WO2024010026A1 - 樹脂組成物、硬化物、積層体、硬化物の製造方法、積層体の製造方法、半導体デバイスの製造方法、及び、半導体デバイス - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a resin composition, a cured product, a laminate, a method for producing a cured product, a method for producing a laminate, a method for producing a semiconductor device, and a semiconductor device.
- resin materials manufactured from resin compositions containing resin are utilized in various fields.
- polyimide has excellent heat resistance and insulation properties, so it is used for various purposes.
- the above-mentioned uses are not particularly limited, but in the case of semiconductor devices for mounting, for example, they may be used as materials for insulating films and sealing materials, or as protective films. It is also used as a base film and coverlay for flexible substrates.
- polyimide is used in the form of a resin composition containing a polyimide precursor.
- a resin composition is applied to a base material by coating, for example, to form a photosensitive film, and then, as necessary, exposure, development, heating, etc. are performed to form a cured product on the base material. be able to.
- the polyimide precursor is cyclized, for example, by heating, and becomes polyimide in the cured product. Since the resin composition can be applied by known coating methods, there is a high degree of freedom in designing the shape, size, application position, etc. of the resin composition when it is applied. It can be said that it has excellent characteristics. In addition to the high performance of polyimide, there are increasing expectations for the industrial application of the above-mentioned resin composition due to its excellent manufacturing adaptability.
- the above-mentioned resin composition is required to have excellent stability during storage (stability over time). Specifically, it is required that the viscosity of the composition does not easily change, for example, after being stored at room temperature for several weeks.
- the present invention relates to a resin composition with excellent stability over time, a cured product obtained by curing the above resin composition, a laminate containing the above cured product, a method for producing a cured product, a method for producing a laminate, and a method for producing a laminate.
- An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device including the method, and a semiconductor device including the cured product or the laminate.
- ⁇ 1> At least one resin selected from the group consisting of polyimide precursor, polyimide, polyamideimide precursor, polyamideimide, and polyamide; containing a solvent, A resin composition in which each content of N-methylpyrrolidone and ⁇ -butyrolactone is 0.1% by mass or less based on the total mass of the resin composition.
- the resin composition according to ⁇ 1>, which contains ⁇ -valerolactone as the solvent is 0.1% by mass or less based on the total mass of the resin composition.
- ⁇ 3> At least one resin selected from the group consisting of polyimide precursor, polyimide, polyamideimide precursor, polyamideimide, and polyamide; A resin composition containing ⁇ -valerolactone.
- ⁇ 4> The resin composition according to ⁇ 2> or ⁇ 3>, wherein the content of ⁇ -valerolactone is 60% by mass or more based on the total mass of the solvent.
- ⁇ 5> The resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, further comprising dimethyl sulfoxide as the solvent.
- ⁇ 6> The resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, further comprising a polymerizable compound and a photopolymerization initiator.
- ⁇ 7> The resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, which is used for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer.
- ⁇ 8> A cured product obtained by curing the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
- ⁇ 9> A laminate including two or more layers made of the cured product according to ⁇ 8>, and a metal layer between any of the layers made of the cured product.
- a method for producing a cured product comprising a film forming step of applying the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> onto a substrate to form a film.
- the method for producing a cured product according to ⁇ 10> including an exposure step of selectively exposing the film and a development step of developing the film using a developer to form a pattern.
- ⁇ 12> The method for producing a cured product according to ⁇ 10> or ⁇ 11>, which includes a heating step of heating the film at 50 to 450°C.
- a method for producing a laminate including the method for producing a cured product according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 12>.
- ⁇ 14> A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the method for manufacturing a cured product according to any one of ⁇ 10> to ⁇ 12>.
- ⁇ 15> A semiconductor device comprising the cured product according to ⁇ 8> or the laminate according to ⁇ 9>.
- a resin composition with excellent stability over time a cured product obtained by curing the above resin composition, a laminate containing the above cured product, a method for producing a cured product, a method for producing a laminate, a laminate
- a method for manufacturing a semiconductor device including the method for manufacturing the same, and a semiconductor device including the cured product or the laminate are provided.
- a numerical range expressed using the symbol " ⁇ ” means a range that includes the numerical values written before and after " ⁇ " as the lower limit and upper limit, respectively.
- the term “step” includes not only independent steps but also steps that cannot be clearly distinguished from other steps as long as the intended effect of the step can be achieved.
- substitution or unsubstitution includes a group having a substituent (atomic group) as well as a group having no substituent (atomic group).
- alkyl group includes not only an alkyl group without a substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
- exposure includes not only exposure using light but also exposure using particle beams such as electron beams and ion beams, unless otherwise specified. Examples of the light used for exposure include actinic rays or radiation such as the bright line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays typified by excimer lasers, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, and electron beams.
- (meth)acrylate means both “acrylate” and “methacrylate”, or either “(meth)acrylate”
- (meth)acrylic means both “acrylic” and “methacrylic”
- (meth)acryloyl means either or both of "acryloyl” and “methacryloyl.”
- Me in the structural formula represents a methyl group
- Et represents an ethyl group
- Bu represents a butyl group
- Ph represents a phenyl group.
- the total solid content refers to the total mass of all components of the composition excluding the solvent.
- the solid content concentration is the mass percentage of other components excluding the solvent with respect to the total mass of the composition.
- weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are values measured using gel permeation chromatography (GPC), and are defined as polystyrene equivalent values.
- weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are expressed using, for example, HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation) and guard column HZ-L, TSKgel Super HZM-M, TSKgel.
- THF tetrahydrofuran
- NMP N-methyl-2-pyrrolidone
- a detector with a wavelength of 254 nm of UV rays is used for detection in the GPC measurement.
- each layer constituting a laminate when the positional relationship of each layer constituting a laminate is described as "upper” or “lower", there is another layer above or below the reference layer among the plurality of layers of interest. It would be good if there was. That is, a third layer or element may be further interposed between the reference layer and the other layer, and the reference layer and the other layer do not need to be in contact with each other.
- the direction in which layers are stacked relative to the base material is referred to as "top”, or if there is a resin composition layer, the direction from the base material to the resin composition layer is referred to as "top”. , the opposite direction is called "down".
- the composition may contain, as each component contained in the composition, two or more compounds corresponding to that component. Further, unless otherwise specified, the content of each component in the composition means the total content of all compounds corresponding to that component.
- the temperature is 23° C.
- the atmospheric pressure is 101,325 Pa (1 atm)
- the relative humidity is 50% RH. In this specification, combinations of preferred aspects are more preferred aspects.
- the resin composition according to the first aspect of the present invention includes at least one resin selected from the group consisting of polyimide precursor, polyimide, polyamideimide precursor, polyamideimide, and polyamide, and a solvent, and the resin composition
- the content of N-methylpyrrolidone (also referred to as “N-methyl-2-pyrrolidone”, also referred to as "NMP") and ⁇ -butyrolactone (also referred to as "GBL”) relative to the total mass of the product is both 0. .1% by mass or less.
- the resin composition according to the second aspect of the present invention includes at least one resin selected from the group consisting of polyimide precursor, polyimide, polyamideimide precursor, polyamideimide, and polyamide, and ⁇ -valerolactone (GVL). including.
- the resin composition according to the first embodiment and the resin composition according to the second embodiment are also simply referred to as "resin composition.”
- the resin composition of the present invention is preferably used to form a photosensitive film that is subjected to exposure and development, and is preferably used to form a film that is subjected to exposure and development using a developer containing an organic solvent.
- the resin composition of the present invention can be used, for example, to form an insulating film of a semiconductor device, an interlayer insulating film for a rewiring layer, a stress buffer film, etc., and can be used for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer. preferable.
- the resin composition of the present invention is preferably used for forming a photosensitive film to be subjected to negative development.
- negative development refers to development in which non-exposed areas are removed by development during exposure and development
- positive development refers to development in which exposed areas are removed by development.
- the above-mentioned exposure method, the above-mentioned developer, and the above-mentioned development method include, for example, the exposure method explained in the exposure step in the description of the method for producing a cured product, and the developer and development method explained in the development step. is used.
- the resin composition of the present invention has excellent stability over time. Although the mechanism by which the above effects are obtained is unknown, it is assumed as follows.
- NMP and GBL have high polarity, they also have high solubility in resins, and compositions using these solvents tend to have low viscosity. Due to the above behavior of lowering the viscosity, the polymer chains of the resin are unraveled in the solution or are not aggregated, so a part of the main chain of the resin (amide bonds, etc.) decomposes in the composition. It is thought that when this occurs, the main chain becomes more susceptible to decomposition attack from a basic decomposition product (a decomposition product having an amino group) which is a decomposition product of the resin.
- a basic decomposition product a decomposition product having an amino group
- the resin composition of the present invention is thought to be able to suppress decomposition of the resin due to such a thermal base generator.
- the composition may increase in viscosity due to the formation of titanoxane bonds. It was found that such thickening tends to occur in highly polar solvents such as NMP and GBL, but can be suppressed by using GVL. This is presumably because the organic titanium compound is highly stable and difficult to decompose in a solvent with low polarity.
- a ketoxime initiator such as Irgacure OXE01 described below
- an oxime initiator such as Irgacure OXE02 described below
- these initiators may also be hydrolyzed in the presence of water and a base. I understand.
- decomposition of these initiators may be suppressed, and effects such as increased exposure sensitivity may also be obtained.
- Patent Document 1 does not describe a composition that employs the above-mentioned configuration for the solvent.
- the resin composition of the present invention contains at least one resin (hereinafter also referred to as "specific resin") selected from the group consisting of polyimide precursor, polyimide, polyamideimide precursor, polyamideimide, and polyamide.
- a polyimide precursor is a resin that changes its chemical structure to form a polyimide due to external stimulation.It is preferably a resin that changes its chemical structure to form a polyimide due to heat, and a ring structure is formed by a ring-closing reaction caused by heat.
- the polyamide-imide precursor refers to a resin that changes its chemical structure to polyamide-imide due to external stimulation, preferably a resin that changes its chemical structure to polyamide-imide due to heat. More preferred is a resin that becomes polyamideimide when a structure is formed.
- R N represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon group, and a hydrogen atom. is even more preferable.
- the above RN is as described above.
- the "main chain” refers to the relatively longest bond chain in the resin molecule, and the "side chain” refers to other bond chains.
- the resin composition preferably contains polyimide or a polyimide precursor, and more preferably contains a polyimide precursor, as the specific resin.
- the specific resin has a polymerizable group, and more preferably a radically polymerizable group.
- the resin composition of the present invention preferably contains a radical polymerization initiator, and more preferably contains a radical polymerization initiator and a radical crosslinking agent.
- a sensitizer can be included if necessary.
- a negative photosensitive film is formed from such a resin composition.
- the specific resin may have a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
- the resin composition preferably contains a photoacid generator. From such a resin composition, for example, a chemically amplified positive or negative photosensitive film is formed.
- the polyimide precursor used in the present invention is not particularly limited in its type, but preferably contains a repeating unit represented by the following formula (2).
- a 1 and A 2 each independently represent an oxygen atom or -NR z -
- R 111 represents a divalent organic group
- R 115 represents a tetravalent organic group
- R 113 and R 114 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group
- R z represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
- a 1 and A 2 in formula (2) each independently represent an oxygen atom or -NR z -, and preferably an oxygen atom.
- Rz represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom.
- R 111 in formula (2) represents a divalent organic group.
- divalent organic groups include groups containing straight-chain or branched aliphatic groups, cyclic aliphatic groups, and aromatic groups, including straight-chain or branched aliphatic groups having 2 to 20 carbon atoms, A group consisting of a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or a combination thereof is preferable, and a group containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferable.
- the hydrocarbon group in the chain may be substituted with a group containing a hetero atom, and in the above cyclic aliphatic group and aromatic group, the hydrocarbon group in the chain may be substituted with a hetero atom. may be substituted with a group containing.
- R 111 in formula (2) include groups represented by -Ar- and -Ar-L-Ar-, with a group represented by -Ar-L-Ar- being preferred.
- Ar is each independently an aromatic group
- L is a single bond or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO -, -S-, -SO 2 -, -NHCO-, or a combination of two or more of the above.
- R 111 is derived from a diamine.
- diamines used in the production of polyimide precursors include linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic, and aromatic diamines.
- One type of diamine may be used, or two or more types may be used.
- R 111 is a linear or branched aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms, or any of these.
- a diamine containing a combination of groups is preferable, and a diamine containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms is more preferable.
- the above straight chain or branched aliphatic group may have a hydrocarbon group in the chain substituted with a group containing a hetero atom.
- the above cyclic aliphatic group and aromatic group may have a ring member hydrocarbon group substituted with a hetero atom. may be substituted with a group containing.
- groups containing aromatic groups include the following.
- diamine specifically, 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane or 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; m- or p-phenylenediamine, diaminotoluene, 4,4'- or 3,3'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodipheny
- diamines (DA-1) to (DA-18) described in paragraphs 0030 to 0031 of International Publication No. 2017/038598.
- diamines having two or more alkylene glycol units in the main chain described in paragraphs 0032 to 0034 of International Publication No. 2017/038598 are also preferably used.
- R 111 is preferably represented by -Ar-L-Ar- from the viewpoint of flexibility of the resulting organic film.
- Ar is each independently an aromatic group
- L is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S- , -SO 2 -, -NHCO-, or a combination of two or more of the above.
- Ar is preferably a phenylene group
- L is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 or 2 carbon atoms optionally substituted with a fluorine atom, -O-, -CO-, -S- or -SO 2 - .
- the aliphatic hydrocarbon group here is preferably an alkylene group.
- R 111 is preferably a divalent organic group represented by the following formula (51) or formula (61).
- a divalent organic group represented by formula (61) is more preferable.
- R 50 to R 57 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or a monovalent organic group, and at least one of R 50 to R 57 is a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoro It is a methyl group, and each * independently represents a bonding site with the nitrogen atom in formula (2).
- the monovalent organic groups R 50 to R 57 include unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms), and unsubstituted alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms). Examples include fluorinated alkyl groups.
- R 58 and R 59 each independently represent a fluorine atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and * each independently represents a bonding site with the nitrogen atom in formula (2). represent.
- Examples of the diamine giving the structure of formula (51) or formula (61) include 2,2'-dimethylbenzidine, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'- Bis(fluoro)-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminoctafluorobiphenyl, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
- R 115 in formula (2) represents a tetravalent organic group.
- a tetravalent organic group containing an aromatic ring is preferable, and a group represented by the following formula (5) or formula (6) is more preferable.
- * each independently represents a bonding site with another structure.
- R 112 is a single bond or a divalent linking group, and is a single bond or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may be substituted with a fluorine atom, -O-, A group selected from -CO-, -S-, -SO 2 -, -NHCO-, and combinations thereof is preferable, and the number of carbon atoms optionally substituted with a single bond or a fluorine atom is preferable.
- it is a group selected from 1 to 3 alkylene groups, -O-, -CO-, -S- and -SO 2 -, including -CH 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, - More preferably, it is a divalent group selected from the group consisting of C(CH 3 ) 2 -, -O-, -CO-, -S- and -SO 2 -.
