾール系化合物が好ましく使用できる。<Migration inhibitor>
The resin composition of the present invention preferably further contains a migration inhibitor. By containing a migration inhibitor, it becomes possible to effectively suppress migration of metal ions derived from the metal layer (metal wiring) into the resin composition layer.
Migration inhibitors are not particularly limited, but heterocyclic rings (pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, tetrazole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperidine ring, piperazine ring, morpholine ring, 2H-pyran ring and 6H-pyran ring, triazine ring), compounds having thioureas and sulfanyl groups, hindered phenol compounds , salicylic acid derivative-based compounds, and hydrazide derivative-based compounds. In particular, triazole compounds such as 1,2,4-triazole and benzotriazole, and tetrazole compounds such as 1H-tetrazole and 5-phenyltetrazole are preferably used.
また、ハロゲンイオンなどの陰イオンを捕捉するイオントラップ剤を使用することもできる。 An ion trapping agent that traps anions such as halogen ions can also be used.
その他のマイグレーション抑制剤としては、特開2013-015701号公報の段落0094に記載の防錆剤、特開2009-283711号公報の段落0073~0076に記載の化合物、特開2011-059656号公報の段落0052に記載の化合物、特開2012-194520号公報の段落0114、0116および0118に記載の化合物、国際公開第2015/199219号の段落0166に記載の化合物などを使用することができる。 Other migration inhibitors include rust inhibitors described in paragraph 0094 of JP-A-2013-015701, compounds described in paragraphs 0073 to 0076 of JP-A-2009-283711, and JP-A-2011-059656. The compounds described in paragraph 0052, the compounds described in paragraphs 0114, 0116 and 0118 of JP-A-2012-194520, the compounds described in paragraph 0166 of WO 2015/199219, and the like can be used.
マイグレーション抑制剤の具体例としては、下記化合物を挙げることができる。
樹脂組成物がマイグレーション抑制剤を有する場合、マイグレーション抑制剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~5.0質量%であることが好ましく、0.05~2.0質量%であることがより好ましく、0.1~1.0質量%であることがさらに好ましい。マイグレーション抑制剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。マイグレーション抑制剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition has a migration inhibitor, the content of the migration inhibitor is preferably 0.01 to 5.0% by mass, based on the total solid content of the resin composition, and 0.05 to 2.0%. 0% by mass, more preferably 0.1 to 1.0% by mass. Only one type of migration inhibitor may be used, or two or more types may be used. When two or more migration inhibitors are used, the total is preferably within the above range.
<重合禁止剤>
本発明の樹脂組成物は、重合禁止剤を含むことが好ましい。重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、p-メトキシフェノール、ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、ピロガロール、p-tert-ブチルカテコール、1,4-ベンゾキノン、ジフェニル-p-ベンゾキノン、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、フェノチアジン、N-ニトロソジフェニルアミン、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-4-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-スルホプロピルアミノ)フェノール、N-ニトロソ-N-(1-ナフチル)ヒドロキシアミンアンモニウム塩、ビス(4-ヒドロキシ-3,5-tert-ブチル)フェニルメタンなどが好適に用いられる。また、特開2015-127817号公報の段落0060に記載の重合禁止剤、および、国際公開第2015/125469号の段落0031~0046に記載の化合物を用いることもできる。また、下記化合物を用いることができる(Meはメチル基である)。
The resin composition of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor. Polymerization inhibitors include, for example, hydroquinone, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, p-tert-butylcatechol, 1,4-benzoquinone, diphenyl-p-benzoquinone, 4,4' -thiobis(3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitroso-N-phenylhydroxyamine aluminum salt, phenothiazine, N-nitrosodiphenylamine , N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1 - nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 2-nitroso-5-(N-ethyl-N-sulfopropylamino)phenol, N-nitroso-N-(1-naphthyl)hydroxyamine ammonium salt, Bis(4-hydroxy-3,5-tert-butyl)phenylmethane and the like are preferably used. In addition, the polymerization inhibitor described in paragraph 0060 of JP-A-2015-127817 and the compounds described in paragraphs 0031 to 0046 of WO 2015/125469 can also be used. Also, the following compounds can be used (Me is a methyl group).
本発明の樹脂組成物が重合禁止剤を有する場合、重合禁止剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0.01~5質量%であることが好ましく、0.02~3質量%であることがより好ましく、0.05~2.5質量%であることがさらに好ましい。重合禁止剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。重合禁止剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition of the present invention has a polymerization inhibitor, the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 5% by mass with respect to the total solid content of the resin composition of the present invention. 0.02 to 3% by mass, and even more preferably 0.05 to 2.5% by mass. One type of polymerization inhibitor may be used, or two or more types may be used. When two or more polymerization inhibitors are used, the total is preferably within the above range.
<金属接着性改良剤>
本発明の樹脂組成物は、電極や配線などに用いられる金属材料との接着性を向上させるための金属接着性改良剤を含んでいることが好ましい。金属接着性改良剤としては、シランカップリング剤などが挙げられる。<Metal adhesion improver>
The resin composition of the present invention preferably contains a metal adhesion improver for improving adhesion to metal materials used for electrodes, wiring, and the like. A silane coupling agent etc. are mentioned as a metal adhesion improving agent.
シランカップリング剤の例としては、国際公開第2015/199219号の段落0167に記載の化合物、特開2014-191002号公報の段落0062~0073に記載の化合物、国際公開第2011/080992号の段落0063~0071に記載の化合物、特開2014-191252号公報の段落0060~0061に記載の化合物、特開2014-041264号公報の段落0045~0052に記載の化合物、国際公開第2014/097594号の段落0055に記載の化合物が挙げられる。また、特開2011-128358号公報の段落0050~0058に記載のように異なる2種以上のシランカップリング剤を用いることも好ましい。また、シランカップリング剤は、下記化合物を用いることも好ましい。以下の式中、Etはエチル基を表す。
また、金属接着性改良剤は、特開2014-186186号公報の段落0046~0049に記載の化合物、特開2013-072935号公報の段落0032~0043に記載のスルフィド系化合物を用いることもできる。 In addition, the metal adhesion improver can also use compounds described in paragraphs 0046 to 0049 of JP-A-2014-186186 and sulfide compounds described in paragraphs 0032-0043 of JP-A-2013-072935.
金属接着性改良剤の含有量はポリマー前駆体100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部であり、より好ましくは0.5~15質量部の範囲であり、さらに好ましくは0.5~5質量部の範囲である。上記下限値以上とすることで硬化工程後の硬化膜と金属層との接着性が良好となり、上記上限値以下とすることで硬化工程後の硬化膜の耐熱性、機械特性が良好となる。金属接着性改良剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。2種以上用いる場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 The content of the metal adhesion improver is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 15 parts by mass, and still more preferably 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer precursor. .5 to 5 parts by mass. When it is at least the above lower limit value, the adhesiveness between the cured film and the metal layer after the curing step is improved, and when it is at most the above upper limit value, the heat resistance and mechanical properties of the cured film after the curing step are improved. One type of metal adhesion improver may be used, or two or more types may be used. When two or more types are used, the total is preferably within the above range.
<その他の添加剤>
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、各種の添加物、例えば、熱酸発生剤、増感色素、連鎖移動剤、界面活性剤、高級脂肪酸誘導体、無機粒子、硬化剤、硬化触媒、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等を配合することができる。これらの添加剤を配合する場合、その合計配合量は組成物の固形分の3質量%以下とすることが好ましい。<Other additives>
The resin composition of the present invention may optionally contain various additives, such as thermal acid generators, sensitizing dyes, chain transfer agents, surfactants, higher fatty acid derivatives, as long as the effects of the present invention are not impaired. , inorganic particles, a curing agent, a curing catalyst, a filler, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an anti-aggregation agent, and the like. When these additives are blended, the total blending amount is preferably 3% by mass or less of the solid content of the composition.
<<熱酸発生剤>>
本発明の樹脂組成物は、熱酸発生剤を含んでいてもよい。熱酸発生剤は、特定熱塩基発生剤が保護基を有する場合、保護基の脱離に用いられる。<<Thermal acid generator>>
The resin composition of the present invention may contain a thermal acid generator. When the specific thermal base generator has a protective group, the thermal acid generator is used for elimination of the protective group.
熱酸発生剤の含有量は、ポリマー前駆体100質量部に対して0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。熱酸発生剤を0.01質量部以上含有することで、架橋反応およびポリマー前駆体の環化が促進されるため、硬化膜の機械特性および耐薬品性をより向上させることができる。また、熱酸発生剤の含有量は、硬化膜の電気絶縁性の観点から、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましい。
熱酸発生剤は、1種のみ用いても、2種以上用いてもよい。2種以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。The content of the thermal acid generator is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymer precursor. By containing 0.01 parts by mass or more of the thermal acid generator, the cross-linking reaction and cyclization of the polymer precursor are promoted, so that the mechanical properties and chemical resistance of the cured film can be further improved. Moreover, the content of the thermal acid generator is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less, from the viewpoint of electrical insulation of the cured film.