- R 115 include a tetracarboxylic acid residue remaining after removal of an anhydride group from a tetracarboxylic dianhydride.
- the polyimide precursor may contain only one type of tetracarboxylic dianhydride residue, or may contain two or more types of tetracarboxylic dianhydride residues as the structure corresponding to R115 .
- the tetracarboxylic dianhydride is represented by the following formula (O).
- R 115 represents a tetravalent organic group.
- the preferred range of R 115 is the same as R 115 in formula (2), and the preferred range is also the same.
- tetracarboxylic dianhydride examples include 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 dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 2,3,
- preferred examples include tetracarboxylic dianhydrides (DAA-1) to (DAA-5) described in paragraph 0038 of International Publication No. 2017/038598.
- R 111 and R 115 may have an OH group. More specifically, R 111 includes a residue of a bisaminophenol derivative.
- R 113 and R 114 in formula (2) each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.
- the monovalent organic group preferably includes a linear or branched alkyl group, a cyclic alkyl group, an aromatic group, or a polyalkyleneoxy group.
- at least one of R 113 and R 114 contains a polymerizable group, and it is more preferable that both of them contain a polymerizable group.
- the polymerizable group is a group that can undergo a crosslinking reaction by the action of heat, radicals, etc., and a radically polymerizable group is preferable.
- the polymerizable group examples include a group having an ethylenically unsaturated bond, an alkoxymethyl group, a hydroxymethyl group, an acyloxymethyl group, an epoxy group, an oxetanyl group, a benzoxazolyl group, a blocked isocyanate group, and an amino group. It will be done.
- the radically polymerizable group contained in the polyimide precursor is preferably a group having an ethylenically unsaturated bond.
- Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, an isoallyl group, a 2-methylallyl group, a group having an aromatic ring directly bonded to a vinyl group (for example, a vinyl phenyl group, etc.), and a (meth)acrylamide group.
- (meth)acryloyloxy group a group represented by the following formula (III), and the like, with the group represented by the following formula (III) being preferred.
- R 200 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a methylol group, and preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- * represents a bonding site with another structure.
- R 201 represents an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, -CH 2 CH(OH)CH 2 -, a cycloalkylene group or a polyalkyleneoxy group.
- R 201 examples include alkylene groups such as ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, and dodecamethylene group, 1,2-butanediyl group, 1, Examples include 3-butanediyl group, -CH 2 CH (OH) CH 2 -, polyalkyleneoxy group, alkylene groups such as ethylene group and propylene group, -CH 2 CH (OH) CH 2 -, cyclohexyl group, polyalkylene group.
- An oxy group is more preferred, and an alkylene group such as an ethylene group or a propylene group, or a polyalkyleneoxy group is even more preferred.
- a polyalkyleneoxy group refers to a group in which two or more alkyleneoxy groups are directly bonded.
- the alkylene groups in the plurality of alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group may be the same or different.
- the arrangement of the alkyleneoxy groups in the polyalkyleneoxy group may be a random arrangement or an arrangement having blocks. Alternatively, an arrangement having an alternating pattern or the like may be used.
- the number of carbon atoms in the alkylene group (including the number of carbon atoms in the substituent when the alkylene group has a substituent) is preferably 2 or more, more preferably 2 to 10, and 2 to 6.
- the alkylene group may have a substituent.
- Preferred substituents include alkyl groups, aryl groups, halogen atoms, and the like.
- the number of alkyleneoxy groups contained in the polyalkyleneoxy group is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 10, and even more preferably 2 to 6.
- polyalkyleneoxy groups include polyethyleneoxy groups, polypropyleneoxy groups, polytrimethyleneoxy groups, polytetramethyleneoxy groups, or multiple ethyleneoxy groups and multiple propyleneoxy groups.
- a group bonded to an oxy group is preferable, a polyethyleneoxy group or a polypropyleneoxy group is more preferable, and a polyethyleneoxy group is even more preferable.
- the ethyleneoxy groups and propyleneoxy groups may be arranged randomly, or may be arranged to form blocks. , may be arranged in an alternating pattern. Preferred embodiments of the repeating number of ethyleneoxy groups, etc. in these groups are as described above.
- R 113 is a hydrogen atom or when R 114 is a hydrogen atom, even if the polyimide precursor forms a counter salt with a tertiary amine compound having an ethylenically unsaturated bond.
- a tertiary amine compound having such an ethylenically unsaturated bond is N,N-dimethylaminopropyl methacrylate.
- R 113 and R 114 may be a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
- the acid-decomposable group is not particularly limited as long as it decomposes under the action of an acid to produce an alkali-soluble group such as a phenolic hydroxy group or a carboxy group, but examples include an acetal group, a ketal group, a silyl group, and a silyl ether group. , a tertiary alkyl ester group, etc. are preferable, and from the viewpoint of exposure sensitivity, an acetal group or a ketal group is more preferable.
- acid-decomposable groups include tert-butoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, tetrahydropyranyl group, tetrahydrofuranyl group, ethoxyethyl group, methoxyethyl group, ethoxymethyl group, trimethylsilyl group, tert-butoxycarbonylmethyl group. group, trimethylsilyl ether group, etc. From the viewpoint of exposure sensitivity, ethoxyethyl group or tetrahydrofuranyl group is preferred.
- the polyimide precursor has a fluorine atom in its structure.
- the fluorine atom content in the polyimide precursor is preferably 10% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
- the polyimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
- examples include embodiments in which bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. are used as the diamine.
- the repeating unit represented by formula (2) is preferably a repeating unit represented by formula (2-A). That is, it is preferable that at least one type of polyimide precursor used in the present invention is a precursor having a repeating unit represented by formula (2-A). When the polyimide precursor contains a repeating unit represented by formula (2-A), it becomes possible to further widen the exposure latitude.
- a 1 and A 2 represent an oxygen atom
- R 111 and R 112 each independently represent a divalent organic group
- R 113 and R 114 each independently, It represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
- at least one of R 113 and R 114 is a group containing a polymerizable group, and preferably both are groups containing a polymerizable group.
- a structure bonded to a side of a ring structure indicates that any hydrogen atom directly bonded to a ring member of the ring structure may be substituted.
- directly bonding refers to bonding without using a linking group.
- a 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 each independently have the same meaning as A 1 , A 2 , R 111 , R 113 and R 114 in formula (2), and their preferred ranges are also the same.
- R 112 has the same meaning as R 112 in formula (5), and the preferred ranges are also the same.
- the polyimide precursor may contain one type of repeating unit represented by formula (2), or may contain two or more types. Furthermore, it may contain structural isomers of the repeating unit represented by formula (2). In addition to the repeating unit of formula (2) above, the polyimide precursor may also contain other types of repeating units.
- An embodiment of the polyimide precursor in the present invention includes an embodiment in which the content of the repeating unit represented by formula (2) is 50 mol% or more of the total repeating units.
- the total content is more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably more than 90 mol%.
- the upper limit of the total content is not particularly limited, and all repeating units in the polyimide precursor excluding the terminal may be repeating units represented by formula (2).
- the weight average molecular weight (Mw) of the polyimide precursor is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, even more preferably 15,000 to 40,000.
- the number average molecular weight (Mn) of the polyimide precursor is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
- the molecular weight dispersity of the polyimide precursor is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
- the upper limit of the degree of molecular weight dispersion of the polyimide precursor is not particularly determined, for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
- the molecular weight dispersity is a value calculated by weight average molecular weight/number average molecular weight.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polyimide precursor are within the above ranges.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyimide precursors as one resin are each within the above ranges.
- the polyimide used in the present invention may be an alkali-soluble polyimide, or may be a polyimide soluble in a developer containing an organic solvent as a main component.
- the alkali-soluble polyimide refers to a polyimide that dissolves 0.1 g or more at 23°C in 100 g of a 2.38 mass% tetramethylammonium aqueous solution, and from the viewpoint of pattern formation, 0.5 g or more. It is preferably a polyimide that dissolves, and more preferably a polyimide that dissolves 1.0 g or more. The upper limit of the amount dissolved is not particularly limited, but is preferably 100 g or less.
- the polyimide is preferably a polyimide having a plurality of imide structures in its main chain from the viewpoint of film strength and insulation properties of the organic film obtained.
- the polyimide has a fluorine atom.
- the fluorine atom is preferably included in, for example, R 132 in the repeating unit represented by formula (4) described below or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later; It is more preferable that R 132 in the repeating unit represented by formula (4) or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below be included as a fluorinated alkyl group.
- the amount of fluorine atoms based on the total mass of the polyimide is preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
- the polyimide contains silicon atoms.
- the silicon atom is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later, and is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described later.
- the silicon atom or the organically modified (poly)siloxane structure may be included in the side chain of the polyimide, but is preferably included in the main chain of the polyimide.
- the amount of silicon atoms based on the total mass of the polyimide is preferably 1% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
- the polyimide preferably has ethylenically unsaturated bonds.
- Polyimide may have an ethylenically unsaturated bond at the end of the main chain or in a side chain, but it is preferable to have it in a side chain.
- the ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
- the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below, and is preferably included in R 132 or R 131 as a group having an ethylenically unsaturated bond. is more preferable.
- the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below, and more preferably included in R 131 as a group having an ethylenically unsaturated bond.
- groups having an ethylenically unsaturated bond include groups having an optionally substituted vinyl group directly bonded to an aromatic ring such as a vinyl group, an allyl group, or a vinyl phenyl group, a (meth)acrylamide group, and a (meth)acrylamide group.
- examples include an acryloyloxy group and a group represented by the following formula (IV).
- R 20 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a methylol group, and preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms may be linear, branched, cyclic, or a combination thereof.
- the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms is preferably an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
- R 21 is preferably a group represented by any of the following formulas (R1) to (R3), and more preferably a group represented by formula (R1).
- L represents a single bond, an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, a (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms, or a group combining two or more of these; represents an oxygen atom or a sulfur atom, * represents a bonding site with another structure, and ⁇ represents a bonding site with the oxygen atom to which R 21 in formula (IV) is bonded.
- a preferred embodiment of the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms as L is R 21 in formula (IV).
- the preferred embodiments are the same as the alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or the (poly)alkyleneoxy group having 2 to 30 carbon atoms.
- X is preferably an oxygen atom.
- * has the same meaning as * in formula (IV), and preferred embodiments are also the same.
- the structure represented by formula (R1) includes, for example, a polyimide having a hydroxy group such as a phenolic hydroxy group, and a compound having an isocyanato group and an ethylenically unsaturated bond (for example, 2-isocyanatoethyl methacrylate). Obtained by reaction.
- the structure represented by formula (R2) can be obtained, for example, by reacting a polyimide having a carboxyl group with a compound having a hydroxyl group and an ethylenically unsaturated bond (for example, 2-hydroxyethyl methacrylate, etc.).
- the structure represented by formula (R3) can be obtained by, for example, reacting a polyimide having a hydroxy group such as a phenolic hydroxy group with a compound having a glycidyl group and an ethylenically unsaturated bond (for example, glycidyl methacrylate). can get.
- * represents a bonding site with another structure, and is preferably a bonding site with the main chain of polyimide.
- the amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, more preferably 0.0005 to 0.05 mol/g.
- the polyimide may have a polymerizable group other than the group having an ethylenically unsaturated bond.
- examples of polymerizable groups other than groups having ethylenically unsaturated bonds include cyclic ether groups such as epoxy groups and oxetanyl groups, alkoxymethyl groups such as methoxymethyl groups, and methylol groups.
- a polymerizable group other than the group having an ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below, for example.
- the amount of polymerizable groups other than the group having an ethylenically unsaturated bond relative to the total mass of the polyimide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, and preferably 0.001 to 0.05 mol/g. More preferred.
- the polyimide may have a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
- the acid-decomposable group in polyimide is the same as the acid-decomposable group explained for R 113 and R 114 in the above formula (2), and the preferred embodiments are also the same.
- the polarity converting group is contained, for example, in R 131 and R 132 in the repeating unit represented by formula (4) described below, the terminal of polyimide, and the like.
- the acid value of the polyimide is preferably 30 mgKOH/g or more, more preferably 50 mgKOH/g or more, and 70 mgKOH/g or more. It is more preferable that The acid value is preferably 500 mgKOH/g or less, more preferably 400 mgKOH/g or less, and even more preferably 200 mgKOH/g or less.
- the acid value of the polyimide is preferably 1 to 35 mgKOH/g, more preferably 2 to 30 mgKOH/g.
- the acid value is measured by a known method, for example, by the method described in JIS K 0070:1992.
- the acid group contained in the polyimide is preferably an acid group having a pKa of 0 to 10, more preferably an acid group having a pKa of 3 to 8, from the viewpoint of achieving both storage stability and developability.
- pKa is a dissociation reaction in which hydrogen ions are released from an acid, and its equilibrium constant Ka is expressed by its negative common logarithm pKa.
- pKa is a value calculated by ACD/ChemSketch (registered trademark) unless otherwise specified.
- the acid group is a polyhydric acid such as phosphoric acid
- the above pKa is the first dissociation constant.
- the polyimide preferably contains at least one selected from the group consisting of a carboxy group and a phenolic hydroxy group, and more preferably a phenolic hydroxy group.
- the polyimide has a phenolic hydroxy group.
- the polyimide may have a phenolic hydroxy group at the end of the main chain or at the side chain.
- the phenolic hydroxy group is preferably included, for example, in R 132 or R 131 in the repeating unit represented by formula (4) described below.
- the amount of phenolic hydroxyl groups based on the total mass of the polyimide is preferably 0.1 to 30 mol/g, more preferably 1 to 20 mol/g.
- the polyimide used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer compound having an imide structure, but it preferably contains a repeating unit represented by the following formula (4).
- R 131 represents a divalent organic group
- R 132 represents a tetravalent organic group.
- the polymerizable group may be located at at least one of R 131 and R 132 , or may be located at the terminal end of the polyimide as shown in the following formula (4-1) or formula (4-2). It may be located in Formula (4-1)
- R 133 is a polymerizable group, and the other groups have the same meanings as in formula (4).
- Formula (4-2) At least one of R 134 and R 135 is a polymerizable group, and if it is not a polymerizable group, it is an organic group, and the other groups have the same meanings as in formula (4).
- Examples of the polymerizable group include the above-mentioned group containing an ethylenically unsaturated bond or a crosslinkable group other than the above-mentioned group having an ethylenically unsaturated bond.
- R 131 represents a divalent organic group. Examples of the divalent organic group include those similar to R 111 in formula (2), and the preferred ranges are also the same. Examples of R 131 include diamine residues remaining after removal of the amino group of diamine. Examples of diamines include aliphatic, cycloaliphatic, and aromatic diamines. A specific example is R 111 in formula (2) of the polyimide precursor.
- R 131 is preferably a diamine residue having at least two alkylene glycol units in its main chain in order to more effectively suppress the occurrence of warpage during firing. More preferred are diamine residues containing two or more of either or both of ethylene glycol chains and propylene glycol chains in one molecule, and even more preferred are diamine residues that do not contain an aromatic ring. It is.
- diamines containing two or more ethylene glycol chains, propylene glycol chains, or both in one molecule include Jeffamine (registered trademark) KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, and EDR.
- 1-(2-(2-(2-aminopropoxy)ethoxy) Examples include, but are not limited to, propoxy)propan-2-amine, 1-(1-(1-(2-aminopropoxy)propan-2-yl)oxy)propan-2-amine, and the like.
- R 132 represents a tetravalent organic group.
- examples of the tetravalent organic group include those similar to R 115 in formula (2), and the preferred ranges are also the same.
- R 132 examples include a tetracarboxylic acid residue remaining after the anhydride group is removed from the tetracarboxylic dianhydride.
- a specific example is R 115 in formula (2) of the polyimide precursor. From the viewpoint of the strength of the organic film, R 132 is preferably an aromatic diamine residue having 1 to 4 aromatic rings.
- R 131 and R 132 has an OH group. More specifically, as R 131 , 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, and the above (DA-1) to (DA-18) are listed as preferred examples. As R 132 , the above (DAA-1) to (DAA-5) are mentioned as more preferable examples.
- the polyimide has a fluorine atom in its structure.
- the content of fluorine atoms in the polyimide is preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less.
- the polyimide may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
- the diamine component include bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane.
- the main chain end of the polyimide must be capped with a terminal capping agent such as a monoamine, acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound, or monoactive ester compound. is preferred.
- monoamines include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7 -aminonaphthalene, 1-hydroxy-6-aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2 -Hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6- Aminonaphthalene, 2-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzo
- the imidization rate (also referred to as "ring closure rate") of polyimide is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, from the viewpoint of film strength, insulation properties, etc. of the organic film obtained. More preferably, it is 90% or more.
- the upper limit of the imidization rate is not particularly limited, and may be 100% or less.
- the above imidization rate is measured, for example, by the following method. The infrared absorption spectrum of polyimide is measured, and the peak intensity P1 near 1377 cm ⁇ 1 , which is an absorption peak derived from the imide structure, is determined. Next, the polyimide is heat-treated at 350° C.
- the polyimide may include repeating units represented by the above formula (4) in which all of the repeating units have the same combination of R 131 and R 132 , or two or more repeating units with different combinations of R 131 and R 132 .
- the repeating unit represented by the above formula (4) may be included.
- the polyimide may contain other types of repeating units.
- Other types of repeating units include, for example, the repeating unit represented by the above formula (2).
- Polyimide can be produced, for example, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine (partly replaced with an acid anhydride) at low temperature; A method of reacting a diester with a diamine (substituted with an end-capping agent that is a compound or a monoacid chloride compound or a monoactive ester compound) with a diamine, and a diester is obtained with a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then a diamine (partly of which is a monoamine) is reacted with a diamine.
- a diester is obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and alcohol in the presence of a condensing agent, and then the remaining dicarboxylic acid is converted into an acid chloride, and a diamine (some of which is substituted with a monoamine) is reacted with a condensing agent.
- a polyimide precursor is obtained using a method such as reacting with a terminal capping agent), and this is completely imidized using a known imidization reaction method, or an imidization reaction is performed during the process. It can be synthesized by stopping the polymer and introducing a partial imide structure, or by blending a fully imidized polymer with its polyimide precursor to introduce a partial imide structure. . Further, other known polyimide synthesis methods can also be applied.
- the weight average molecular weight (Mw) of the polyimide is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 50,000, even more preferably 15,000 to 40,000. By setting the weight average molecular weight to 5,000 or more, the bending resistance of the cured film can be improved. In order to obtain an organic film with excellent mechanical properties (for example, elongation at break), the weight average molecular weight is particularly preferably 15,000 or more.
- the number average molecular weight (Mn) of the polyimide is preferably 2,000 to 40,000, more preferably 3,000 to 30,000, and even more preferably 4,000 to 20,000.
- the molecular weight dispersity of the polyimide is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
- the upper limit of the degree of dispersion of the molecular weight of polyimide is not particularly determined, for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polyimide are within the above ranges. It is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated by considering the plurality of types of polyimides as one resin are each within the above ranges.
- the polyamide-imide precursor preferably contains a repeating unit represented by the following formula (PAI-2).
- R 117 represents a trivalent organic group
- R 111 represents a divalent organic group
- a 2 represents an oxygen atom or -NH-
- R 113 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group. represents an organic group.
- R 117 is a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, an aromatic group, a heteroaromatic group, or a single bond or a linking group that binds these two groups.
- the above-linked groups include linear aliphatic groups having 2 to 20 carbon atoms, branched aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, and 6 to 20 carbon atoms.
- An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group having 6 to 20 carbon atoms combined with a single bond or a connecting group is preferable. A group combining two or more of these is more preferable.
- the group is preferably a group such as -O-, -S-, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group in which two or more of these are bonded together.
- the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- the above halogenated alkylene group is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- examples of the halogen atom in the halogenated alkylene group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like, with a fluorine atom being preferred.
- the halogenated alkylene group may have a hydrogen atom or all of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, but it is preferable that all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom.
- examples of preferred halogenated alkylene groups include (ditrifluoromethyl)methylene groups and the like.
- the arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and even more preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
- R 117 is preferably derived from a tricarboxylic acid compound in which at least one carboxy group may be halogenated.
- the above halogenation is preferably chlorination.
- a compound having three carboxy groups is referred to as a tricarboxylic acid compound. Two of the three carboxy groups of the tricarboxylic acid compound may be converted into acid anhydrides.
- the optionally halogenated tricarboxylic acid compound used in the production of the polyamideimide precursor include branched aliphatic, cyclic aliphatic, or aromatic tricarboxylic acid compounds. These tricarboxylic acid compounds may be used alone or in combination of two or more.
- the tricarboxylic acid compound includes a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms.
- a tricarboxylic acid compound containing an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms or a combination of two or more of these through a single bond or a connecting group is preferred;
- a tricarboxylic acid compound containing a combination of two or more aromatic groups of 6 to 20 is more preferred.
- tricarboxylic acid compounds include 1,2,3-propanetricarboxylic acid, 1,3,5-pentanetricarboxylic acid, citric acid, trimellitic acid, 2,3,6-naphthalenetricarboxylic acid, and phthalic acid. (or phthalic anhydride) and benzoic acid have a single bond, -O-, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -SO 2 - or a phenylene group. Examples include linked compounds. These compounds may be compounds in which two carboxyl groups are anhydrides (for example, trimellitic anhydride), or compounds in which at least one carboxyl group is halogenated (for example, trimellitic anhydride). There may be.
- R 111 , A 2 and R 113 have the same meanings as R 111 , A 2 and R 113 in formula (2) above, respectively, and preferred embodiments are also the same.
- the polyamideimide precursor may further include other repeating units.
- Other repeating units include the repeating unit represented by the above formula (2), the repeating unit represented by the following formula (PAI-1), and the like.
- R 116 represents a divalent organic group
- R 111 represents a divalent organic group
- R 116 is a linear or branched aliphatic group, a cyclic aliphatic group, an aromatic group, a heteroaromatic group, or a single bond or a linking group that connects these two groups. Examples of the above-linked groups include linear aliphatic groups having 2 to 20 carbon atoms, branched aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, cyclic aliphatic groups having 3 to 20 carbon atoms, and 6 to 20 carbon atoms.
- An aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a group having 6 to 20 carbon atoms combined with a single bond or a connecting group is preferable.
- a group combining two or more of these is more preferable.
- the group is preferably a group such as -O-, -S-, an alkylene group, a halogenated alkylene group, an arylene group, or a linking group in which two or more of these are bonded together.
- the alkylene group is preferably an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and even more preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- the above halogenated alkylene group is preferably a halogenated alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably a halogenated alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
- examples of the halogen atom in the halogenated alkylene group include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like, with a fluorine atom being preferred.
- the halogenated alkylene group may have a hydrogen atom or all of the hydrogen atoms may be substituted with a halogen atom, but it is preferable that all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom.
- examples of preferred halogenated alkylene groups include (ditrifluoromethyl)methylene groups and the like.
- the arylene group is preferably a phenylene group or a naphthylene group, more preferably a phenylene group, and even more preferably a 1,3-phenylene group or a 1,4-phenylene group.
- R 116 is preferably derived from a dicarboxylic acid compound or a dicarboxylic acid dihalide compound.
- a compound having two carboxyl groups is referred to as a dicarboxylic acid compound
- a compound having two halogenated carboxyl groups is referred to as a dicarboxylic acid dihalide compound.
- the carboxy group in the dicarboxylic acid dihalide compound may be halogenated, but is preferably chlorinated, for example. That is, the dicarboxylic acid dihalide compound is preferably a dicarboxylic acid dichloride compound.
- the optionally halogenated dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound used in the production of the polyamide-imide precursor includes linear or branched aliphatic, cyclic aliphatic or aromatic dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid compounds. Examples include acid dihalide compounds. These dicarboxylic acid compounds or dicarboxylic acid dihalide compounds may be used alone or in combination of two or more.
- the dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound includes a linear aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, a branched aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic aliphatic group having 3 to 20 carbon atoms.
- a dicarboxylic acid compound or dicarboxylic acid dihalide compound containing a group group, an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms, or a combination of two or more of these through a single bond or a connecting group is preferable, and an aromatic group having 6 to 20 carbon atoms
- a dicarboxylic acid compound or a dicarboxylic acid dihalide compound containing a group in which two or more aromatic groups having 6 to 20 carbon atoms are combined via a single bond or a connecting group is more preferable.
- dicarboxylic acid compounds include malonic acid, dimethylmalonic acid, ethylmalonic acid, isopropylmalonic acid, di-n-butylmalonic acid, succinic acid, tetrafluorosuccinic acid, methylsuccinic acid, 2,2- Dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, dimethylmethylsuccinic acid, glutaric acid, hexafluoroglutaric acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, 3, 3-dimethylglutaric acid, 3-ethyl-3-methylglutaric acid, adipic acid, octafluoroadipic acid, 3-methyladipic acid, pimelic acid, 2,2,6,6-tetramethylpimelic acid, suberic acid, Dodecafluorosuberic acid, azelaic acid, sebacic acid, hexadecafluorosebacic acid, 1,9
- R 111 has the same meaning as R 111 in formula (2) above, and preferred embodiments are also the same.
- the polyamide-imide precursor has a fluorine atom in its structure.
- the fluorine atom content in the polyamide-imide precursor is preferably 10% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
- the polyamideimide precursor may be copolymerized with an aliphatic group having a siloxane structure.
- examples include embodiments in which bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, etc. are used as the diamine component.
- a repeating unit represented by formula (PAI-2), a repeating unit represented by formula (PAI-1), and a repeating unit represented by formula (2) examples include embodiments containing units.
- the total content of the repeating units is preferably 50 mol% or more of all repeating units, more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and more than 90 mol%. It is particularly preferable that there be.
- the upper limit of the total content is not particularly limited, and is 100 mol% or less.
- All repeating units in the polyamideimide precursor except for the terminals are a repeating unit represented by formula (PAI-2), a repeating unit represented by formula (PAI-1), and a repeating unit represented by formula (2). It may be any repeating unit.
- another embodiment of the polyamide-imide precursor in the present invention includes an embodiment including a repeating unit represented by formula (PAI-2) and a repeating unit represented by formula (PAI-1). .
- the total content of the repeating units is preferably 50 mol% or more of all repeating units, more preferably 70 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and more than 90 mol%. It is particularly preferable that there be.
- the weight average molecular weight (Mw) of the polyamideimide precursor is preferably 2,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 10,000 to 50,000. Further, the number average molecular weight (Mn) is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000.
- the molecular weight dispersity of the polyamide-imide precursor is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
- the upper limit of the degree of molecular weight dispersion of the polyamide-imide precursor is not particularly determined, for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polyamideimide precursor are within the above ranges. Further, it is also preferable that the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyamide-imide precursors as one resin are each within the above ranges.
- the polyamide-imide used in the present invention may be an alkali-soluble polyamide-imide, or may be a polyamide-imide soluble in a developer containing an organic solvent as a main component.
- the alkali-soluble polyamide-imide refers to a polyamide-imide that dissolves 0.1 g or more at 23° C. in 100 g of a 2.38% by mass tetramethylammonium aqueous solution, and from the viewpoint of pattern formation properties, it is 0.1 g or more.
- a polyamide-imide that dissolves 5 g or more is preferable, and a polyamide-imide that dissolves 1.0 g or more is more preferable.
- the polyamide-imide is preferably a polyamide-imide having a plurality of amide bonds and a plurality of imide structures in the main chain.
- the polyamideimide has a fluorine atom.
- the fluorine atom is preferably included in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described below, for example, and in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described later. It is more preferable that R 117 or R 111 be included as a fluorinated alkyl group.
- the amount of fluorine atoms based on the total mass of polyamide-imide is preferably 5% by mass or more, and preferably 20% by mass or less.
- polyamideimide may have ethylenically unsaturated bonds.
- Polyamideimide may have an ethylenically unsaturated bond at the end of the main chain or in a side chain, but it is preferable to have it in a side chain.
- the ethylenically unsaturated bond preferably has radical polymerizability.
- the ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described later, and the ethylenically unsaturated bond is preferably included in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described later.
- R 117 or R 111 is included as a group having an ethylenically unsaturated bond.
- Preferred embodiments of the group having an ethylenically unsaturated bond are the same as the preferred embodiments of the group having an ethylenically unsaturated bond in the polyimide described above.
- the amount of ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyamide-imide is preferably 0.0001 to 0.1 mol/g, more preferably 0.001 to 0.05 mol/g.
- Polyamideimide may have polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds.
- Examples of the polymerizable group other than the ethylenically unsaturated bond in the polyamide-imide include the same groups as the polymerizable group other than the ethylenically unsaturated bond in the above-mentioned polyimide.
- a polymerizable group other than an ethylenically unsaturated bond is preferably included in R 111 in the repeating unit represented by the formula (PAI-3) described below, for example.
- the amount of polymerizable groups other than ethylenically unsaturated bonds relative to the total mass of polyamide-imide is preferably 0.05 to 10 mol/g, more preferably 0.1 to 5 mol/g.
- the polyamideimide may have a polarity converting group such as an acid-decomposable group.
- the acid-decomposable group in the polyamide-imide is the same as the acid-decomposable group explained for R 113 and R 114 in the above formula (2), and the preferred embodiments are also the same.
- the acid value of polyamide-imide is preferably 30 mgKOH/g or more, more preferably 50 mgKOH/g or more, and 70 mgKOH/g. It is more preferable that it is not less than g. Further, the acid value is preferably 500 mgKOH/g or less, more preferably 400 mgKOH/g or less, and even more preferably 200 mgKOH/g or less.
- the acid value of the polyamide-imide is preferably 2 to 35 mgKOH/g, and 3 to 30 mgKOH/g. /g is more preferable, and 5 to 20 mgKOH/g is even more preferable.
- the acid value is measured by a known method, for example, by the method described in JIS K 0070:1992.