One type of thermal acid generator may be used, or two or more types may be used. When two or more kinds are used, the total amount is preferably within the above range.
<<増感色素>>
本発明の樹脂組成物は、増感色素を含んでいてもよい。増感色素は、特定の活性放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感色素は、熱硬化促進剤、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などと接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより、熱硬化促進剤、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤は化学変化を起こして分解し、ラジカル、酸あるいは塩基を生成する。増感色素の詳細については、特開2016-027357号公報の段落0161~0163の記載を参酌でき、この内容は本明細書に組み込まれる。<<Sensitizing Dye>>
The resin composition of the present invention may contain a sensitizing dye. A sensitizing dye absorbs specific actinic radiation and enters an electronically excited state. The sensitizing dye in an electronically excited state comes into contact with a thermosetting accelerator, a thermal radical polymerization initiator, a photoradical polymerization initiator, etc., and causes electron transfer, energy transfer, heat generation, and the like. As a result, the thermosetting accelerator, the thermal radical polymerization initiator, and the photoradical polymerization initiator undergo chemical changes and are decomposed to generate radicals, acids, or bases. For details of the sensitizing dye, the description in paragraphs 0161 to 0163 of JP-A-2016-027357 can be referred to, the contents of which are incorporated herein.
本発明の樹脂組成物が増感色素を含む場合、増感色素の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対し、0.01~20質量%であることが好ましく、0.1~15質量%であることがより好ましく、0.5~10質量%であることがさらに好ましい。増感色素は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 When the resin composition of the present invention contains a sensitizing dye, the content of the sensitizing dye is preferably 0.01 to 20% by mass, based on the total solid content of the resin composition of the present invention. It is more preferably 1 to 15% by mass, even more preferably 0.5 to 10% by mass. The sensitizing dyes may be used singly or in combination of two or more.
<<連鎖移動剤>>
本発明の樹脂組成物は、連鎖移動剤を含有してもよい。連鎖移動剤は、例えば高分子辞典第三版(高分子学会編、2005年)683-684頁に定義されている。連鎖移動剤としては、例えば、分子内にSH、PH、SiH、およびGeHを有する化合物群が用いられる。これらは、低活性のラジカルに水素を供与して、ラジカルを生成するか、もしくは、酸化された後、脱プロトンすることによりラジカルを生成しうる。特に、チオール化合物を好ましく用いることができる。
また、連鎖移動剤は、国際公開第2015/199219号の段落0152~0153に記載の化合物を用いることもできる。<<chain transfer agent>>
The resin composition of the present invention may contain a chain transfer agent. The chain transfer agent is defined, for example, in Kobunshi Dictionary, 3rd edition (edited by Kobunshi Gakkai, 2005), pp. 683-684. As the chain transfer agent, for example, a group of compounds having SH, PH, SiH, and GeH in the molecule is used. They can either donate hydrogen to less active radicals to generate radicals, or they can be oxidized and then deprotonated to generate radicals. In particular, thiol compounds can be preferably used.
In addition, the chain transfer agent can also use compounds described in paragraphs 0152 to 0153 of WO 2015/199219.
本発明の樹脂組成物が連鎖移動剤を有する場合、連鎖移動剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、0.01~20質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましく、1~5質量部がさらに好ましい。連鎖移動剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。連鎖移動剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition of the present invention contains a chain transfer agent, the content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the total solid content of the resin composition of the present invention. 10 parts by weight is more preferred, and 1 to 5 parts by weight is even more preferred. One type of chain transfer agent may be used, or two or more types may be used. When two or more chain transfer agents are used, the total is preferably within the above range.
<<界面活性剤>>
本発明の樹脂組成物には、塗布性をより向上させる観点から、各種類の界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などの各種類の界面活性剤を使用できる。また、下記界面活性剤も好ましい。
Various types of surfactants may be added to the resin composition of the present invention from the viewpoint of further improving coatability. As the surfactant, various kinds of surfactants such as fluorine-based surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants and silicone surfactants can be used. The following surfactants are also preferred.
また、界面活性剤は、国際公開第2015/199219号の段落0159~0165に記載の化合物を用いることもできる。 In addition, surfactants can also be used compounds described in paragraphs 0159 to 0165 of WO 2015/199219.
本発明の樹脂組成物が界面活性剤を有する場合、界面活性剤の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0.001~2.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.005~1.0質量%である。界面活性剤は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。界面活性剤が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。 When the resin composition of the present invention has a surfactant, the content of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass with respect to the total solid content of the resin composition of the present invention. , more preferably 0.005 to 1.0% by mass. One type of surfactant may be used, or two or more types may be used. When two or more surfactants are used, the total is preferably within the above range.
<<高級脂肪酸誘導体>>
本発明の樹脂組成物は、酸素に起因する重合阻害を防止するために、ベヘン酸やベヘン酸アミドのような高級脂肪酸誘導体を添加して、塗布後の乾燥の過程で組成物の表面に偏在させてもよい。
また、高級脂肪酸誘導体は、国際公開第2015/199219号の段落0155に記載の化合物を用いることもできる。
本発明の樹脂組成物が高級脂肪酸誘導体を有する場合、高級脂肪酸誘導体の含有量は、本発明の樹脂組成物の全固形分に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。高級脂肪酸誘導体は1種のみでもよいし、2種以上であってもよい。高級脂肪酸誘導体が2種以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。<<Higher Fatty Acid Derivatives>>
In order to prevent polymerization inhibition caused by oxygen, the resin composition of the present invention contains higher fatty acid derivatives such as behenic acid and behenic acid amide, which are unevenly distributed on the surface of the composition during the drying process after application. You may let
Moreover, the higher fatty acid derivative can also use the compound of the paragraph 0155 of international publication 2015/199219.
When the resin composition of the present invention contains a higher fatty acid derivative, the content of the higher fatty acid derivative is preferably 0.1 to 10% by mass based on the total solid content of the resin composition of the present invention. Only one type of higher fatty acid derivative may be used, or two or more types thereof may be used. When two or more higher fatty acid derivatives are used, the total is preferably within the above range.
<その他の含有物質についての制限>
本発明の樹脂組成物の水分含有量は、塗布面性状の観点から、5質量%未満が好ましく、1質量%未満がより好ましく、0.6質量%未満がさらに好ましい。<Restrictions on other contained substances>
From the viewpoint of coating surface properties, the water content of the resin composition of the present invention is preferably less than 5% by mass, more preferably less than 1% by mass, and even more preferably less than 0.6% by mass.
本発明の樹脂組成物の金属含有量は、絶縁性の観点から、5質量ppm(parts per million)未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満がさらに好ましい。金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、クロム、ニッケルなどが挙げられる。金属を複数含む場合は、これらの金属の合計が上記範囲であることが好ましい。
また、本発明の樹脂組成物に意図せずに含まれる金属不純物を低減する方法としては、本発明の樹脂組成物を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、本発明の樹脂組成物を構成する原料に対してフィルターろ過を行う、装置内をポリテトラフロロエチレン等でライニングしてコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。From the viewpoint of insulation, the metal content of the resin composition of the present invention is preferably less than 5 mass ppm (parts per million), more preferably less than 1 mass ppm, and even more preferably less than 0.5 mass ppm. Metals include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, chromium, nickel and the like. When multiple metals are included, the total of these metals is preferably within the above range.
In addition, as a method for reducing metal impurities unintentionally contained in the resin composition of the present invention, a raw material having a low metal content is selected as a raw material constituting the resin composition of the present invention. Examples include a method in which the raw material constituting the product is subjected to filter filtration, and a method in which the inside of the apparatus is lined with polytetrafluoroethylene or the like to perform distillation under conditions in which contamination is suppressed as much as possible.
本発明の樹脂組成物は、半導体材料としての用途を考慮すると、ハロゲン原子の含有量が、配線腐食性の観点から、500質量ppm未満が好ましく、300質量ppm未満がより好ましく、200質量ppm未満がさらに好ましい。中でも、ハロゲンイオンの状態で存在するものは、5質量ppm未満が好ましく、1質量ppm未満がより好ましく、0.5質量ppm未満がさらに好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子および臭素原子が挙げられる。塩素原子および臭素原子、あるいは塩素イオンおよび臭素イオンの合計がそれぞれ上記範囲であることが好ましい。 Considering the use of the resin composition of the present invention as a semiconductor material, the content of halogen atoms is preferably less than 500 ppm by mass, more preferably less than 300 ppm by mass, and less than 200 ppm by mass from the viewpoint of wiring corrosion. is more preferred. Among them, those present in the form of halogen ions are preferably less than 5 ppm by mass, more preferably less than 1 ppm by mass, and even more preferably less than 0.5 ppm by mass. Halogen atoms include chlorine and bromine atoms. The total amount of chlorine atoms and bromine atoms, or chlorine ions and bromine ions, is preferably within the above range.