- the acid group contained in the polyamide-imide the same groups as the acid group in the above-mentioned polyimide can be mentioned, and the preferred embodiments are also the same.
- the polyamideimide has a phenolic hydroxy group.
- Polyamideimide may have a phenolic hydroxy group at the end of the main chain or in a side chain.
- the phenolic hydroxy group is preferably included, for example, in R 117 or R 111 in the repeating unit represented by formula (PAI-3) described below.
- the amount of phenolic hydroxy groups based on the total mass of polyamide-imide is preferably 0.1 to 30 mol/g, more preferably 1 to 20 mol/g.
- the polyamide-imide used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer compound having an imide structure and an amide bond, but it preferably contains a repeating unit represented by the following formula (PAI-3).
- R 111 and R 117 have the same meanings as R 111 and R 117 in formula (PAI-2), respectively, and preferred embodiments are also the same.
- the polymerizable group may be located at at least one of R 111 and R 117 , or may be located at the end of the polyamideimide.
- the main chain ends of polyamide-imide are capped with end-capping agents such as monoamines, acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, and monoactive ester compounds. It is preferable.
- Preferred embodiments of the terminal capping agent are the same as those for the above-mentioned polyimide.
- the imidization rate (also referred to as "ring closure rate") of polyamide-imide is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, from the viewpoint of film strength, insulation properties, etc. of the organic film obtained. More preferably, it is 90% or more.
- the upper limit of the imidization rate is not particularly limited, and may be 100% or less.
- the imidization rate is measured by the same method as the ring closure rate of the polyimide described above.
- the polyamideimide may contain a repeating unit represented by the above formula (PAI-3) in which the combination of R 111 and R 117 is the same, or the above repeating unit containing two or more types in which the combination of R 111 and R 117 is different. It may contain a repeating unit represented by formula (PAI-3). In addition to the repeating unit represented by the above formula (PAI-3), the polyamideimide may also contain other types of repeating units. Other types of repeating units include repeating units represented by the above formula (PAI-1) or formula (PAI-2).
- Polyamide-imide can be produced, for example, by obtaining a polyamide-imide precursor by a known method and completely imidizing it using a known imidization reaction method, or by stopping the imidization reaction midway and forming a partial imide structure. Furthermore, it can be synthesized by using a method of introducing a partially imide structure by blending a completely imidized polymer and its polyamide-imide precursor.
- the weight average molecular weight (Mw) of the polyamideimide is preferably 5,000 to 70,000, more preferably 8,000 to 50,000, and even more preferably 10,000 to 30,000. By setting the weight average molecular weight to 5,000 or more, the bending resistance of the cured film can be improved. In order to obtain an organic film with excellent mechanical properties, the weight average molecular weight is particularly preferably 20,000 or more. Further, the number average molecular weight (Mn) of the polyamideimide is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000. The molecular weight dispersity of the polyamideimide is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
- the upper limit of the degree of molecular weight dispersion of polyamideimide is not particularly determined, for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polyamideimide are within the above ranges.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyamideimides as one resin are each within the above ranges.
- the polyamide preferably contains a repeating unit represented by the above formula (PAI-1).
- Preferred embodiments of the repeating unit represented by formula (PAI-1) contained in the polyamide are the same as preferred embodiments of the repeating unit represented by formula (PAI-1) contained in the polyamide-imide precursor.
- the polyamide contains a repeating unit represented by the following formula (PA-1).
- R 118 is a trivalent organic group
- R 119 is a divalent organic group
- R 120 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group.
- R 118 includes the same groups as R 117 in formula (PAI-2) above.
- the following structures are particularly preferred.
- * represents a bonding site with two carboxy groups and a nitrogen atom in formula (PA-1), respectively.
- R 119 includes the same groups as R 111 in formula (PAI-2) above.
- the following structures are particularly preferred.
- each * represents a bonding site with two nitrogen atoms in formula (PA-1).
- hydrogen atoms in the ring structures in the following structures may be substituted.
- the substituent include an alkyl group (preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, or isobutyl group), a hydroxy group, and the like.
- Ph represents a phenyl group.
- X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 and X 8 are preferably -O-.
- R 119 has the following structure.
- R P1 each independently represents a single bond or an alkylene group, and each * represents a bonding site with two nitrogen atoms in formula (PA-1).
- Each R P1 independently is more preferably a single bond or an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.
- hydrogen atoms in the ring structures in the following structures may be substituted. Examples of the substituent include an alkyl group (preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, or isobutyl group) and the like.
- R 119 has the following structure.
- R P2 each independently represents an alkylene group
- R P3 each independently represents an alkylene group
- n1 represents an integer from 1 to 10
- R P4 represents an alkylene group
- R P5 each independently represents an alkylene group.
- R P6 each independently represents an alkyl group or a phenyl group
- n2 represents an integer from 1 to 40
- * each represents two nitrogen atoms in formula (PA-1) represents the binding site of R P2 is each independently preferably an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms.
- R P3 is each independently preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, more preferably an ethylene group or a propylene group, and even more preferably an ethylene group.
- n1 is preferably an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 3.
- R P4 is each independently preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, more preferably an ethylene group or a propylene group, and even more preferably an ethylene group.
- R P5 is each independently preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, even more preferably an ethylene group, a propylene group or a trimethylene group, and particularly preferably a trimethylene group.
- R P6 is each independently preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a phenyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, and even more preferably a methyl group or a phenyl group. More preferably, n2 is an integer from 1 to 20.
- R 120 is preferably a monovalent organic group, more preferably a group containing a radically polymerizable group, and is a group represented by the following formula (PR-1). It is even more preferable.
- the radically polymerizable group contained in R 120 is preferably a group having an ethylenically unsaturated bond, such as a vinyl group, an allyl group, an isoallyl group, a 2-methylallyl group, or a group having an aromatic ring directly bonded to a vinyl group (e.g.
- R P represents a group having a radically polymerizable group
- * represents a bonding site with the nitrogen atom in formula (PA-1).
- the main chain ends of polyamides may be capped with end-capping agents such as monoamines, acid anhydrides, monocarboxylic acids, mono-acid chloride compounds, and mono-active ester compounds. is preferred.
- end-capping agents such as monoamines, acid anhydrides, monocarboxylic acids, mono-acid chloride compounds, and mono-active ester compounds.
- Preferred embodiments of the terminal capping agent are the same as those for the above-mentioned polyimide.
- the polyamide may contain a repeating unit represented by the above formula (PA-1) in which the combination of R 118 , R 119 and R 120 is the same, or 2 repeating units in which the combination of R 118 , R 119 and R 120 is different. It may contain a repeating unit represented by the above formula (PA-1) containing more than one species. In addition to the repeating unit represented by the above formula (PA-1), the polyamide may also contain other types of repeating units. Other types of repeating units include the repeating unit represented by the above-mentioned formula (PAI-1).
- Polyamide is synthesized, for example, by the method described below, but the synthesis method is not limited thereto.
- a divalent carboxylic acid substituted with an amino group is reacted with a compound that reacts with the amino group, and the amino group in the divalent carboxylic acid is sealed with an organic group (preferably a group having a radically polymerizable group).
- a compound (hereinafter also referred to as "encapsulated body") is obtained.
- the compound that reacts with the amino group include acid chloride, isocyanate, and epoxy compounds. That is, by using these compounds having a radically polymerizable group as a compound that reacts with the above amino group, a sealed body having a radically polymerizable group can be obtained.
- polyamide can be obtained by polycondensing the above-mentioned sealant and diamine.
- the diamine a compound in which amino groups are bonded to both ends of R 119 in the above formula (PA-1) can be used.
- the weight average molecular weight (Mw) of the polyamide is preferably 5,000 to 70,000, more preferably 8,000 to 50,000, and even more preferably 10,000 to 30,000. By setting the weight average molecular weight to 5,000 or more, the bending resistance of the cured film can be improved. In order to obtain an organic film with excellent mechanical properties, the weight average molecular weight is particularly preferably 20,000 or more. Further, the number average molecular weight (Mn) of the polyamide is preferably 800 to 250,000, more preferably 2,000 to 50,000, and even more preferably 4,000 to 25,000. The molecular weight dispersity of the polyamide is preferably 1.5 or more, more preferably 1.8 or more, and even more preferably 2.0 or more.
- the upper limit of the degree of dispersion of the molecular weight of polyamide is not particularly determined, for example, it is preferably 7.0 or less, more preferably 6.5 or less, and even more preferably 6.0 or less.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion of at least one type of polyamide are within the above ranges.
- the weight average molecular weight, number average molecular weight, and degree of dispersion calculated from the plurality of types of polyamides as one resin are each within the above ranges.
- polyimide precursors can be obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine at low temperature, by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine at low temperature to obtain polyamic acid, and by using a condensing agent or an alkylating agent.
- a method of esterifying using a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol a method of obtaining a diester with a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then reacting it with a diamine in the presence of a condensing agent, a method of obtaining a diester with a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, The remaining dicarboxylic acid can then be acid-halogenated using a halogenating agent and reacted with a diamine.
- a method in which a diester is obtained from a tetracarboxylic dianhydride and an alcohol, and then the remaining dicarboxylic acid is acid-halogenated using a halogenating agent and reacted with a diamine is more preferable.
- the condensing agent include dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethoxycarbonyl-2-ethoxy-1,2-dihydroquinoline, 1,1-carbonyldioxy-di-1,2,3-benzotriazole, N, Examples include N'-disuccinimidyl carbonate and trifluoroacetic anhydride.
- alkylating agent examples include N,N-dimethylformamide dimethyl acetal, N,N-dimethylformamide diethyl acetal, N,N-dialkylformamide dialkyl acetal, trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, and the like.
- halogenating agent examples include thionyl chloride, oxalyl chloride, phosphorus oxychloride, and the like.
- an organic solvent In the method for producing polyimide precursors, etc., it is preferable to use an organic solvent during the reaction.
- the number of organic solvents may be one or two or more.
- the organic solvent can be determined as appropriate depending on the raw material, and examples include pyridine, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, ethyl propionate, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, ⁇ -butyrolactone, etc. is exemplified.
- a basic compound In the method for producing polyimide precursors, etc., it is preferable to add a basic compound during the reaction.
- One type of basic compound may be used, or two or more types may be used.
- the basic compound can be determined as appropriate depending on the raw material, but triethylamine, diisopropylethylamine, pyridine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene, N,N-dimethyl-4-amino Examples include pyridine.
- -Terminal sealing agent- In the production method of polyimide precursors, etc., in order to further improve storage stability, it is preferable to seal the carboxylic acid anhydride, acid anhydride derivative, or amino group remaining at the end of the resin such as the polyimide precursor.
- examples of the terminal capping agent include monoalcohol, phenol, thiol, thiophenol, monoamine, etc. From the viewpoint of their properties, it is more preferable to use monoalcohols, phenols, and monoamines.
- Preferred monoalcohol compounds include primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, furfuryl alcohol, and isopropanol. , 2-butanol, cyclohexyl alcohol, cyclopentanol, secondary alcohols such as 1-methoxy-2-propanol, and tertiary alcohols such as t-butyl alcohol and adamantane alcohol.
- primary alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, octanol, dodecinol, benzyl alcohol, 2-phenylethanol, 2-methoxyethanol, 2-chloromethanol, furfuryl alcohol, and isopropanol.
- 2-butanol cyclohexyl alcohol
- Preferred phenolic compounds include phenols such as phenol, methoxyphenol, methylphenol, naphthalen-1-ol, naphthalen-2-ol, and hydroxystyrene.
- Preferred monoamine compounds include aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 5-amino-8-hydroxyquinoline, 1-hydroxy-7-aminonaphthalene, 1-hydroxy-6- Aminonaphthalene, 1-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1-hydroxy-4-aminonaphthalene, 2-hydroxy-7-aminonaphthalene, 2-hydroxy-6-aminonaphthalene, 2-hydroxy-5-aminonaphthalene, 1- Carboxy-7-aminonaphthalene, 1-carboxy-6-aminonaphthalene, 1-carboxy-5-aminonaphthalene, 2-carboxy-7-aminonaphthalene, 2-carboxy-6-aminona
- sealing agents for amino groups include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid chlorides, carboxylic acid bromides, sulfonic acid chlorides, sulfonic anhydrides, and sulfonic acid carboxylic acid anhydrides, with carboxylic acid anhydrides and carboxylic acid chlorides being more preferred. preferable.
- Preferred carboxylic anhydride compounds include acetic anhydride, propionic anhydride, oxalic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, benzoic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, and the like.
- Preferred carboxylic acid chloride compounds include acetyl chloride, acrylic acid chloride, propionyl chloride, methacrylic acid chloride, pivaloyl chloride, cyclohexane carbonyl chloride, 2-ethylhexanoyl chloride, cinnamoyl chloride, and 1-adamantane carbonyl chloride. , heptafluorobutyryl chloride, stearic acid chloride, benzoyl chloride, and the like.
- the method for producing a polyimide precursor or the like may include a step of precipitating a solid. Specifically, after filtering off the water-absorbed by-products of the dehydration condensation agent coexisting in the reaction solution, the obtained product is added to a poor solvent such as water, aliphatic lower alcohol, or a mixture thereof.
- a polyimide precursor or the like can be obtained by depositing the polymer component as a solid and drying it. In order to improve the degree of purification, operations such as redissolving the polyimide precursor, reprecipitation, drying, etc. may be repeated.
- the method may include a step of removing ionic impurities using an ion exchange resin.
- the content of the specific resin 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 based on the total solid content of the resin composition. It is even more preferable that the amount is 50% by mass or more. Further, the content of the resin in the resin composition of the present invention is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, and 98% by mass or less based on the total solid content of the resin composition. % or less, even more preferably 97% by mass or less, even more preferably 95% by mass or less.
- the resin composition of the present invention may contain only one type of specific resin, or may contain two or more types of specific resin. When two or more types are included, it is preferable that the total amount falls within the above range.
- the resin composition of the present invention contains at least two types of resin.
- the resin composition of the present invention may contain a total of two or more types of specific resin and other resins described below, or may contain two or more types of specific resin, but may contain a specific resin. It is preferable to include two or more types.
- the resin composition of the present invention contains two or more specific resins, for example, two or more polyimides that are polyimide precursors and have different dianhydride-derived structures (R 115 in the above formula (2))
- a precursor is included.
- the resin composition of the present invention may contain the above-mentioned specific resin and another resin different from the specific resin (hereinafter also simply referred to as "other resin").
- Other resins include phenolic resin, polyamide, epoxy resin, polysiloxane, resin containing siloxane structure, (meth)acrylic resin, (meth)acrylamide resin, urethane resin, butyral resin, styryl resin, polyether resin, polyester resin. etc.
- phenolic resin polyamide
- epoxy resin polysiloxane
- resin containing siloxane structure phenolic resin, polyamide, epoxy resin, polysiloxane, resin containing siloxane structure
- a (meth)acrylic resin by further adding a (meth)acrylic resin, a resin composition with excellent coating properties can be obtained, and a pattern (
- a polymerizable group having a high polymerizable group value with a weight average molecular weight of 20,000 or less may be used instead of or in addition to the polymerizable compound described below.
- a polymerizable group having a high polymerizable group value with a weight average molecular weight of 20,000 or less for example, the molar amount of polymerizable groups contained in 1 g of resin
- a (meth)acrylic resin having a concentration of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 mol/g or more
- it is possible to improve the coating properties of the resin composition, the solvent resistance of the pattern (cured product), etc. can.
- the content of the other resins is preferably 0.01% by mass or more, and 0.05% by mass or more based on the total solid content of the resin composition. It is more preferably 1% by mass or more, even more preferably 2% by mass or more, even more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more. More preferred.
- the content of other resins in the resin composition of the present invention is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, and 70% by mass based on the total solid content of the resin composition. It is more preferably at most 60% by mass, even more preferably at most 50% by mass.
- the content of other resins may be low.
- the content of the other resin is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and 10% by mass or less based on the total solid content of the resin composition. is more preferable, even more preferably 5% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less.
- the lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
- the resin composition of the present invention may contain only one type of other resin, or may contain two or more types of other resins. When two or more types are included, it is preferable that the total amount falls within the above range.
- the resin composition of the present invention contains a solvent.
- the respective contents of N-methylpyrrolidone and ⁇ -butyrolactone are both 0.1% by mass or less based on the total mass of the resin composition.
- it is preferable that the respective contents of N-methylpyrrolidone and ⁇ -butyrolactone are both 0.1% by mass or less based on the total mass of the resin composition.
- the content of N-methylpyrrolidone based on the total mass of the resin composition of the present invention is preferably 0.05% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less.
- the lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
- the content of ⁇ -butyrolactone based on the total mass of the resin composition of the present invention is preferably 0.05% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less.
- the lower limit of the content is not particularly limited, and may be 0% by mass or more.
- the resin composition preferably contains ⁇ -valerolactone as the solvent.
- the resin composition contains ⁇ -valerolactone as the solvent.
- the content of ⁇ -valerolactone based on the total mass of the solvent contained in the resin composition of the present invention is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass or more. It is more preferably 75% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more.
- the upper limit of the content is not particularly limited, and may be 100% by mass or less. Further, in consideration of the solubility of the components contained in the resin composition such as the specific resin, it can also be set to 90% by mass or less.
- An embodiment further containing dimethyl sulfoxide as a solvent is also one of the preferred embodiments of the present invention.
- the solubility of components contained in a resin composition such as a specific resin can be increased by containing dimethyl sulfoxide.
- the content of dimethyl sulfoxide based on the total mass of the solvent contained in the resin composition of the present invention is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and preferably 15% by mass or more. More preferred.
- the upper limit is, for example, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, even more preferably 25% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less.
- the content of ⁇ -valerolactone is preferably 60 to 95% by mass based on the total amount of ⁇ -valerolactone and dimethyl sulfoxide. , more preferably 70 to 90% by mass.
- the total amount of ⁇ -valerolactone and dimethyl sulfoxide is preferably 80% by mass or more based on the total mass of the solvent contained in the resin composition. , more preferably 90% by mass or more.
- the upper limit of the content is not particularly limited, and may be 100% by mass or less.
- the resin composition of the present invention may further contain another solvent different from the above-mentioned ⁇ -valerolactone and dimethyl sulfoxide.
- solvents include compounds such as esters, ethers, ketones, cyclic hydrocarbons, sulfoxides, amides, ureas, and alcohols.
- esters include ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, hexyl acetate, amyl formate, isoamyl acetate, butyl propionate, isopropyl butyrate, ethyl butyrate, butyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, ⁇ -caprolactone. , ⁇ -valerolactone, alkyloxy acetate (e.g. methyl alkyloxy acetate, ethyl alkyloxy acetate, butyl alkyloxy acetate (e.g.
- 3-alkyloxypropionate alkyl esters for example, methyl 3-alkyloxypropionate, ethyl 3-alkyloxypropionate, etc.
- ethers include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene 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 dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol Suitable examples include monobutyl ether acetate
- Suitable ketones include, for example, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 3-methylcyclohexanone, levoglucosenone, dihydrolevoglucosenone, and the like.
- Suitable examples of cyclic hydrocarbons include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and anisole, and cyclic terpenes such as limonene.
- Amides include N-ethyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylisobutyramide, 3-methoxy-N,N- Preferred examples include dimethylpropionamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropionamide, N-formylmorpholine, and N-acetylmorpholine.
- Suitable ureas include N,N,N',N'-tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like.
- Alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethoxyethanol, Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, polypropylene glycol, tetraethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, Examples include ethylene glycol monophenyl ether, methylphenyl carbinol, n-amyl alcohol, methyl amyl alcohol, and diacetone alcohol.
- the content of the solvent is preferably such that the total solids concentration of the resin composition of the present invention is 5 to 80% by mass, and preferably 5 to 75% by mass. More preferably, the amount is 10 to 70% by mass, and even more preferably 20 to 70% by mass.
- the solvent content may be adjusted depending on the desired thickness of the coating and the application method. When two or more types of solvents are contained, it is preferable that the total amount is within the above range.
- the resin composition of the present invention preferably contains a polymerizable compound and a photopolymerization initiator. According to such an embodiment, for example, the resin composition of the present invention can be used as a negative photosensitive resin composition. Details of preferred embodiments of each compound will be described below.
- the resin composition of the present invention contains a polymerizable compound.
- the polymerizable compound include radical crosslinking agents and other crosslinking agents.
- the resin composition of the present invention contains a radical crosslinking agent.
- a radical crosslinking agent is a compound having a radically polymerizable group.
- the radically polymerizable group a group containing an ethylenically unsaturated bond is preferable.
- the group containing an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, a vinyl phenyl group, a (meth)acryloyl group, a maleimide group, and a (meth)acrylamide group.
- (meth)acryloyl group, (meth)acrylamide group, and vinylphenyl group are preferable, and from the viewpoint of reactivity, (meth)acryloyl group is more preferable.
- the radical crosslinking agent is preferably a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds, more preferably a compound having two or more ethylenically unsaturated bonds.
- the radical crosslinking agent may have three or more ethylenically unsaturated bonds.
- the compound having two or more ethylenically unsaturated bonds is preferably a compound having 2 to 15 ethylenically unsaturated bonds, more preferably a compound having 2 to 10 ethylenically unsaturated bonds, and more preferably a compound having 2 to 6 ethylenically unsaturated bonds. More preferred are compounds having the following.
- the resin composition of the present invention contains a compound having two ethylenically unsaturated bonds and a compound having three or more of the above ethylenically unsaturated bonds. It is also preferable.
- the molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 2,000 or less, more preferably 1,500 or less, and even more preferably 900 or less.
- the lower limit of the molecular weight of the radical crosslinking agent is preferably 100 or more.
- radical crosslinking agents include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), their esters, and amides. These are esters of saturated carboxylic acids and polyhydric alcohol compounds, and amides of unsaturated carboxylic acids and polyhydric amine compounds.
- addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxy groups, amino groups, and sulfanyl groups with monofunctional or polyfunctional isocyanates or epoxies, and monofunctional or polyfunctional A dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used.
- the radical crosslinking agent is also preferably a compound having a boiling point of 100°C or higher under normal pressure.
- Examples of the compound having a boiling point of 100° C. or higher under normal pressure include the compounds described in paragraph 0203 of International Publication No. 2021/112189. This content is incorporated herein.
- Preferred radical crosslinking agents other than those mentioned above include radically polymerizable compounds described in paragraphs 0204 to 0208 of International Publication No. 2021/112189. This content is incorporated herein.
- radical crosslinking agents examples include dipentaerythritol triacrylate (commercially available product: KAYARAD D-330 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipentaerythritol tetraacrylate (commercially available product: KAYARAD D-320 (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.) Co., Ltd.), A-TMMT (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.)), dipentaerythritol penta(meth)acrylate (commercially available products include KAYARAD D-310 (Nippon Kayaku Co., Ltd.)), dipenta Erythritol hexa(meth)acrylate (commercially available products are KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and A-DPH (manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)), and these (meth)acryloyl groups are ethylene glyco
- radical crosslinking agents include, for example, SR-494, which is a tetrafunctional acrylate with four ethyleneoxy chains, and SR-209, 231, and 239, which are difunctional methacrylates with four ethyleneoxy chains (all of which are sold by Sartomer Co., Ltd.). (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), DPCA-60, a hexafunctional acrylate with six pentyleneoxy chains, TPA-330, a trifunctional acrylate with three isobutyleneoxy chains (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and urethane oligomers.
- SR-494 which is a tetrafunctional acrylate with four ethyleneoxy chains
- SR-209, 231, and 239 which are difunctional methacrylates with four ethyleneoxy chains (all of which are sold by Sartomer Co., Ltd.).
- DPCA-60 a hexafunctional acrylate with six penty
- urethane acrylates as described in Japanese Patent Publication No. 48-041708, Japanese Patent Application Publication No. 51-037193, Japanese Patent Publication No. 02-032293, and Japanese Patent Publication No. 02-016765, Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in Japanese Patent Publication No. 58-049860, Japanese Patent Publication No. 56-017654, Japanese Patent Publication No. 62-039417, and Japanese Patent Publication No. 62-039418 are also suitable.
- radical crosslinking agent compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule, which are described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-01-105238, can also be used. can.
- the radical crosslinking agent may be a radical crosslinking agent having an acid group such as a carboxy group or a phosphoric acid group.
- the radical crosslinking agent having an acid group is preferably an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and the unreacted hydroxy group of the aliphatic polyhydroxy compound is reacted with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to form an acid group.
- a radical crosslinking agent having the following is more preferable.
- the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol or dipentaerythritol. It is a compound that is Commercially available products include, for example, polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd., such as M-510 and M-520.
- the acid value of the radical crosslinking agent having an acid group is preferably 0.1 to 300 mgKOH/g, more preferably 1 to 100 mgKOH/g. If the acid value of the radical crosslinking agent is within the above range, it will have excellent handling properties during production and excellent developability. Moreover, it has good polymerizability. The above acid value is measured in accordance with the description of JIS K 0070:1992.
- a radical crosslinking agent having at least one selected from the group consisting of a urea bond and a urethane bond (hereinafter also referred to as "crosslinking agent U") is also preferable.
- the crosslinking agent U may have only one urea bond or urethane bond, may have one or more urea bonds and one or more urethane bonds, or may have no urethane bond and two or more urethane bonds.
- the total number of urea bonds and urethane bonds in crosslinking agent U is 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and even more preferably 1 or 2.
- the number of urea bonds in the crosslinking agent U is 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and 1 or 2. is even more preferable.
- the number of urethane bonds in the crosslinking agent U is 1 or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, and 1 or 2. is even more preferable.
- the radical polymerizable group in the crosslinking agent U is not particularly limited, but examples include a vinyl group, an allyl group, a (meth)acryloyl group, a (meth)acryloxy group, a (meth)acrylamide group, a vinylphenyl group, a maleimide group, and the like.
- a (meth)acryloxy group, a (meth)acrylamide group, a vinylphenyl group, or a maleimide group is preferred, and a (meth)acryloxy group is more preferred.
- the crosslinking agent U has two or more radically polymerizable groups, the structures of each radically polymerizable group may be the same or different.
- the number of radically polymerizable groups in the crosslinking agent U may be only one or two or more, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, particularly preferably 1 to 4.
- the radically polymerizable group value (mass of compound per mole of radically polymerizable group) in crosslinking agent U is preferably 150 to 400 g/mol.
- the lower limit of the radically polymerizable group value is more preferably 200 g/mol or more, still more preferably 210 g/mol or more, and preferably 220 g/mol or more. More preferably, it is 230 g/mol or more, even more preferably 240 g/mol or more, and particularly preferably 250 g/mol or more.
- the upper limit of the radically polymerizable group value is more preferably 350 g/mol or less, still more preferably 330 g/mol or less, and particularly preferably 300 g/mol or less.
- the polymerizable group value of crosslinking agent U is preferably 210 to 400 g/mol, more preferably 220 to 400 g/mol.
- the crosslinking agent U preferably has a structure represented by the following formula (U-1), for example.
- R U1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group
- A is -O- or -NR N -
- R N is a hydrogen atom or a monovalent organic group
- Z U1 is an m-valent organic group
- Z U2 is an n+1-valent organic group
- X is a radically polymerizable group
- n is an integer of 1 or more
- m is an integer of 1 or more.
- R U1 is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom.
- R N is preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom.
- the hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 18 or less carbon atoms, and still more preferably a hydrocarbon group having 16 or less carbon atoms.
- Examples of the hydrocarbon group include a saturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group represented by a bond thereof.
- R N represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and even more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
- Examples of the hydrocarbon group include those listed in Z U1 , and preferred embodiments are also the same.
- X is not particularly limited, but examples include vinyl group, allyl group, (meth)acryloyl group, (meth)acryloxy group, (meth)acrylamide group, vinylphenyl group, maleimide group, etc. )
- An acrylamide group, a vinylphenyl group, or a maleimide group is preferable, and a (meth)acryloxy group is more preferable.
- n is preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 4, even more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
- m is preferably an integer of 1 to 10, more preferably an integer of 1 to 4, and even more preferably 1 or 2.
- the crosslinking agent U has at least one of a hydroxy group, an alkyleneoxy group, an amide group, and a cyano group.
- the hydroxy group may be an alcoholic hydroxy group or a phenolic hydroxy group, but is preferably an alcoholic hydroxy group.
- the alkyleneoxy group is preferably an alkyleneoxy group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyleneoxy group having 2 to 10 carbon atoms, and an alkyleneoxy group having 2 to 4 carbon atoms.
- the alkyleneoxy group may be included in the crosslinking agent U as a polyalkyleneoxy group.
- the number of repeating alkyleneoxy groups is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 6.
- R N is as described above.
- R represents a hydrogen atom or a monovalent substituent, preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and more preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aromatic hydrocarbon group.
- the crosslinking agent U has two or more structures selected from the group consisting of a hydroxy group, an alkyleneoxy group (a polyalkyleneoxy group when forming a polyalkyleneoxy group), an amide group, and a cyano group in its molecule. Although it may have one, it is also preferable to have only one in the molecule.
- the above-mentioned hydroxy group, alkyleneoxy group, amide group, and cyano group may be present in any position of the crosslinking agent U, but from the viewpoint of chemical resistance, the crosslinking agent U should include the above-mentioned hydroxy group, alkyleneoxy group, At least one selected from the group consisting of an amide group and a cyano group and at least one radically polymerizable group contained in the crosslinking agent U are a linking group containing a urea bond or a urethane bond (hereinafter referred to as "linking group L2-1 ) is also preferable.
- linking group L2-1 a linking group containing a urea bond or a urethane bond
- the crosslinking agent U contains only one radically polymerizable group
- an alkyleneoxy group (However, when constituting a polyalkyleneoxy group, a polyalkyleneoxy group) and has the above linking group L2-1 or the above linking group L2-2, an alkyleneoxy group (However, when constituting a polyalkyleneoxy group, the structure bonded to the side opposite to the connecting group L2-1 or the connecting group L2-2 is not particularly limited, but may be a hydrocarbon group, A group represented by a radically polymerizable group or a combination thereof is preferred.