本発明の樹脂組成物の収容容器としては従来公知の収容容器を用いることができる。また、収容容器としては、原材料や組成物中への不純物混入を抑制することを目的に、容器内壁を6種6層の樹脂で構成された多層ボトルや、6種の樹脂を7層構造にしたボトルを使用することも好ましい。このような容器としては例えば特開2015-123351号公報に記載の容器が挙げられる。 A conventionally known container can be used as the container for the resin composition of the present invention. In addition, in order to suppress the contamination of raw materials and compositions with impurities, the storage container is a multi-layer bottle whose inner wall is made of 6 types and 6 layers of resin, and 6 types of resin are used in a 7-layer structure. It is also preferred to use a bottle that has been sealed. Examples of such a container include the container described in JP-A-2015-123351.
[樹脂組成物の調製]
本発明の樹脂組成物は、上記各成分を混合して調製することができる。混合方法は特に限定はなく、従来公知の方法で行うことができる。
また、組成物中のゴミや微粒子等の異物を除去する目的で、フィルターを用いたろ過を行うことが好ましい。フィルター孔径は、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.1μm以下がさらに好ましい。フィルターの材質は、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンまたはナイロンが好ましい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルターろ過工程では、複数種のフィルターを直列または並列に接続して用いてもよい。複数種のフィルターを使用する場合は、孔径または材質が異なるフィルターを組み合わせて使用してもよい。また、各種材料を複数回ろ過してもよい。複数回ろ過する場合は、循環ろ過であってもよい。また、加圧してろ過を行ってもよい。加圧してろ過を行う場合、加圧する圧力は0.05MPa以上0.3MPa以下が好ましい。
フィルターを用いたろ過の他、吸着材を用いた不純物の除去処理を行ってもよい。フィルターろ過と吸着材を用いた不純物除去処理とを組み合わせてもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができる。例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材が挙げられる。[Preparation of resin composition]
The resin composition of the present invention can be prepared by mixing the components described above. The mixing method is not particularly limited, and conventionally known methods can be used.
Moreover, it is preferable to perform filtration using a filter for the purpose of removing foreign matters such as dust and fine particles in the composition. The filter pore size is preferably 1 µm or less, more preferably 0.5 µm or less, and even more preferably 0.1 µm or less. The material of the filter is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon. A filter that has been pre-washed with an organic solvent may be used. In the filter filtration step, multiple types of filters may be connected in series or in parallel for use. When multiple types of filters are used, filters with different pore sizes or materials may be used in combination. Also, various materials may be filtered multiple times. When filtering multiple times, circulation filtration may be used. Moreover, you may filter by pressurizing. When pressurizing and filtering, the pressure to pressurize is preferably 0.05 MPa or more and 0.3 MPa or less.
In addition to filtration using a filter, impurities may be removed using an adsorbent. You may combine filter filtration and the impurity removal process using an adsorbent. A known adsorbent can be used as the adsorbent. Examples thereof include inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon.
[硬化膜、積層体、半導体デバイス、およびそれらの製造方法]
次に、硬化膜、積層体、半導体デバイス、およびそれらの製造方法について説明する。
本発明の硬化膜は、本発明の樹脂組成物を硬化して得られるものである。本発明の硬化膜の膜厚は、例えば、0.5μm以上とすることができ、1μm以上とすることができる。また、上限値としては、100μm以下とすることができ、30μm以下とすることもできる。[Cured Film, Laminate, Semiconductor Device, and Manufacturing Method Thereof]
Next, cured films, laminates, semiconductor devices, and manufacturing methods thereof will be described.
The cured film of the present invention is obtained by curing the resin composition of the present invention. The film thickness of the cured film of the present invention can be, for example, 0.5 μm or more, and can be 1 μm or more. Moreover, as an upper limit, it can be set to 100 μm or less, and can also be set to 30 μm or less.
本発明の硬化膜を2層以上、さらには、3~7層積層して積層体としてもよい。本発明の硬化膜を2層以上有する積層体は、硬化膜の間に金属層を有する態様が好ましい。このような金属層は、再配線層などの金属配線として好ましく用いられる。 Two or more layers, or three to seven layers of the cured film of the present invention may be laminated to form a laminate. The laminate having two or more cured films of the present invention preferably has a metal layer between the cured films. Such a metal layer is preferably used as a metal wiring such as a rewiring layer.
本発明の硬化膜の適用可能な分野としては、半導体デバイスの絶縁膜、再配線層用層間絶縁膜、ストレスバッファ膜などが挙げられる。そのほか、封止フィルム、基板材料(フレキシブルプリント基板のベースフィルムやカバーレイ、層間絶縁膜)、あるいは上記のような実装用途の絶縁膜をエッチングでパターン形成することなどが挙げられる。これらの用途については、例えば、サイエンス&テクノロジー株式会社「ポリイミドの高機能化と応用技術」2008年4月、柿本雅明/監修、CMCテクニカルライブラリー「ポリイミド材料の基礎と開発」2011年11月発行、日本ポリイミド・芳香族系高分子研究会/編「最新ポリイミド 基礎と応用」エヌ・ティー・エス,2010年8月等を参照することができる。 Fields to which the cured film of the present invention can be applied include insulating films for semiconductor devices, interlayer insulating films for rewiring layers, stress buffer films, and the like. In addition, pattern formation by etching of a sealing film, a substrate material (a base film or a coverlay of a flexible printed circuit board, an interlayer insulating film), or an insulating film for mounting as described above can be used. For these applications, for example, Science & Technology Co., Ltd. "High Functionality and Application Technology of Polyimide" April 2008, Masaaki Kakimoto / supervised, CMC Technical Library "Basics and Development of Polyimide Materials" Published November 2011 , Japan Polyimide/Aromatic Polymer Study Group/Edited "Latest Polyimide Fundamentals and Applications", NTS, August 2010, etc. can be referred to.
また、本発明における硬化膜は、オフセット版面またはスクリーン版面などの版面の製造、成形部品のエッチングへの使用、エレクトロニクス、特に、マイクロエレクトロニクスにおける保護ラッカーおよび誘電層の製造などにも用いることもできる。 The cured films according to the invention can also be used for the production of printing plates such as offset or screen printing plates, for the etching of molded parts, for the production of protective lacquers and dielectric layers in electronics, especially microelectronics, and the like.
本発明の硬化膜の製造方法は、本発明の樹脂組成物を用いることを含む。具体的には、以下の(a)~(d)の工程を含むことが好ましい。
(a)樹脂組成物を基板に適用して膜を形成する膜形成工程
(b)膜形成工程の後、膜を露光する露光工程
(c)露光された樹脂組成物層に対して、現像処理を行う現像工程
(d)現像された樹脂組成物を80~450℃で加熱する加熱工程
この実施形態のように、現像の後、加熱することで露光された樹脂層をさらに硬化させることができる。この加熱工程で熱塩基発生剤および熱硬化性化合物が作用し十分な硬化性が得られる。The method for producing a cured film of the present invention includes using the resin composition of the present invention. Specifically, it preferably includes the following steps (a) to (d).
(a) a film forming step of applying a resin composition to a substrate to form a film; (b) an exposure step of exposing the film after the film forming step; (c) developing the exposed resin composition layer; (d) A heating step of heating the developed resin composition at 80 to 450 ° C. As in this embodiment, after development, the exposed resin layer can be further cured by heating. . In this heating step, the thermal base generator and the thermosetting compound act to obtain sufficient curability.
本発明の好ましい実施形態に係る積層体の製造方法は、本発明の硬化膜の製造方法を含む。本実施形態の積層体の製造方法は、上記の硬化膜の製造方法に従って、硬化膜を形成後、さらに、再度、(a)の工程、または(a)~(c)の工程、あるいは(a)~(d)の工程を行う。特に、上記各工程を順に、複数回、例えば、2~5回(すなわち、合計で3~6回)行うことが好ましい。このように硬化膜を積層することにより、積層体とすることができる。本発明では特に硬化膜を設けた部分の上または硬化膜の間、あるいはその両者に金属層を設けることが好ましい。なお、積層体の製造においては、(a)~(d)の工程をすべて繰り返す必要はなく、上記のとおり、少なくとも(a)、好ましくは(a)~(c)または(a)~(d)の工程を複数回行うことで硬化膜の積層体を得ることができる。 A method for producing a laminate according to a preferred embodiment of the present invention includes the method for producing a cured film of the present invention. In the method for producing a laminate of the present embodiment, after forming a cured film according to the above method for producing a cured film, the step (a), or the steps (a) to (c), or (a ) to (d) are performed. In particular, it is preferable to perform each of the above steps in order multiple times, for example, 2 to 5 times (that is, 3 to 6 times in total). By laminating the cured films in this manner, a laminate can be obtained. In the present invention, it is particularly preferred to provide a metal layer on the portion where the cured film is provided, between the cured films, or both. In the production of the laminate, it is not necessary to repeat all the steps (a) to (d), and at least (a), preferably (a) to (c) or (a) to (d) ) can be performed a plurality of times to obtain a cured film laminate.