- the hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 18 or less carbon atoms, and still more preferably a hydrocarbon group having 16 or less carbon atoms.
- hydrocarbon group examples include a saturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and a group represented by a bond thereof.
- preferred embodiments of the radically polymerizable group are the same as those of the radically polymerizable group in the above-mentioned crosslinking agent U.
- the crosslinking agent U contains an amide group and has the above linking group L2-1 or the above linking group L2-2, it binds to the side of the amide group opposite to the linking group L2-1 or the linking group L2-2.
- the structure is not particularly limited, a group represented by a hydrocarbon group, a radically polymerizable group, or a combination thereof is preferable.
- the above-mentioned hydrocarbon group is preferably a hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 18 or less carbon atoms, and still more preferably a hydrocarbon group having 16 or less carbon atoms.
- examples of the hydrocarbon group include a saturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a group represented by a bond thereof.
- Preferred embodiments of the radically polymerizable group are the same as those of the radically polymerizable group in the above-mentioned crosslinking agent U.
- the carbon atom side of the amide group may be bonded to the linking group L2-1 or the linking group L2-2, or the nitrogen atom side of the amide group may be bonded to the linking group L2-1 or the linking group L2-2.
- the crosslinking agent U has a hydroxyl group.
- the crosslinking agent U preferably contains an aromatic group from the viewpoint of compatibility with the specific resin. It is preferable that the aromatic group is directly bonded to a urea bond or a urethane bond contained in the crosslinking agent U. When the crosslinking agent U contains two or more urea bonds or urethane bonds, it is preferable that one of the urea bonds or urethane bonds is directly bonded to the aromatic group.
- the aromatic group may be an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group, or a structure in which these groups form a condensed ring, but it is preferably an aromatic hydrocarbon group.
- the above-mentioned aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, in which two or more hydrogen atoms are removed from the benzene ring structure. More preferred are groups.
- the aromatic heterocyclic group is preferably a 5-membered or 6-membered aromatic heterocyclic group.
- aromatic heterocycle in such an aromatic heterocyclic group examples include pyrrole, imidazole, triazole, tetrazole, pyrazole, furan, thiophene, oxazole, isoxazole, thiazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, etc. . These rings may be further fused with other rings such as indole and benzimidazole.
- the heteroatom contained in the aromatic heterocyclic group is preferably a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom.
- the aromatic group is, for example, a linking group that connects two or more radically polymerizable groups and includes a urea bond or a urethane bond, or a linking group selected from the group consisting of the above-mentioned hydroxy group, alkyleneoxy group, amide group, and cyano group. and at least one radically polymerizable group contained in the crosslinking agent U.
- the number of atoms (linked chain length) between the urea bond or urethane bond and the radically polymerizable group in the crosslinking agent U is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 2 to 20, More preferably, it is 2 to 10.
- the crosslinking agent U contains two or more urea bonds or urethane bonds in total, two or more radically polymerizable groups, or two or more urea bonds or urethane bonds and two or more radically polymerizable groups.
- the minimum number of atoms (linked chain length) between the urea bond or urethane bond and the radically polymerizable group is within the above range.
- the number of atoms between the urea bond or urethane bond and the polymerizable group refers to the number of atoms on the path connecting two atoms or atomic groups to be linked. , refers to the shortest connection (minimum number of atoms) that connects these connected objects.
- the number of atoms (linked chain length) between the urea bond and the radically polymerizable group (methacryloyloxy group) is two.
- the crosslinking agent U is a compound having a structure without an axis of symmetry.
- the crosslinking agent U does not have an axis of symmetry, it means that it does not have an axis that produces molecules identical to the original molecule by rotating the entire compound, and is a left-right asymmetric compound.
- the structural formula of crosslinking agent U is written on paper, the fact that crosslinking agent U does not have an axis of symmetry means that the structural formula of crosslinking agent U cannot be written in a form that has an axis of symmetry. say. It is thought that since the crosslinking agent U does not have an axis of symmetry, aggregation of the crosslinking agents U is suppressed in the composition film.
- the molecular weight of the crosslinking agent U is preferably from 100 to 2,000, preferably from 150 to 1,500, and more preferably from 200 to 900.
- the method for producing crosslinking agent U is not particularly limited, but, for example, it can be obtained by reacting a radically polymerizable compound and a compound having an isocyanate group with a compound having at least one of a hydroxy group or an amino group.
- crosslinking agent U Specific examples of the crosslinking agent U are shown below, but the crosslinking agent U is not limited thereto.
- bifunctional methacrylate or acrylate as the resin composition from the viewpoint of pattern resolution and film stretchability.
- Specific compounds include triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, PEG (polyethylene glycol) 200 diacrylate, PEG 200 dimethacrylate, PEG 600 diacrylate, and PEG 600 diacrylate.
- PEG200 diacrylate refers to polyethylene glycol diacrylate in which the formula weight of polyethylene glycol chains is about 200.
- a monofunctional radical crosslinking agent can be preferably used as the radical crosslinking agent from the viewpoint of suppressing warpage of the pattern (cured product).
- monofunctional radical crosslinking agents include n-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, carbitol (meth)acrylate, and cyclohexyl (meth)acrylate.
- acrylate benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, N-methylol (meth)acrylamide, glycidyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, etc.
- Acrylic acid derivatives, N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, allyl glycidyl ether, and the like are preferably used.
- the monofunctional radical crosslinking agent a compound having a boiling point of 100° C. or higher at normal pressure is also preferred in order to suppress volatilization before exposure.
- examples of the radical crosslinking agent having two or more functionalities include allyl compounds such as diallyl phthalate and triallyl trimellitate.
- the content of the radical crosslinking agent is preferably more than 0% by mass and 60% by mass or less based on the total solid content of the resin composition.
- the lower limit is more preferably 5% by mass or more.
- the upper limit is more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.
- One type of radical crosslinking agent may be used alone, or a mixture of two or more types may be used. When two or more types are used together, it is preferable that the total amount falls within the above range.
- the resin composition of the present invention contains another crosslinking agent different from the above-mentioned radical crosslinking agent.
- Other crosslinking agents refer to crosslinking agents other than the above-mentioned radical crosslinking agents, and the above-mentioned photoacid generators or photobase generators are photosensitive to other compounds in the composition or their reaction products.
- the compound has a plurality of groups in its molecule that promote the reaction of forming a covalent bond between the compounds, and the reaction of forming a covalent bond with other compounds in the composition or the reaction products thereof is preferably Compounds having a plurality of groups in the molecule that are promoted by the action of acids or bases are preferred.
- the acid or base is preferably an acid or base generated from a photoacid generator or a photobase generator in the exposure step.
- the other crosslinking agent is preferably a compound having at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, an ethylol group, and an alkoxymethyl group.
- a compound having a structure in which at least one group selected from the group consisting of groups is directly bonded to a nitrogen atom is more preferable.
- crosslinking agents include, for example, reacting an amino group-containing compound such as melamine, glycoluril, urea, alkylene urea, benzoguanamine with formaldehyde or formaldehyde and alcohol to convert the hydrogen atom of the amino group into an acyloxymethyl group, methylol group, etc.
- Examples include compounds having a structure substituted with an ethylol group or an alkoxymethyl group.
- the method for producing these compounds is not particularly limited, and any compound having the same structure as the compound produced by the above method may be used. An oligomer formed by self-condensation of the methylol groups of these compounds may also be used.
- a crosslinking agent using melamine is a melamine crosslinking agent
- a crosslinking agent using glycoluril, urea or alkylene urea is a urea crosslinking agent
- a crosslinking agent using alkylene urea is an alkylene urea crosslinking agent.
- a crosslinking agent using benzoguanamine is called a benzoguanamine-based crosslinking agent.
- the resin composition of the present invention preferably contains at least one compound selected from the group consisting of a urea-based crosslinking agent and a melamine-based crosslinking agent, and includes a glycoluril-based crosslinking agent and a melamine-based crosslinking agent described below. More preferably, it contains at least one compound selected from the group consisting of agents.
- the compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group has an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group substituted directly on an aromatic group, a nitrogen atom of the urea structure shown below, or on a triazine.
- Examples of the structure include the following compounds.
- the alkoxymethyl group or acyloxymethyl group possessed by the above compound preferably has 2 to 5 carbon atoms, preferably 2 or 3 carbon atoms, and more preferably 2 carbon atoms.
- the total number of alkoxymethyl groups and acyloxymethyl groups possessed by the above compound is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 8, particularly preferably 3 to 6.
- the molecular weight of the above compound is preferably 1,500 or less, more preferably from 180 to 1,200.
- R 100 represents an alkyl group or an acyl group.
- R 101 and R 102 each independently represent a monovalent organic group, and may be bonded to each other to form a ring.
- Examples of compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted with an aromatic group include compounds represented by the following general formula.
- R 4 is each independently, It represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
- R 5 represents a group that is eliminated by the action of an acid.
- R 105 each independently represents an alkyl group or an alkenyl group
- a, b and c each independently represent 1 to 3
- d represents 0 to 4
- e represents 0 to 3
- f represents 0 to 3.
- a+d is 5 or less
- b+e is 4 or less
- c+f is 4 or less.
- R 5 in a group that decomposes under the action of an acid to produce an alkali-soluble group a group that leaves under the action of an acid, and a group represented by -C(R 4 ) 2 COOR 5 , for example, -C(R 36 )(R 37 )(R 38 ), -C(R 36 )(R 37 )(OR 39 ), and -C(R 01 )(R 02 )(OR 39 ).
- R 36 to R 39 each independently represent an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.
- R 36 and R 37 may be combined with each other to form a ring.
- the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
- the alkyl group may be linear or branched.
- the above-mentioned cycloalkyl group is preferably a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, more preferably a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms.
- the above cycloalkyl group may have a monocyclic structure or a polycyclic structure such as a condensed ring.
- the above aryl group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably a phenyl group.
- the aralkyl group is preferably an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, more preferably an aralkyl group having 7 to 16 carbon atoms.
- the above aralkyl group is intended to be an aryl group substituted with an alkyl group, and the preferred embodiments of these alkyl groups and aryl groups are the same as the preferred embodiments of the alkyl group and aryl group described above.
- the above alkenyl group is preferably an alkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, more preferably an alkenyl group having 3 to 16 carbon atoms. These groups may further have known substituents.
- R 01 and R 02 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an alkenyl group.
- Preferable examples of the group that decomposes under the action of an acid to produce an alkali-soluble group, or the group that leaves the group under the action of an acid include a tertiary alkyl ester group, an acetal group, a cumyl ester group, and an enol ester group. More preferred are tertiary alkyl ester groups and acetal groups.
- the compound having at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, an ethylol group, and an alkoxymethyl group may include at least one group selected from the group consisting of a urea bond and a urethane bond.
- Compounds having the following are also preferred.
- a preferred embodiment of the above compound is the above-mentioned crosslinked compound, except that the polymerizable group is not a radically polymerizable group but is at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, an ethylol group, and an alkoxymethyl group. This is the same as the preferred embodiment of agent U.
- the compound having at least one group selected from the group consisting of an acyloxymethyl group, a methylol group, and an ethylol group include the following structures.
- Examples of the compound having an acyloxymethyl group include the following compounds in which the alkoxymethyl group is changed to an acyloxymethyl group.
- Compounds having an alkoxymethyl group or acyloxymethyl in the molecule include, but are not limited to, the following compounds.
- the compound containing at least one of an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group a commercially available compound may be used, or a compound synthesized by a known method may be used. From the viewpoint of heat resistance, compounds in which an alkoxymethyl group or an acyloxymethyl group is directly substituted on an aromatic ring or triazine ring are preferred.
- melamine-based crosslinking agents include hexamethoxymethylmelamine, hexaethoxymethylmelamine, hexapropoxymethylmelamine, hexabutoxybutylmelamine, and the like.
- urea-based crosslinking agents include monohydroxymethylated glycoluril, dihydroxymethylated glycoluril, trihydroxymethylated glycoluril, tetrahydroxymethylated glycoluril, monomethoxymethylated glycoluril, and dimethoxymethylated glycoluril.
- uril trimethoxymethylated glycoluril, tetramethoxymethylated glycoluril, monoethoxymethylated glycoluril, diethoxymethylated glycoluril, triethoxymethylated glycoluril, tetraethoxymethylated glycoluril, monopropoxymethylated glycoluril , dipropoxymethylated glycoluril, tripropoxymethylated glycoluril, tetrapropoxymethylated glycoluril, monobutoxymethylated glycoluril, dibutoxymethylated glycoluril, tributoxymethylated glycoluril, or tetrabutoxymethylated glycoluril
- Glycoluril crosslinking agents such as uril, Urea-based crosslinking agents such as bismethoxymethylurea, bisethoxymethylurea, bispropoxymethylurea, bisbutoxymethylurea, Monohydroxymethylated ethyleneurea or dihydroxymethylated ethyleneurea, monomethoxymethylated ethyleneurea, dimethoxymethylated
- benzoguanamine-based crosslinking agents include monohydroxymethylated benzoguanamine, dihydroxymethylated benzoguanamine, trihydroxymethylated benzoguanamine, tetrahydroxymethylated benzoguanamine, monomethoxymethylated benzoguanamine, dimethoxymethylated benzoguanamine, and trimethoxymethylated benzoguanamine.
- tetramethoxymethylated benzoguanamine monoethoxymethylated benzoguanamine, diethoxymethylated benzoguanamine, triethoxymethylated benzoguanamine, tetraethoxymethylated benzoguanamine, monopropoxymethylated benzoguanamine, dipropoxymethylated benzoguanamine, tripropoxymethylated benzoguanamine, tetra Examples include propoxymethylated benzoguanamine, monobutoxymethylated benzoguanamine, dibutoxymethylated benzoguanamine, tributoxymethylated benzoguanamine, and tetrabutoxymethylated benzoguanamine.
- a compound having at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group at least one group selected from the group consisting of a methylol group and an alkoxymethyl group is added to an aromatic ring (preferably a benzene ring).
- aromatic ring preferably a benzene ring
- compounds in which species groups are directly bonded are also preferably used. Specific examples of such compounds include benzenedimethanol, bis(hydroxymethyl)cresol, bis(hydroxymethyl)dimethoxybenzene, bis(hydroxymethyl)diphenyl ether, bis(hydroxymethyl)benzophenone, and hydroxymethylphenyl hydroxymethylbenzoate.
- suitable commercial products include 46DMOC, 46DMOEP (manufactured by Asahi Yokuzai Kogyo Co., Ltd.), DML-PC, DML-PEP, DML-OC, and DML-OEP.
- the resin composition of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of an epoxy compound, an oxetane compound, and a benzoxazine compound as another crosslinking agent.