<膜形成工程(層形成工程)>
本発明の好ましい実施形態に係る製造方法は、樹脂組成物を基板に適用して膜(層状)にする、膜形成工程(層形成工程)を含む。
基板の種類は、用途に応じて適宜定めることができるが、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの半導体作製基板、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、紙、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ基板、プラズマディスプレイパネル(PDP)の電極板など特に制約されない。本発明では、特に、半導体作製基板が好ましく、シリコン基板がより好ましい。
また、樹脂層の表面や金属層の表面に樹脂組成物層を形成する場合は、樹脂層や金属層が基板となる。
樹脂組成物を基板に適用する手段としては、塗布が好ましい。
具体的には、適用する手段としては、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スプレーコート法、スピンコート法、スリットコート法、およびインクジェット法などが例示される。樹脂組成物層の厚さの均一性の観点から、より好ましくはスピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法、インクジェット法である。方法に応じて適切な固形分濃度や塗布条件を調整することで、所望の厚さの樹脂層を得ることができる。また、基板の形状によっても塗布方法を適宜選択でき、ウェハ等の円形基板であればスピンコート法やスプレーコート法、インクジェット法等が好ましく、矩形基板であればスリットコート法やスプレーコート法、インクジェット法等が好ましい。スピンコート法の場合は、例えば、500~2000rpmの回転数で、10秒~1分程度適用することができる。<Film forming step (layer forming step)>
A manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention includes a film forming step (layer forming step) of applying a resin composition to a substrate to form a film (layered).
The type of substrate can be appropriately determined depending on the application, but semiconductor manufacturing substrates such as silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, amorphous silicon, quartz, glass, optical films, ceramic materials, vapor deposition films, magnetic films , reflective film, metal substrates such as Ni, Cu, Cr, and Fe, paper, SOG (Spin On Glass), TFT (Thin Film Transistor) array substrates, plasma display panel (PDP) electrode plates, etc. are not particularly limited. In the present invention, a semiconductor fabrication substrate is particularly preferred, and a silicon substrate is more preferred.
Moreover, when forming a resin composition layer on the surface of a resin layer or the surface of a metal layer, a resin layer or a metal layer becomes a board|substrate.
Coating is preferable as a means for applying the resin composition to the substrate.
Specifically, applicable means include dip coating, air knife coating, curtain coating, wire bar coating, gravure coating, extrusion coating, spray coating, spin coating, slit coating, and ink jet method. From the viewpoint of uniformity of the thickness of the resin composition layer, the spin coating method, slit coating method, spray coating method, and inkjet method are more preferable. A resin layer having a desired thickness can be obtained by appropriately adjusting the solid content concentration and coating conditions according to the method. In addition, the coating method can be appropriately selected depending on the shape of the substrate. For a circular substrate such as a wafer, a spin coating method, a spray coating method, an inkjet method, etc. are preferable, and for a rectangular substrate, a slit coating method, a spray coating method, an inkjet method, etc. Law and the like are preferred. In the case of spin coating, for example, it can be applied at a rotation speed of 500 to 2000 rpm for about 10 seconds to 1 minute.
<乾燥工程>
本発明の製造方法は、樹脂組成物層を形成後、膜形成工程(層形成工程)の後に、溶剤を除去するために乾燥する工程を含んでいてもよい。好ましい乾燥温度は50~150℃で、70℃~130℃がより好ましく、90℃~110℃がさらに好ましい。乾燥時間としては、30秒~20分が例示され、1分~10分が好ましく、3分~7分がより好ましい。<Drying process>
The production method of the present invention may include a step of drying to remove the solvent after forming the resin composition layer and after the film forming step (layer forming step). The drying temperature is preferably 50 to 150°C, more preferably 70 to 130°C, even more preferably 90 to 110°C. The drying time is exemplified from 30 seconds to 20 minutes, preferably from 1 minute to 10 minutes, more preferably from 3 minutes to 7 minutes.
<露光工程>
本発明の製造方法は、上記樹脂組成物層を露光する露光工程を含んでもよい。露光量は、樹脂組成物を硬化できる限り特に定めるものではないが、例えば、波長365nmでの露光エネルギー換算で100~10000mJ/cm2照射することが好ましく、200~8000mJ/cm2照射することがより好ましい。
露光波長は、190~1000nmの範囲で適宜定めることができ、240~550nmが好ましい。
露光波長は、光源との関係でいうと、(1)半導体レーザー(波長 830nm、532nm、488nm、405nm etc.)、(2)メタルハライドランプ、(3)高圧水銀灯、g線(波長 436nm)、h線(波長 405nm)、i線(波長 365nm)、ブロード(g,h,i線の3波長)、(4)エキシマレーザー、KrFエキシマレーザー(波長 248nm)、ArFエキシマレーザー(波長 193nm)、F2エキシマレーザー(波長 157nm)、(5)極端紫外線;EUV(波長 13.6nm)、(6)電子線等が挙げられる。本発明の樹脂組成物については、特に高圧水銀灯による露光が好ましく、なかでも、i線による露光が好ましい。これにより、特に高い露光感度が得られうる。<Exposure process>
The production method of the present invention may include an exposure step of exposing the resin composition layer. The amount of exposure is not particularly defined as long as the resin composition can be cured, but for example, it is preferable to irradiate 100 to 10,000 mJ/cm 2 , and more preferably 200 to 8,000 mJ/cm 2 in terms of exposure energy at a wavelength of 365 nm. more preferred.
The exposure wavelength can be appropriately determined in the range of 190-1000 nm, preferably 240-550 nm.
In relation to the light source, the exposure wavelength is (1) semiconductor laser (wavelength 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm etc.), (2) metal halide lamp, (3) high pressure mercury lamp, g-line (wavelength 436 nm), h (4) excimer laser, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), F2 excimer laser (wavelength: 157 nm), (5) extreme ultraviolet; EUV (wavelength: 13.6 nm), (6) electron beam, and the like. For the resin composition of the present invention, exposure with a high-pressure mercury lamp is particularly preferred, and exposure with i-line is particularly preferred. Thereby, particularly high exposure sensitivity can be obtained.
<現像処理工程>
本発明の製造方法は、露光された樹脂組成物層に対して、現像処理を行う現像処理工程を含んでもよい。現像を行うことにより、露光されていない部分(非露光部)が除去される。現像方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、例えば、パドル、スプレー、浸漬、超音波等の現像方法が採用可能である。
現像は現像液を用いて行う。現像液は、露光されていない部分(非露光部)が除去されるのであれば、特に制限なく使用できる。現像液は、有機溶剤を含むことが好ましく、現像液が有機溶剤を90%以上含むことがより好ましい。本発明では、現像液は、ClogP値が-1~5の有機溶剤を含むことが好ましく、ClogP値が0~3の有機溶剤を含むことがより好ましい。ClogP値は、ChemBioDrawにて構造式を入力して計算値として求めることができる。
有機溶剤は、エステル類として、例えば、酢酸エチル、酢酸-n-ブチル、ギ酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、アルキルオキシ酢酸アルキル(例:アルキルオキシ酢酸メチル、アルキルオキシ酢酸エチル、アルキルオキシ酢酸ブチル(例えば、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル等))、3-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:3-アルキルオキシプロピオン酸メチル、3-アルキルオキシプロピオン酸エチル等(例えば、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等))、2-アルキルオキシプロピオン酸アルキルエステル類(例:2-アルキルオキシプロピオン酸メチル、2-アルキルオキシプロピオン酸エチル、2-アルキルオキシプロピオン酸プロピル等(例えば、2-メトキシプロピオン酸メチル、2-メトキシプロピオン酸エチル、2-メトキシプロピオン酸プロピル、2-エトキシプロピオン酸メチル、2-エトキシプロピオン酸エチル))、2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸メチルおよび2-アルキルオキシ-2-メチルプロピオン酸エチル(例えば、2-メトキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-エトキシ-2-メチルプロピオン酸エチル等)、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、2-オキソブタン酸メチル、2-オキソブタン酸エチル等、ならびに、エーテル類として、例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等、ならびに、ケトン類として、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、N-メチル-2-ピロリドン等、ならびに、芳香族炭化水素類として、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、リモネン等、スルホキシド類としてジメチルスルホキシドが好適に挙げられる。
本発明では、特にシクロペンタノン、γ-ブチロラクトンが好ましく、シクロペンタノンがより好ましい。
現像液は、50質量%以上が有機溶剤であることが好ましく、70質量%以上が有機溶剤であることがより好ましく、90質量%以上が有機溶剤であることがさらに好ましい。また、現像液は、100質量%が有機溶剤であってもよい。<Development process>
The production method of the present invention may include a development treatment step of performing development treatment on the exposed resin composition layer. By developing, the unexposed portions (non-exposed portions) are removed. The developing method is not particularly limited as long as a desired pattern can be formed.