- Epoxy compounds compounds with epoxy groups
- the epoxy compound is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule. Epoxy groups undergo a crosslinking reaction at temperatures below 200° C., and no dehydration reaction due to crosslinking occurs, so membrane shrinkage is less likely to occur. Therefore, containing an epoxy compound is effective in curing the resin composition at low temperatures and suppressing warpage.
- the epoxy compound contains a polyethylene oxide group. This further reduces the elastic modulus and suppresses warping.
- the polyethylene oxide group means one in which the number of ethylene oxide repeating units is 2 or more, and the number of repeating units is preferably 2 to 15.
- epoxy compounds include bisphenol A type epoxy resin; bisphenol F type epoxy resin; propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, butylene glycol diglycidyl ether, and hexamethylene glycol diglycidyl ether.
- alkylene glycol type epoxy resin or polyhydric alcohol hydrocarbon type epoxy resin such as trimethylolpropane triglycidyl ether
- polyalkylene glycol type epoxy resin such as polypropylene glycol diglycidyl ether
- epoxy group such as polymethyl (glycidyloxypropyl) siloxane Examples include, but are not limited to, silicone containing silicone.
- n is an integer of 1 to 5
- m is an integer of 1 to 20.
- n is preferably 1 to 2 and m is preferably 3 to 7 in order to achieve both heat resistance and elongation improvement.
- Oxetane compounds include compounds having two or more oxetane rings in one molecule, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 1,4-bis ⁇ [(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl ⁇ benzene, Examples include 3-ethyl-3-(2-ethylhexylmethyl)oxetane and 1,4-benzenedicarboxylic acid-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]ester.
- the Aronoxetane series (for example, OXT-121, OXT-221) manufactured by Toagosei Co., Ltd. can be suitably used, and these may be used alone or in combination of two or more. good.
- a benzoxazine compound (compound having benzoxazolyl group)- A benzoxazine compound is preferable because it does not generate outgassing during curing due to a crosslinking reaction derived from a ring-opening addition reaction, and furthermore, it reduces thermal shrinkage and suppresses the occurrence of warping.
- benzoxazine compounds include P-d type benzoxazine, F-a type benzoxazine (trade name, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), benzoxazine adduct of polyhydroxystyrene resin, and phenol novolak type dihydrobenzo. Examples include oxazine compounds. These may be used alone or in combination of two or more.
- the content of other crosslinking agents is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, and 0.5 to 15% by mass based on the total solid content of the resin composition. It is more preferably 1.0 to 10% by weight, particularly preferably 1.0 to 10% by weight. Only one type of other crosslinking agent may be contained, or two or more types of other crosslinking agents may be contained. When two or more types of other crosslinking agents are contained, it is preferable that the total amount is within the above range.
- the resin composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
- the polymerization initiator may be a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator, but it is particularly preferable to include a photopolymerization initiator.
- the photopolymerization initiator is preferably a radical photopolymerization initiator.
- the radical photopolymerization initiator is not particularly limited and can be appropriately selected from known radical photopolymerization initiators. For example, a photoradical polymerization initiator that is sensitive to light in the ultraviolet to visible range is preferred. Alternatively, it may be an activator that acts with a photoexcited sensitizer to generate active radicals.
- the photoradical polymerization initiator contains at least one compound having a molar absorption coefficient of at least about 50 L ⁇ mol ⁇ 1 ⁇ cm ⁇ 1 within the wavelength range of about 240 to 800 nm (preferably 330 to 500 nm). It is preferable.
- the molar extinction coefficient of a compound can be measured using a known method. For example, it is preferable to measure at a concentration of 0.01 g/L using an ethyl acetate solvent with an ultraviolet-visible spectrophotometer (Cary-5 spectrophotometer manufactured by Varian).
- any known compound can be used.
- 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.
- ketone compound examples include compounds described in paragraph 0087 of JP-A-2015-087611, the contents of which are incorporated herein.
- Kayacure-DETX-S manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. is also suitably used.
- a hydroxyacetophenone compound, an aminoacetophenone compound, and an acylphosphine compound can be suitably used as the photoradical polymerization initiator. More specifically, for example, the aminoacetophenone-based initiator described in JP-A-10-291969 and the acylphosphine oxide-based initiator described in Japanese Patent No. 4225898 can be used, the content of which is herein incorporated by reference. Incorporated.
- ⁇ -hydroxyketone initiators examples include Omnirad 184, Omnirad 1173, Omnirad 2959, Omnirad 127 (manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 184 (IRGACURE is a registered trademark), DA ROCUR 1173, IRGACURE 500, IRGACURE -2959 and IRGACURE 127 (manufactured by BASF) can be used.
- ⁇ -aminoketone initiators examples include Omnirad 907, Omnirad 369, Omnirad 369E, Omnirad 379EG (manufactured by IGM Resins B.V.), IRGACURE 907, IRGACURE 369. , and IRGACURE 379 (manufactured by BASF) can be used.
- aminoacetophenone initiator the acylphosphine oxide initiator, and the metallocene compound, for example, the compounds described in paragraphs 0161 to 0163 of International Publication No. 2021/112189 can also be suitably used. This content is incorporated herein.
- photoradical polymerization initiator include oxime compounds.
- an oxime compound By using an oxime compound, it becomes possible to improve exposure latitude more effectively.
- Oxime compounds are particularly preferred because they have a wide exposure latitude (exposure margin) and also act as photocuring accelerators.
- oxime compounds include compounds described in JP-A-2001-233842, compounds described in JP-A 2000-080068, compounds described in JP-A 2006-342166, J. C. S. Perkin II (1979, pp. 1653-1660); C. S. Compounds described in Perkin II (1979, pp. 156-162), compounds described in Journal of Photopolymer Science and Technology (1995, pp. 202-232), JP-A-2000-0 Compounds described in Publication No. 66385, Compounds described in Japanese Patent Publication No. 2004-534797, compounds described in Japanese Patent Application Publication No. 2017-019766, compounds described in Patent No. 6065596, compounds described in International Publication No. 2015/152153, International Publication No.
- Preferred oxime compounds include, for example, compounds with the following structures, 3-(benzoyloxy(imino))butan-2-one, 3-(acetoxy(imino))butan-2-one, 3-(propionyloxy( imino))butan-2-one, 2-(acetoxy(imino))pentan-3-one, 2-(acetoxy(imino))-1-phenylpropan-1-one, 2-(benzoyloxy(imino)) -1-phenylpropan-1-one, 3-((4-toluenesulfonyloxy)imino)butan-2-one, and 2-(ethoxycarbonyloxy(imino))-1-phenylpropan-1-one, etc.
- an oxime compound as a photoradical polymerization initiator.
- oxime compounds include IRGACURE OXE 01, IRGACURE OXE 02, IRGACURE OXE 03, IRGACURE OXE 04 (manufactured by BASF), and ADEKA Optomer N-1919 (manufactured by ADEKA Corporation, JP-A-2012-014052).
- Examples of the photoradical polymerization initiator include oxime compounds having a fluorene ring described in paragraphs 0169 to 0171 of International Publication No. 2021/112189, and oximes having a skeleton in which at least one benzene ring of a carbazole ring is a naphthalene ring.
- Compounds, oxime compounds having a fluorine atom can also be used.
- oxime compounds having a nitro group, oxime compounds having a benzofuran skeleton, and oxime compounds having a substituent having a hydroxy group bonded to a carbazole skeleton described in paragraphs 0208 to 0210 of International Publication No. 2021/020359 can also be used. . Their contents are incorporated herein.
- oxime compound OX an oxime compound having an aromatic ring group Ar OX1 (hereinafter also referred to as oxime compound OX) in which an electron-withdrawing group is introduced into the aromatic ring.
- Examples of the electron-withdrawing group possessed by the aromatic ring group Ar OX1 include an acyl group, a nitro group, a trifluoromethyl group, an alkylsulfinyl group, an arylsulfinyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, and a cyano group,
- An acyl group and a nitro group are preferred, an acyl group is more preferred because a film with excellent light resistance can be easily formed, and a benzoyl group is even more preferred.
- the benzoyl group may have a substituent.
- substituents include halogen atoms, cyano groups, nitro groups, hydroxy groups, alkyl groups, alkoxy groups, aryl groups, aryloxy groups, heterocyclic groups, heterocyclic oxy groups, alkenyl groups, alkylsulfanyl groups, arylsulfanyl groups, It is preferably an acyl group or an amino group, and more preferably an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a heterocyclicoxy group, an alkylsulfanyl group, an arylsulfanyl group, or an amino group. More preferably, it is a sulfanyl group or an amino group.
- the oxime compound OX is preferably at least one selected from a compound represented by formula (OX1) and a compound represented by formula (OX2), and more preferably a compound represented by formula (OX2). preferable.
- R X3 to R X14 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. However, at least one of R X10 to R X14 is an electron-withdrawing group.
- R X12 is preferably an electron-withdrawing group
- R X10 , R X11 , R X13 , and R X14 are preferably hydrogen atoms.
- oxime compound OX examples include compounds described in paragraph numbers 0083 to 0105 of Japanese Patent No. 4,600,600, the contents of which are incorporated herein.
- Particularly preferable oxime compounds include oxime compounds having a specific substituent group as shown in JP-A No. 2007-269779, and oxime compounds having a thioaryl group as shown in JP-A No. 2009-191061. Incorporated herein.
- photoradical polymerization initiators include trihalomethyltriazine compounds, benzyl dimethyl ketal compounds, ⁇ -hydroxyketone compounds, ⁇ -aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime compounds, and triaryl compounds. selected from the group consisting of imidazole dimers, onium salt compounds, benzothiazole compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and salts thereof, halomethyloxadiazole compounds, and 3-aryl substituted coumarin compounds.
- Compounds such as
- the photoradical polymerization initiator is a trihalomethyltriazine compound, an ⁇ -aminoketone compound, an acylphosphine compound, a phosphine oxide compound, a metallocene compound, an oxime compound, a triarylimidazole dimer, an onium salt compound, a benzophenone compound, an acetophenone compound, At least one compound selected from the group consisting of trihalomethyltriazine compounds, ⁇ -aminoketone compounds, metallocene compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, and benzophenone compounds is more preferred, and metallocene compounds or oxime compounds are even more preferred.
- a difunctional, trifunctional or more functional photoradical polymerization initiator may be used as the photoradical polymerization initiator.
- a radical photopolymerization initiator two or more radicals are generated from one molecule of the radical photopolymerization initiator, so that good sensitivity can be obtained.
- the crystallinity decreases and the solubility in solvents improves, making it difficult to precipitate over time, thereby improving the stability of the resin composition over time.
- Specific examples of bifunctional or trifunctional or more functional photoradical polymerization initiators include those listed in Japanese Patent Publication No. 2010-527339, Japanese Patent Publication No. 2011-524436, International Publication No.
- the resin composition contains a photopolymerization initiator
- its content is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, and 0.5% by mass based on the total solid content of the resin composition. It is more preferably from 1.0 to 10% by weight, and even more preferably from 1.0 to 10% by weight.
- the photopolymerization initiator may contain only one type, or may contain two or more types. When containing two or more types of photopolymerization initiators, it is preferable that the total amount is within the above range. Note that since the photopolymerization initiator may also function as a thermal polymerization initiator, crosslinking by the photopolymerization initiator may be further promoted by heating with an oven, a hot plate, or the like.
- the resin composition may contain a sensitizer.
- a sensitizer absorbs specific actinic radiation and becomes electronically excited.
- the sensitizer in an electronically excited state comes into contact with a thermal radical polymerization initiator, a photoradical polymerization initiator, etc., and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur.
- the thermal radical polymerization initiator and the photo radical polymerization initiator undergo a chemical change and are decomposed to generate radicals, acids, or bases.
- Usable sensitizers include benzophenone series, Michler's ketone series, coumarin series, pyrazole azo series, anilinoazo series, triphenylmethane series, anthraquinone series, anthracene series, anthrapyridone series, benzylidene series, oxonol series, and pyrazolotriazole azo series.
- pyridone azo type cyanine type, phenothiazine type, pyrrolopyrazole azomethine type, xanthene type, phthalocyanine type, benzopyran type, indigo type and the like can be used.
- sensitizer examples include Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal) Cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, p-dimethylaminocinnamyl Denindanone, p-dimethylaminobenzylideneindanone, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)-benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)iso Naphthothiazole, 1,3-
- the content of the sensitizer is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 15% by mass, based on the total solid content of the resin composition. More preferably 0.5 to 10% by mass.
- the sensitizers may be used alone or in combination of two or more.
- the resin composition of the present invention may contain a chain transfer agent.
- Chain transfer agents are defined, for example, in the Polymer Dictionary, 3rd edition (edited by the Society of Polymer Science and Technology, 2005), pages 683-684.
- Examples of chain transfer agents include compounds having -S-S-, -SO 2 -S-, -N-O-, SH, PH, SiH, and GeH in the molecule, and RAFT (Reversible Addition Fragmentation chain Transfer).
- Dithiobenzoate, trithiocarbonate, dithiocarbamate, xanthate compounds and the like having a thiocarbonylthio group used in polymerization are used. These can generate radicals by donating hydrogen to low-activity radicals, or can generate radicals by being oxidized and then deprotonated.
- thiol compounds can be preferably used.
- the content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, and 0.1 to 10 parts by mass based on 100 parts by mass of the total solid content of the resin composition. More preferably, 0.5 to 5 parts by mass is even more preferred.
- the number of chain transfer agents may be one, or two or more. When there are two or more types of chain transfer agents, it is preferable that the total is within the above range.
- the resin composition of the present invention may also contain a base generator.
- the base generator is a compound that can generate a base by physical or chemical action.
- Preferred base generators include thermal base generators and photobase generators.
- the resin composition contains a base generator.
- the resin composition contains a thermal base generator, the cyclization reaction of the precursor can be promoted by heating, for example, and the cured product has good mechanical properties and chemical resistance. The performance as an interlayer insulating film for wiring layers is improved.
- the base generator may be an ionic base generator or a nonionic base generator. Examples of the base generated from the base generator include secondary amines and tertiary amines.
- the base generator is not particularly limited, and any known base generator can be used.
- Known base generators include, for example, carbamoyloxime compounds, carbamoylhydroxylamine compounds, carbamic acid compounds, formamide compounds, acetamide compounds, carbamate compounds, benzyl carbamate compounds, nitrobenzyl carbamate compounds, sulfonamide compounds, imidazole derivative compounds, and amine imides. compounds, pyridine derivative compounds, ⁇ -aminoacetophenone derivative compounds, quaternary ammonium salt derivative compounds, iminium salts, pyridinium salts, ⁇ -lactone ring derivative compounds, amine imide compounds, phthalimide derivative compounds, acyloxyimino compounds, and the like.
- Specific examples of the nonionic base generator include compounds represented by formula (B1), formula (B2), or formula (B3).
- Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 each independently represent an organic group having no tertiary amine structure, a halogen atom or a hydrogen atom. However, Rb 1 and Rb 2 do not become hydrogen atoms at the same time. Further, none of Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 has a carboxy group.