Development is performed using a developer. The developer can be used without any particular limitation as long as the unexposed portion (non-exposed portion) is removed. The developer preferably contains an organic solvent, and more preferably contains 90% or more of the organic solvent. In the present invention, the developer preferably contains an organic solvent with a ClogP value of −1 to 5, more preferably an organic solvent with a ClogP value of 0 to 3. The ClogP value can be obtained as a calculated value by inputting the structural formula in ChemBioDraw.
Organic solvents include esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, isobutyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, γ-butyrolactone. . ethyl ethoxyacetate, etc.)), 3-alkyloxypropionic acid alkyl esters (e.g., methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc. (e.g., methyl 3-methoxypropionate, 3-methoxypropionic acid ethyl, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, etc.), 2-alkyloxypropionate alkyl esters (e.g. methyl 2-alkyloxypropionate, ethyl 2-alkyloxypropionate, 2-alkyl propyl oxypropionate (e.g., methyl 2-methoxypropionate, ethyl 2-methoxypropionate, propyl 2-methoxypropionate, methyl 2-ethoxypropionate, ethyl 2-ethoxypropionate)), 2-alkyloxy- Methyl 2-methylpropionate and ethyl 2-alkyloxy-2-methylpropionate (e.g., methyl 2-methoxy-2-methylpropionate, ethyl 2-ethoxy-2-methylpropionate, etc.), methyl pyruvate, pyruvate Ethyl acid, propyl pyruvate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl 2-oxobutanoate, ethyl 2-oxobutanoate, and ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl Ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, etc., and , ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc., and aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, anisole, limonene. etc., dimethyl sulfoxide is preferably exemplified as sulfoxides.
In the present invention, cyclopentanone and γ-butyrolactone are particularly preferred, and cyclopentanone is more preferred.
The developer preferably contains 50% by mass or more of the organic solvent, more preferably 70% by mass or more of the organic solvent, and even more preferably 90% by mass or more of the organic solvent. Further, the developer may contain 100% by mass of the organic solvent.
現像時間としては、10秒~5分が好ましい。現像時の現像液の温度は、特に定めるものではないが、通常、20~40℃で行うことができる。
現像液を用いた処理の後、さらに、リンスを行ってもよい。リンスは、現像液とは異なる溶剤で行うことが好ましい。例えば、樹脂組成物に含まれる溶剤を用いてリンスすることができる。リンス時間は、5秒~1分が好ましい。The development time is preferably 10 seconds to 5 minutes. The temperature of the developer during development is not particularly specified, but the development is usually carried out at 20 to 40°C.
After processing with the developer, rinsing may be performed. Rinsing is preferably done with a solvent different from the developer. For example, the solvent contained in the resin composition can be used for rinsing. Rinsing time is preferably 5 seconds to 1 minute.
<加熱工程>
本発明の製造方法は、膜形成工程(層形成工程)、乾燥工程、または現像工程の後に加熱する工程を含むことが好ましい。加熱工程では、ポリマー前駆体の環化反応および熱硬化性化合物の硬化反応が進行する。加熱工程における層の加熱温度(最高加熱温度)としては、50℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、140℃以上であることがさらに好ましく、150℃以上であることが一層好ましく、160℃以上であることがより一層好ましく、170℃以上であることがさらに一層好ましい。上限としては、500℃以下であることが好ましく、450℃以下であることがより好ましく、350℃以下であることがさらに好ましく、250℃以下であることが一層好ましく、220℃以下であることがより一層好ましい。
加熱は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分の昇温速度で行うことが好ましく、2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分がさらに好ましい。昇温速度を1℃/分以上とすることにより、生産性を確保しつつ、アミンの過剰な揮発を防止することができ、昇温速度を12℃/分以下とすることにより、硬化膜の残存応力を緩和することができる。
加熱開始時の温度は、20℃~150℃が好ましく、20℃~130℃がより好ましく、25℃~120℃がさらに好ましい。加熱開始時の温度は、最高加熱温度まで加熱する工程を開始する際の温度のことをいう。例えば、樹脂組成物を基板の上に適用した後、乾燥させる場合、この乾燥後の膜(層)の温度であり、例えば、樹脂組成物に含まれる溶剤の沸点よりも、30~200℃低い温度から徐々に昇温させることが好ましい。
加熱時間(最高加熱温度での加熱時間)は、10~360分であることが好ましく、20~300分であることがより好ましく、30~240分であることがさらに好ましい。
特に多層の積層体を形成する場合、硬化膜の層間の密着性の観点から、加熱温度は180℃~320℃で加熱することが好ましく、180℃~260℃で加熱することがより好ましい。その理由は定かではないが、この温度とすることで、層間のポリマー前駆体のエチニル基同士が架橋反応を進行しているためと考えられる。<Heating process>
The production method of the present invention preferably includes a heating step after a film forming step (layer forming step), a drying step, or a developing step. In the heating step, the cyclization reaction of the polymer precursor and the curing reaction of the thermosetting compound proceed. The heating temperature (maximum heating temperature) of the layer in the heating step is preferably 50° C. or higher, more preferably 80° C. or higher, further preferably 140° C. or higher, and 150° C. or higher. is more preferred, 160° C. or higher is even more preferred, and 170° C. or higher is even more preferred. The upper limit is preferably 500° C. or lower, more preferably 450° C. or lower, even more preferably 350° C. or lower, even more preferably 250° C. or lower, and 220° C. or lower. Even more preferable.
Heating is preferably carried out from the temperature at the start of heating to the maximum heating temperature at a temperature rising rate of 1 to 12°C/min, more preferably 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min. By setting the temperature increase rate to 1° C./min or more, excessive volatilization of amine can be prevented while ensuring productivity, and by setting the temperature increase rate to 12° C./min or less, the cured film can be cured. Residual stress can be relaxed.
The temperature at the start of heating is preferably 20°C to 150°C, more preferably 20°C to 130°C, even more preferably 25°C to 120°C. The temperature at the start of heating refers to the temperature at which the process of heating up to the maximum heating temperature is started. For example, when the resin composition is applied onto a substrate and then dried, the temperature of the film (layer) after drying is, for example, 30 to 200° C. lower than the boiling point of the solvent contained in the resin composition. It is preferable to gradually raise the temperature from the temperature.
The heating time (heating time at the maximum heating temperature) is preferably 10 to 360 minutes, more preferably 20 to 300 minutes, even more preferably 30 to 240 minutes.
Particularly when forming a multi-layer laminate, the heating temperature is preferably 180° C. to 320° C., more preferably 180° C. to 260° C., from the viewpoint of adhesion between the layers of the cured film. Although the reason for this is not clear, it is believed that the ethynyl groups of the polymer precursor between the layers are cross-linked with each other at this temperature.
加熱は段階的に行ってもよい。例として、25℃から180℃まで3℃/分で昇温し、180℃にて60分保持し、180℃から200℃まで2℃/分で昇温し、200℃にて120分保持する、といった前処理工程を行ってもよい。前処理工程としての加熱温度は100~200℃が好ましく、110~190℃であることがより好ましく、120~185℃であることがさらに好ましい。この前処理工程においては、米国特許9159547号公報に記載のように紫外線を照射しながら処理することも好ましい。このような前処理工程により膜の特性を向上させることが可能である。前処理工程は10秒間~2時間程度の短い時間で行うとよく、15秒~30分間がより好ましい。前処理は2段階以上のステップとしてもよく、例えば100~150℃の範囲で前処理工程1を行い、その後に150~200℃の範囲で前処理工程2を行ってもよい。
さらに、加熱後冷却してもよく、この場合の冷却速度としては、1~5℃/分であることが好ましい。Heating may be done in stages. As an example, the temperature is raised from 25° C. to 180° C. at 3° C./min, held at 180° C. for 60 minutes, heated from 180° C. to 200° C. at 2° C./min, and held at 200° C. for 120 minutes. , may be performed. The heating temperature in the pretreatment step is preferably 100 to 200°C, more preferably 110 to 190°C, even more preferably 120 to 185°C. In this pretreatment step, it is also preferable to carry out the treatment while irradiating ultraviolet rays as described in US Pat. No. 9,159,547. Such a pretreatment process can improve the properties of the film. The pretreatment step is preferably performed for a short time of about 10 seconds to 2 hours, more preferably 15 seconds to 30 minutes. The pretreatment may be performed in two or more steps. For example, pretreatment step 1 may be performed at 100 to 150°C, and then pretreatment step 2 may be performed at 150 to 200°C.
Further, cooling may be performed after heating, and the cooling rate in this case is preferably 1 to 5°C/min.
加熱工程は、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを流す等により、低酸素濃度の雰囲気で行うことがポリマー前駆体の分解を防ぐ点で好ましい。酸素濃度は、50ppm(体積比)以下が好ましく、20ppm(体積比)以下がより好ましい。 The heating step is preferably carried out in an atmosphere of low oxygen concentration, such as by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, in order to prevent decomposition of the polymer precursor. The oxygen concentration is preferably 50 ppm (volume ratio) or less, more preferably 20 ppm (volume ratio) or less.
<金属層形成工程>
本発明の製造方法は、現像処理後の樹脂組成物層の表面に金属層を形成する金属層形成工程を含んでいることが好ましい。
金属層としては、特に限定なく、既存の金属種を使用することができ、銅、アルミニウム、ニッケル、バナジウム、チタン、クロム、コバルト、金およびタングステンが例示され、銅およびアルミニウムがより好ましく、銅がさらに好ましい。
金属層の形成方法は、特に限定なく、既存の方法を適用することができる。例えば、特開2007-157879号公報、特表2001-521288号公報、特開2004-214501号公報、特開2004-101850号公報に記載された方法を使用することができる。例えば、フォトリソグラフィ、リフトオフ、電解メッキ、無電解メッキ、エッチング、印刷、およびこれらを組み合わせた方法などが考えられる。より具体的には、スパッタリング、フォトリソグラフィおよびエッチングを組み合わせたパターニング方法、フォトリソグラフィと電解メッキを組み合わせたパターニング方法が挙げられる。
金属層の厚さとしては、最も厚肉部で、0.1~50μmが好ましく、1~10μmがより好ましい。<Metal layer forming step>
The production method of the present invention preferably includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the surface of the resin composition layer after development.
The metal layer is not particularly limited, and existing metal species can be used. Copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold and tungsten are exemplified. More preferred.
A method for forming the metal layer is not particularly limited, and an existing method can be applied. For example, the methods described in JP-A-2007-157879, JP-A-2001-521288, JP-A-2004-214501, and JP-A-2004-101850 can be used. For example, photolithography, lift-off, electroplating, electroless plating, etching, printing, and a combination thereof can be considered. More specifically, a patterning method combining sputtering, photolithography and etching, and a patterning method combining photolithography and electroplating can be mentioned.
The thickness of the metal layer is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 1 to 10 μm, at the thickest portion.
<積層工程>
本発明の製造方法は、さらに、積層工程を含むことが好ましい。
積層工程とは、硬化膜(樹脂層)または金属層の表面に、再度、(a)膜形成工程(層形成工程)、(b)露光工程、(c)現像処理工程、(d)加熱工程を、この順に行うことを含む一連の工程である。ただし、(a)の膜形成工程のみを繰り返す態様であってもよい。また、(d)加熱工程は積層の最後または中間に一括して行う態様としてもよい。すなわち、(a)~(c)の工程を所定の回数繰り返し行い、その後に(d)の加熱をすることで、積層された樹脂組成物層を一括で硬化する態様としてもよい。また、(c)現像工程の後には(e)金属層形成工程を含んでもよく、このときにも都度(d)の加熱を行っても、所定回数積層させた後に一括して(d)の加熱を行ってもよい。積層工程には、さらに、上記乾燥工程や加熱工程等を適宜含んでいてもよいことは言うまでもない。
積層工程後、さらに積層工程を行う場合には、上記加熱工程後、上記露光工程後、または、上記金属層形成工程後に、さらに、表面活性化処理工程を行ってもよい。表面活性化処理としては、プラズマ処理が例示される。
上記積層工程は、2~5回行うことが好ましく、3~5回行うことがより好ましい。
例えば、樹脂層/金属層/樹脂層/金属層/樹脂層/金属層のような、樹脂層が3層以上7層以下の構成が好ましく、3層以上5層以下がさらに好ましい。
本発明では特に、金属層を設けた後、さらに、上記金属層を覆うように、上記樹脂組成物の硬化膜(樹脂層)を形成する態様が好ましい。具体的には、(a)膜形成工程、(b)露光工程、(c)現像工程、(e)金属層形成工程、(d)加熱工程の順序で繰り返す態様、あるいは、(a)膜形成工程、(b)露光工程、(c)現像工程、(e)金属層形成工程の順序で繰り返し、最後または中間に一括して(d)加熱工程を設ける態様が挙げられる。樹脂組成物層(樹脂)を積層する積層工程と、金属層形成工程を交互に行うことにより、樹脂組成物層(樹脂層)と金属層を交互に積層することができる。<Lamination process>
Preferably, the production method of the present invention further includes a lamination step.
The lamination step means that the surface of the cured film (resin layer) or metal layer is again subjected to (a) film formation step (layer formation step), (b) exposure step, (c) development treatment step, (d) heating step are performed in this order. However, only the film forming step (a) may be repeated. Also, (d) the heating step may be performed collectively at the end or in the middle of lamination. That is, the steps (a) to (c) may be repeated a predetermined number of times, and thereafter the laminated resin composition layers may be cured at once by heating (d). In addition, after the (c) development step, (e) a metal layer forming step may be included, and even if the heating of (d) is performed each time at this time, after stacking a predetermined number of times, (d) is collectively performed. Heating may be performed. Needless to say, the lamination step may further include the drying step, the heating step, and the like as appropriate.
When the lamination step is further performed after the lamination step, a surface activation treatment step may be further performed after the heating step, the exposure step, or the metal layer forming step. A plasma treatment is exemplified as the surface activation treatment.
The lamination step is preferably performed 2 to 5 times, more preferably 3 to 5 times.
For example, the resin layer is preferably composed of 3 to 7 layers, such as resin layer/metal layer/resin layer/metal layer/resin layer/metal layer, and more preferably 3 to 5 layers.
In the present invention, it is particularly preferable to form a cured film (resin layer) of the resin composition so as to cover the metal layer after providing the metal layer. Specifically, (a) film formation step, (b) exposure step, (c) development step, (e) metal layer formation step, and (d) heating step are repeated in this order, or (a) film formation (b) the exposure step, (c) the development step, and (e) the metal layer formation step, and the step (d) is collectively provided at the end or in the middle. By alternately performing the lamination step of laminating the resin composition layer (resin) and the metal layer forming step, the resin composition layer (resin layer) and the metal layer can be alternately laminated.
本発明は、本発明の硬化膜または積層体を有する半導体デバイスも開示する。本発明の樹脂組成物を再配線層用層間絶縁膜の形成に用いた半導体デバイスの具体例としては、特開2016-027357号公報の段落0213~0218の記載および図1の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。 The present invention also discloses semiconductor devices comprising the cured films or laminates of the present invention. Specific examples of a semiconductor device using the resin composition of the present invention for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer can refer to the descriptions in paragraphs 0213 to 0218 of JP-A-2016-027357 and the description in FIG. The contents of which are incorporated herein.
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。「部」、「%」は特に述べない限り、質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples below. The materials, usage amounts, ratios, processing details, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below. "Parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified.
<合成例1>
[ピロメリット酸二無水物、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルおよびベンジルアルコールからのポリイミド前駆体(A-1:ラジカル重合性基を有さないポリイミド前駆体)の合成]
14.06g(64.5ミリモル)のピロメリット酸二無水物(140℃で12時間乾燥)と、14.22g(131.58ミリモル)のベンジルアルコールを、50mLのN-メチルピロリドンに懸濁させ、モレキュラーシーブで乾燥させた。懸濁液を100℃で3時間加熱した。反応混合物を室温に冷却し、21.43g(270.9ミリモル)のピリジンおよび90mLのN-メチルピロリドンを加えた。次いで、反応混合物を-10℃に冷却し、温度を-10±4℃に保ちながら16.12g(135.5ミリモル)のSOCl2を10分かけて加えた。SOCl2を加えている間、粘度が増加した。50mLのN-メチルピロリドンで希釈した後、反応混合物を室温で2時間撹拌した。次いで、100mLのN-メチルピロリドンに11.08g(58.7ミリモル)の4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを溶解させた溶液を、-5~0℃で20分かけて反応混合物に滴下した。次いで、反応混合物を0℃で1時間反応させたのち、エタノールを70g加えて、室温で1晩撹拌した。次いで、5リットルの水の中でポリイミド前駆体を沈殿させ、水-ポリイミド前駆体混合物を5000rpmの速度で15分間撹拌した。ポリイミド前駆体をろ過して除き、4リットルの水の中で再度30分間撹拌し再びろ過した。次いで、得られたポリイミド前駆体を減圧下で、45℃で3日間乾燥した。このポリイミド前駆体の重量平均分子量は、18,000であった。<Synthesis Example 1>
[Synthesis of polyimide precursor (A-1: polyimide precursor having no radically polymerizable group) from pyromellitic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether and benzyl alcohol]
14.06 g (64.5 mmol) of pyromellitic dianhydride (dried at 140° C. for 12 hours) and 14.22 g (131.58 mmol) of benzyl alcohol were suspended in 50 mL of N-methylpyrrolidone. , dried over molecular sieves. The suspension was heated at 100° C. for 3 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature and 21.43 g (270.9 mmol) of pyridine and 90 mL of N-methylpyrrolidone were added. The reaction mixture was then cooled to -10.degree. C. and 16.12 g (135.5 mmol) of SOCl.sub.2 was added over 10 minutes while maintaining the temperature at -10.+-.4.degree. The viscosity increased during the addition of SOCl2 . After dilution with 50 mL of N-methylpyrrolidone, the reaction mixture was stirred at room temperature for 2 hours. A solution of 11.08 g (58.7 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether in 100 mL of N-methylpyrrolidone was then added dropwise to the reaction mixture at -5 to 0°C over 20 minutes. After reacting the reaction mixture at 0° C. for 1 hour, 70 g of ethanol was added and stirred overnight at room temperature. The polyimide precursor was then precipitated in 5 liters of water and the water-polyimide precursor mixture was stirred at a speed of 5000 rpm for 15 minutes. The polyimide precursor was filtered off, stirred again in 4 liters of water for 30 minutes and filtered again. The resulting polyimide precursor was then dried under reduced pressure at 45° C. for 3 days. The weight average molecular weight of this polyimide precursor was 18,000.
A-1
<合成例2>
[ピロメリット酸二無水物、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルおよび2-ヒドロキシエチルメタクリレートからのポリイミド前駆体(A-2:ラジカル重合性基を有するポリイミド前駆体)の合成]
14.06g(64.5ミリモル)のピロメリット酸二無水物(140℃で12時間乾燥した)と、16.8g(129ミリモル)の2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、20.4gのピリジン(258ミリモル)と、100gのダイグライム(ジエチレングリコールジメチルエーテル)を混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、ピロメリット酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例1と同様の方法で4,4’-ジアミノジフェニルエーテルでポリイミド前駆体に変換し、合成例1と同様の方法でポリイミド前駆体を得た。このポリイミド前駆体の重量平均分子量は、19,000であった。<Synthesis Example 2>
[Synthesis of polyimide precursor (A-2: polyimide precursor having radically polymerizable group) from pyromellitic dianhydride, 4,4′-diaminodiphenyl ether and 2-hydroxyethyl methacrylate]
14.06 g (64.5 mmol) of pyromellitic dianhydride (dried at 140° C. for 12 hours), 16.8 g (129 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate, 0.05 g of hydroquinone, 20 .4 g of pyridine (258 mmol) and 100 g of diglyme (diethylene glycol dimethyl ether) were mixed and stirred at a temperature of 60° C. for 18 hours to prepare the diester of pyromellitic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. Then, after chlorinating the resulting diester with SOCl 2 , it was converted into a polyimide precursor with 4,4′-diaminodiphenyl ether in the same manner as in Synthesis Example 1, and the polyimide precursor was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. Obtained. The weight average molecular weight of this polyimide precursor was 19,000.
A-2
<合成例3>
[4,4’-オキシジフタル酸無水物、4,4’-ジアミノジフェニルエーテルおよび2-ヒドロキシエチルメタクリレートからのポリイミド前駆体(A-3:ラジカル重合性基を有するポリイミド前駆体)の合成]
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’-オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)と、16.8g(129ミリモル)の2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、20.4gのピリジン(258ミリモル)と、100gのダイグライムとを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、4,4’-オキシジフタル酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例1と同様の方法で4,4’-ジアミノジフェニルエーテルでポリイミド前駆体に変換し、合成例1と同様の方法でポリイミド前駆体を得た。このポリイミド前駆体の重量平均分子量は、18,000であった。<Synthesis Example 3>
[Synthesis of polyimide precursor (A-3: polyimide precursor having radically polymerizable group) from 4,4′-oxydiphthalic anhydride, 4,4′-diaminodiphenyl ether and 2-hydroxyethyl methacrylate]
20.0 g (64.5 mmol) of 4,4′-oxydiphthalic anhydride (dried at 140° C. for 12 hours), 16.8 g (129 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.05 g of hydroquinone , 20.4 g of pyridine (258 mmol) and 100 g of diglyme were mixed and stirred at a temperature of 60° C. for 18 hours to prepare a diester of 4,4′-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. . Then, after chlorinating the resulting diester with SOCl 2 , it was converted into a polyimide precursor with 4,4′-diaminodiphenyl ether in the same manner as in Synthesis Example 1, and the polyimide precursor was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. Obtained. The weight average molecular weight of this polyimide precursor was 18,000.
A-3
<合成例4>
[4,4’-オキシジフタル酸無水物、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニル(オルトトリジン)および2-ヒドロキシエチルメタクリレートからのポリイミド前駆体(A-4:ラジカル重合性基を有するポリイミド前駆体)の合成]
20.0g(64.5ミリモル)の4,4’-オキシジフタル酸無水物(140℃で12時間乾燥した)と、16.8g(129ミリモル)の2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、0.05gのハイドロキノンと、20.4gのピリジン(258ミリモル)と、100gのダイグライムとを混合し、60℃の温度で18時間撹拌して、4,4’-オキシジフタル酸と2-ヒドロキシエチルメタクリレートのジエステルを製造した。次いで、得られたジエステルをSOCl2により塩素化した後、合成例1と同様の方法で4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビフェニルでポリイミド前駆体に変換し、合成例1と同様の方法でポリイミド前駆体を得た。このポリイミド前駆体の重量平均分子量は、19,000であった。<Synthesis Example 4>
[Polyimide precursor from 4,4′-oxydiphthalic anhydride, 4,4′-diamino-2,2′-dimethylbiphenyl (orthotolidine) and 2-hydroxyethyl methacrylate (A-4: having a radically polymerizable group Synthesis of polyimide precursor)]
20.0 g (64.5 mmol) of 4,4′-oxydiphthalic anhydride (dried at 140° C. for 12 hours), 16.8 g (129 mmol) of 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.05 g of hydroquinone , 20.4 g of pyridine (258 mmol) and 100 g of diglyme were mixed and stirred at a temperature of 60° C. for 18 hours to prepare a diester of 4,4′-oxydiphthalic acid and 2-hydroxyethyl methacrylate. . Then, after chlorinating the resulting diester with SOCl 2 , it was converted to a polyimide precursor with 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl in the same manner as in Synthesis Example 1, and A polyimide precursor was obtained by the method of The weight average molecular weight of this polyimide precursor was 19,000.
A-4
<実施例および比較例>
下記表に記載の成分を混合し、各樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、細孔の幅が0.8μmのフィルターを通して加圧ろ過した。<Examples and Comparative Examples>
Each resin composition was obtained by mixing the components shown in the table below. The resulting resin composition was filtered under pressure through a filter with a pore width of 0.8 μm.
上記表に記載の原料は以下の通りである。
(A)ポリイミド前駆体
A-1~A-4:上記で合成したポリイミド前駆体A-1~A-4
(B)重合性モノマー:
B-1、B-2:下記構造の化合物
C-1~C-3:下記構造の化合物
D-1、D-2:下記構造の化合物
E-1~E-3:下記構造の化合物
F-1、F-2:下記構造の化合物
G-1、G-2:下記構造の化合物
H-1、H-2:下記構造の化合物
I-1:γ-ブチロラクトン
I-2:ジメチルスルホキシドThe raw materials listed in the above table are as follows.
(A) Polyimide precursors A-1 to A-4: polyimide precursors A-1 to A-4 synthesized above
(B) Polymerizable monomer:
B-1, B-2: compounds having the following structures
<硬化膜の製造>
各樹脂組成物をシリコンウェハ上にスピンコート法により適用し、樹脂組成物層を形成した。得られた樹脂組成物層を適用したシリコンウェハをホットプレート上で、100℃で4分間乾燥し、シリコンウェハ上に20μmの厚さの均一な樹脂組成物層とした。シリコンウェハ上の樹脂組成物層を、ブロードバンド露光機(ウシオ電機株式会社製:UX-1000SN-EH01)を用いて、400mJ/cm2の露光エネルギーで露光し、露光した感光性樹脂組成物層(樹脂層)を、窒素雰囲気下で、5℃/分の昇温速度で昇温し、180℃に達した後、2時間加熱した。硬化後の樹脂層を3%フッ化水素酸溶液に浸漬し、シリコンウェハから樹脂層を剥離し、硬化膜を得た。<Production of cured film>
Each resin composition was applied onto a silicon wafer by spin coating to form a resin composition layer. The silicon wafer to which the obtained resin composition layer was applied was dried on a hot plate at 100° C. for 4 minutes to form a uniform resin composition layer having a thickness of 20 μm on the silicon wafer. The resin composition layer on the silicon wafer is exposed with an exposure energy of 400 mJ/cm 2 using a broadband exposure machine (Ushio Inc.: UX-1000SN-EH01), and the exposed photosensitive resin composition layer ( The resin layer) was heated at a rate of 5° C./min in a nitrogen atmosphere, reaching 180° C., and then heated for 2 hours. The cured resin layer was immersed in a 3% hydrofluoric acid solution to separate the resin layer from the silicon wafer to obtain a cured film.
<破断伸び>
得られた硬化膜の破断伸びを測定した。硬化膜の破断伸びは、引張り試験機(テンシロン)を用い、クロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試料長50mmとして、フィルムの長手方向および幅方向について、25℃、65%RH(相対湿度)の環境下にて、JIS-K6251(日本工業規格)に準拠して測定した。破断伸びは、Eb=(Lb-L0)/L0(Eb:破断伸び、L0:試験前の試験片の長さ、Lb:試験片が切断した時の試験片の長さ)で算出した。評価は破断伸びを各10回ずつ測定し、平均値を用いた。結果は下記のとおり区分して評価した。
A:破断伸びが60%以上である
B:破断伸びが50%以上60%未満である
C:破断伸びが50%未満である<Breaking elongation>
The elongation at break of the resulting cured film was measured. The elongation at break of the cured film was measured using a tensile tester (Tensilon) at a crosshead speed of 300 mm/min, a width of 10 mm, and a sample length of 50 mm. was measured in accordance with JIS-K6251 (Japanese Industrial Standards) under the environment of . Breaking elongation is Eb = (L b - L 0 )/L 0 (E b : breaking elongation, L 0 : length of test piece before test, L b : length of test piece when cut ). For evaluation, the breaking elongation was measured 10 times and the average value was used. The results were classified and evaluated as follows.
A: Breaking elongation is 60% or more B: Breaking elongation is 50% or more and less than 60% C: Breaking elongation is less than 50%
<耐薬品性>
得られた硬化膜について下記の薬液に下記の条件で浸漬し、溶解速度を算定した。
薬品:ジメチルスルホキシド(DMSO)と25質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)溶液の90:10(質量比)の混合物
評価条件:溶液中で樹脂層を75℃で15分間浸漬して前後の膜厚を比較し、溶解速度(nm/分)を算出した。
A:250nm/分未満
B:250nm/分以上500nm/分未満
C:500nm/分以上<Chemical resistance>
The resulting cured film was immersed in the following chemicals under the following conditions, and the dissolution rate was calculated.
Chemical: 90:10 (mass ratio) mixture of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 25% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution Evaluation conditions: The resin layer was immersed in the solution at 75°C for 15 minutes, and the The film thicknesses were compared and the dissolution rate (nm/min) was calculated.
A: Less than 250 nm/min B: 250 nm/min or more and less than 500 nm/min C: 500 nm/min or more
<リソグラフィー性評価>
各樹脂組成物を、シリコンウェハ上にスピンコートした。樹脂組成物を適用したシリコンウェハをホットプレート上で、100℃で4分間乾燥し、シリコンウェハ上に20μmの膜厚の均一な樹脂組成物層を形成した。シリコンウェハ上の樹脂組成物層を、ステッパー(Nikon NSR 2005 i9C)を用いて露光した。露光はi線で行い、波長365nmにおいて、200、300、400、500、600、700、800mJ/cm2の各露光エネルギーで、5μmから25μmまで1μm刻みのラインアンドスペースのフォトマスクを使用して、露光を行って、樹脂層を得た。この樹脂層を、シクロペンタノンで60秒間現像した。得られた樹脂層(ラインパターン)の線幅が小さければ小さいほど微細なパターンを形成可能であることを表し、好ましい結果となる。また、形成可能な最小線幅が露光量の変動に対して変化しにくいほど、微細パターン形成における露光量の任意性が増大し、好ましい結果となる。
A:線幅が10μm未満である
B:線幅が10μm以上20μm未満である
C:線幅が20μm以上であるか、または、エッジの鋭さを持つ線幅を有するパターンが得られなかった。<Lithography evaluation>
Each resin composition was spin-coated onto a silicon wafer. The silicon wafer to which the resin composition was applied was dried on a hot plate at 100° C. for 4 minutes to form a uniform resin composition layer with a thickness of 20 μm on the silicon wafer. The resin composition layer on the silicon wafer was exposed using a stepper (Nikon NSR 2005 i9C). Exposure was performed with i-line at a wavelength of 365 nm at exposure energies of 200, 300, 400, 500, 600, 700, and 800 mJ/cm 2 using a line-and-space photomask from 5 μm to 25 μm in increments of 1 μm. , exposure was performed to obtain a resin layer. This resin layer was developed with cyclopentanone for 60 seconds. The smaller the line width of the obtained resin layer (line pattern), the more fine the pattern can be formed, and the result is favorable. In addition, the more the minimum line width that can be formed is more difficult to change with respect to the fluctuation of the exposure amount, the greater the arbitrariness of the exposure amount in forming a fine pattern, which is a favorable result.
A: The line width is less than 10 μm B: The line width is 10 μm or more and less than 20 μm C: The line width is 20 μm or more, or a pattern having a line width with sharp edges was not obtained.
上記表に示すように、実施例は、破断伸びが良好で、耐薬品性に優れた硬化膜を形成することができた。 As shown in the table above, in the examples, cured films having good elongation at break and excellent chemical resistance could be formed.
Claims (14)
光ラジカル重合開始剤と、
熱塩基発生剤と、
エポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基及びブロックイソシアネート基からなる群から選択される官能基を複数有する熱硬化性化合物と、
(メタ)アクリロイル基を2個以上8個以下有し、分子量が900以下である重合性モノマーと、
を含む樹脂組成物であって、
前記光ラジカル重合開始剤の含有量が前記樹脂組成物の全固形分に対して1.0~10質量%であり、
熱硬化性化合物の含有量が、ポリイミド前駆体の100質量部に対して1~25質量部であり、かつ、熱塩基発生剤の100質量部に対して10~1000質量部であり、
前記重合性モノマーの含有量が前記樹脂組成物の全固形分に対して3~15質量%である、
樹脂組成物。 a polyimide precursor containing a radically polymerizable group;
a photoradical polymerization initiator;
a thermal base generator;
a thermosetting compound having a plurality of functional groups selected from the group consisting of epoxy groups, oxetanyl groups, methylol groups, alkoxymethyl groups, phenol groups, maleimide groups, cyanate groups and blocked isocyanate groups;
a polymerizable monomer having 2 to 8 (meth)acryloyl groups and having a molecular weight of 900 or less;
A resin composition comprising
The content of the photoradical polymerization initiator is 1.0 to 10% by mass with respect to the total solid content of the resin composition,
The content of the thermosetting compound is 1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide precursor, and 10 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermal base generator,
The content of the polymerizable monomer is 3 to 15% by mass with respect to the total solid content of the resin composition,
Resin composition.
X1-(Y1)n ・・・(TC1)
式(TC1)中、X1はn価の連結基を表し、Y1はエポキシ基、オキセタニル基、メチロール基、アルコキシメチル基、フェノール基、マレイミド基、シアネート基またはブロックイソシアネート基を表し、nは2以上の整数を表す。 The resin composition according to claim 1, wherein the thermosetting compound is a compound represented by the following formula (TC1);
X 1 −(Y 1 ) n (TC1)
In formula (TC1), X 1 represents an n-valent linking group, Y 1 represents an epoxy group, oxetanyl group, methylol group, alkoxymethyl group, phenol group, maleimide group, cyanate group or blocked isocyanate group, and n represents Represents an integer of 2 or more.
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