- the tertiary amine structure refers to a structure in which all three bonds of a trivalent nitrogen atom are covalently bonded to a carbon atom of a hydrocarbon group. Therefore, when the carbon atom bonded to the trivalent nitrogen atom is a carbon atom constituting a carbonyl group, that is, when it forms an amide group with the nitrogen atom, it is not a tertiary amine structure.
- Rb 1 , Rb 2 and Rb 3 preferably contains a cyclic structure, and more preferably at least two of them contain a cyclic structure.
- the cyclic structure may be either a single ring or a condensed ring, and preferably a monocycle or a condensed ring in which two monocycles are condensed.
- the monocyclic ring is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, more preferably a 6-membered ring.
- the monocyclic ring is preferably a cyclohexane ring or a benzene ring, and more preferably a cyclohexane ring.
- Rb 1 and Rb 2 are a hydrogen atom, an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, even more preferably 3 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 24 carbon atoms). , more preferably 2 to 18, still more preferably 3 to 12), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, even more preferably 6 to 10 carbon atoms), or an arylalkyl group (carbon atoms 7 -25 is preferred, 7-19 is more preferred, and 7-12 is even more preferred). These groups may have a substituent.
- Rb 1 and Rb 2 may be bonded to each other to form a ring.
- the ring formed is preferably a 4- to 7-membered nitrogen-containing heterocycle.
- Rb 1 and Rb 2 are linear, branched, or cyclic alkyl groups (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, still more preferably 3 to 12 carbon atoms) that may have a substituent. is preferable, and is more preferably a cycloalkyl group (having preferably 3 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms) which may have a substituent, and has a substituent. Further preferred is a cyclohexyl group which may be optionally substituted.
- Rb 3 is an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, even more preferably 3 to 12 carbon atoms), an aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, 6 -10 are more preferable), alkenyl groups (preferably 2-24 carbon atoms, more preferably 2-12 carbon atoms, even more preferably 2-6 carbon atoms), arylalkyl groups (preferably 7-23 carbon atoms, more preferably 7-19 carbon atoms), (preferably 7 to 12 carbon atoms), arylalkenyl group (preferably 8 to 24 carbon atoms, more preferably 8 to 20 carbon atoms, even more preferably 8 to 16 carbon atoms), alkoxyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms) 18 is more preferable, 3 to 12 are even more preferable), an aryloxy group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms,
- a cycloalkyl group (preferably having 3 to 24 carbon atoms, more preferably 3 to 18 carbon atoms, still more preferably 3 to 12 carbon atoms), an arylalkenyl group, and an arylalkyloxy group are preferable.
- Rb 3 may further have a substituent.
- the compound represented by the formula (B1) is preferably a compound represented by the following formula (B1-1) or the following formula (B1-2).
- 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, even 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 carbon atoms) is more preferable), an aryl group (preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, even more preferably 6 to 12 carbon atoms), an arylalkyl group (preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms), 7 to 12 are more preferred) and may have a substituent.
- Rb 13 is preferably an arylalkyl group.
- 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, even more preferably 1 to 3 carbon atoms), or an alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms). , more preferably 2 to 8, still more preferably 2 to 3), aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, even more preferably 6 to 10 carbon atoms), arylalkyl group (carbon atoms 7 to 10), 23 is preferred, 7 to 19 are more preferred, and 7 to 11 are even more preferred), and a hydrogen atom is preferred.
- Rb 35 is an alkyl group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, even more preferably 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, 3 to 10 carbon atoms) (more preferably 8), aryl group (preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, even more preferably 6 to 12 carbon atoms), arylalkyl group (preferably 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms) , 7 to 12 are more preferred), and an aryl group is preferred.
- an alkyl group preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, even more preferably 3 to 8 carbon atoms
- an alkenyl group preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, 3 to 10 carbon atoms
- aryl group preferably 6 to 22 carbon
- the compound represented by formula (B1-1) is preferably a compound represented by formula (B1-1a).
- Rb 11 and Rb 12 have the same meanings as 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, even more preferably 1 to 3 carbon atoms), alkenyl groups (preferably 2 to 12 carbon atoms, 2 to 6 carbon atoms).
- aryl group preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, even more preferably 6 to 10 carbon atoms
- arylalkyl group preferably 7 to 23 carbon atoms, 7 carbon atoms to 19 are more preferred, and 7 to 11 are even more preferred
- 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, even more preferably 3 to 8 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, 3 to 8 carbon atoms) is more preferable), an aryl group (preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, even more preferably 6 to 12 carbon atoms), an arylalkyl group (preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms), 7 to 12 are more preferred), and aryl groups are particularly preferred.
- an alkyl group preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, even more preferably 3 to 8 carbon atoms
- an alkenyl group preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, 3 to 8 carbon atoms
- an aryl group preferably has 6 to
- L is a divalent hydrocarbon group having a saturated hydrocarbon group on the path of a connecting chain connecting adjacent oxygen atoms and carbon atoms, and the number of atoms on the path of the connecting chain is Represents a hydrocarbon group of 3 or more.
- R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group.
- connection chain refers to an atomic chain on a path connecting two atoms or atomic groups to be connected, which connects these objects in the shortest way (minimum number of atoms).
- L is composed of a phenylene ethylene group, has an ethylene group as a saturated hydrocarbon group
- the connecting chain is composed of four carbon atoms
- the path of the connecting chain is The number of atoms (that is, the number of atoms constituting the connected chain, hereinafter also referred to as "connected chain length" or “connected chain length”) is 4.
- the number of carbon atoms in L in formula (B3) is preferably 3 to 24.
- the upper limit is more preferably 12 or less, even more preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less.
- the lower limit is more preferably 4 or more.
- the upper limit of the length of the linking chain of L is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, even more preferably 6 or less, and 5 The following is particularly preferable.
- the chain length of L is preferably 4 or 5, most preferably 4.
- Specific preferred compounds of the base generator include, for example, the compounds described in paragraph numbers 0102 to 0168 of WO 2020/066416, and the compounds described in paragraph numbers 0143 to 0177 of WO 2018/038002. Can be mentioned.
- the base generator contains a compound represented by the following formula (N1).
- R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group
- R C1 represents a hydrogen atom or a protecting group
- L represents a divalent linking group
- L is a divalent linking group, preferably a divalent organic group.
- the linking chain length of the linking group is preferably 1 or more, more preferably 2 or more.
- the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 5 or less.
- the linking chain length is the number of atoms present in the atomic arrangement that provides the shortest path between two carbonyl groups in the formula.
- R N1 and R N2 each independently represent a monovalent organic group (preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms), and a hydrocarbon group ( It is preferably an aliphatic hydrocarbon group (having preferably 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and even more preferably 1 to 10 carbon atoms), specifically an aliphatic hydrocarbon group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms). (more preferably 1 to 10 carbon atoms); Groups are preferred. It is preferable to use aliphatic hydrocarbon groups as R N1 and R N2 because the generated base has high basicity.
- the aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may have a substituent, and the aliphatic hydrocarbon group and aromatic hydrocarbon group may have substituents in the aliphatic hydrocarbon chain or aromatic ring,
- the substituent may have an oxygen atom.
- an embodiment in which the aliphatic hydrocarbon group has an oxygen atom in the hydrocarbon chain is exemplified.
- Examples of the aliphatic hydrocarbon group constituting R N1 and R N2 include a straight or branched chain alkyl group, a cyclic alkyl group, a group containing a combination of a chain alkyl group and a cyclic alkyl group, and a group containing an oxygen atom in the chain.
- Examples include alkyl groups having .
- the linear or branched chain alkyl group preferably has 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 18 carbon atoms, and even more preferably 3 to 12 carbon atoms.
- Straight chain or branched chain 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, undecyl group, dodecyl group, isopropyl group. group, isobutyl group, secondary butyl group, tertiary butyl group, isopentyl group, neopentyl group, tertiary pentyl group, isohexyl group, and the like.
- the cyclic alkyl group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms.
- cyclic alkyl group examples include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group.
- the group containing a combination of a chain alkyl group and a cyclic alkyl group preferably has 4 to 24 carbon atoms, more preferably 4 to 18 carbon atoms, and even more preferably 4 to 12 carbon atoms.
- Examples of the group containing a combination of a chain alkyl group and a cyclic alkyl group include a cyclohexylmethyl group, a cyclohexylethyl group, a cyclohexylpropyl group, a methylcyclohexylmethyl group, and an ethylcyclohexylethyl group.
- the alkyl group having an oxygen atom in the chain preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms.
- the alkyl group having an oxygen atom in the chain may be linear or cyclic, linear or branched.
- R N1 and R N2 are preferably alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms, from the viewpoint of increasing the boiling point of the decomposition product base described below.
- a group having a cyclic alkyl group or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable.
- R N1 and R N2 may be connected to each other to form a cyclic structure.
- the cyclic structure may have an oxygen atom or the like in the chain.
- the cyclic structure formed by R N1 and R N2 may be a monocyclic ring or a condensed ring, but a monocyclic ring is preferable.
- the cyclic structure formed is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring containing a nitrogen atom in formula (N1), such as a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a pyrroline ring, a pyrrolidine ring, an imidazolidine ring, Examples include a pyrazolidine ring, a piperidine ring, a piperazine ring, a morpholine ring, and preferred examples include a pyrroline ring, a pyrrolidine ring, a piperidine ring, a piperazine ring, and a morpholine ring.
- R C1 represents a hydrogen atom or a protective group, and preferably a hydrogen atom.
- the protecting group a protecting group that is decomposed by the action of an acid or a base is preferable, and a protecting group that is decomposed by an acid is preferably mentioned.
- Specific examples of the protecting group include a chain or cyclic alkyl group or a chain or cyclic alkyl group having an oxygen atom in the chain. Examples of the chain or cyclic alkyl group include methyl group, ethyl group, isopropyl group, tert-butyl group, and cyclohexyl group.
- Examples of the chain alkyl group having an oxygen atom in the chain include an alkyloxyalkyl group, and methyloxymethyl (MOM) group, ethyloxyethyl (EE) group, etc. are preferable.
- Examples of the cyclic alkyl group having an oxygen atom in the chain include an epoxy group, a glycidyl group, an oxetanyl group, a tetrahydrofuranyl group, and a tetrahydropyranyl (THP) group.
- the divalent linking group constituting L is not particularly limited, but is preferably a hydrocarbon group, and more preferably an aliphatic hydrocarbon group.
- the hydrocarbon group may have a substituent and may have atoms other than carbon atoms in the hydrocarbon chain.
- the divalent linking group is more preferably a divalent hydrocarbon linking group that may have an oxygen atom in its chain, and a divalent aliphatic linking group that may have an oxygen atom in its chain.
- the divalent hydrocarbon linking group preferably has 1 to 24 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, and even more preferably 2 to 6 carbon atoms.
- the divalent aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms.
- the divalent aromatic hydrocarbon group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms.
- the group containing a combination of a divalent aliphatic hydrocarbon group and a divalent aromatic hydrocarbon group preferably has 7 to 22 carbon atoms, more preferably 7 to 18 carbon atoms, and has 7 to 10 carbon atoms. is even more preferable.
- the linking group L is a linear or branched chain alkylene group, a cyclic alkylene group, a group containing a combination of a chain alkylene group and a cyclic alkylene group, an alkylene group having an oxygen atom in the chain, or a straight chain alkylene group.
- a chain or branched chain alkenylene group, a cyclic alkenylene group, an arylene group, and an arylene alkylene group are preferred.
- the linear or branched chain alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably 2 to 4 carbon atoms.
- the cyclic alkylene group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms.
- the group containing a combination of a chain alkylene group and a cyclic alkylene group preferably has 4 to 24 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and even more preferably 4 to 6 carbon atoms.
- the alkylene group having an oxygen atom in the chain may be linear or cyclic, linear or branched.
- the alkylene group having an oxygen atom in the chain preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
- the linear or branched chain alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, and even more preferably 2 to 3 carbon atoms.
- the number of C ⁇ C bonds is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and even more preferably 1 to 3.
- the cyclic alkenylene group preferably has 3 to 12 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms.
- the number of C ⁇ C bonds in the cyclic alkenylene group is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, even more preferably 1 to 2.
- the arylene group preferably has 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 18 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms.
- the arylene alkylene group preferably has 7 to 23 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms, and even more preferably 7 to 11 carbon atoms.
- linear alkylene groups, cyclic alkylene groups, alkylene groups having an oxygen atom in the chain, linear alkenylene groups, arylene groups, and arylene alkylene groups are preferred, and 1,2-ethylene groups, propanediyl groups (especially 1, 3-propanediyl group), cyclohexanediyl group (especially 1,2-cyclohexanediyl group), vinylene group (especially cisvinylene group), phenylene group (1,2-phenylene group), phenylenemethylene group (especially 1,2-phenylene group) methylene group) and ethyleneoxyethylene group (particularly 1,2-ethyleneoxy-1,2-ethylene group) are more preferred.
- Examples of the base generator include, but are not limited to, the following compounds.
- the molecular weight of the nonionic base generator is preferably 800 or less, more preferably 600 or less, and 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.
- Specific preferred compounds of the ionic base generator include, for example, the compounds described in paragraph numbers 0148 to 0163 of International Publication No. 2018/038002.
- ammonium salts include, but are not limited to, the following compounds.
- iminium salts include, but are not limited to, the following compounds.
- the content of the base generator is preferably 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin in the resin composition.
- the lower limit is more preferably 0.3 parts by mass or more, and even more preferably 0.5 parts by mass or more.
- the upper limit is more preferably 30 parts by mass or less, even more preferably 20 parts by mass or less, even more preferably 10 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 4 parts by mass or less.
- One type or two or more types of base generators can be used. When two or more types are used, the total amount is preferably within the above range.
- the resin composition of the present invention preferably contains a metal adhesion improver from the viewpoint of improving adhesion to metal materials used for electrodes, wiring, etc.
- metal adhesion improvers include silane coupling agents having alkoxysilyl groups, aluminum adhesion aids, titanium adhesion aids, compounds having a sulfonamide structure and thiourea structure, phosphoric acid derivative compounds, and ⁇ -keto esters. compounds, amino compounds, etc.
- silane coupling agent examples include the compounds described in paragraph 0316 of International Publication No. 2021/112189 and the compounds described in paragraphs 0067 to 0078 of JP 2018-173573, the contents of which are not included herein. Incorporated. It is also preferable to use two or more different silane coupling agents as described in paragraphs 0050 to 0058 of JP-A-2011-128358. It is also preferable to use the following compounds as the silane coupling agent. In the following formula, Me represents a methyl group and Et represents an ethyl group. Further, the following R includes a structure derived from a blocking agent in a blocked isocyanate group.
- the blocking agent may be selected depending on the desorption temperature, and includes alcohol compounds, phenol compounds, pyrazole compounds, triazole compounds, lactam compounds, active methylene compounds, and the like. For example, from the viewpoint of desiring a desorption temperature of 160 to 180°C, caprolactam and the like are preferred. Commercially available products of such compounds include X-12-1293 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
- silane coupling agents examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane.
- an oligomer type compound having a plurality of alkoxysilyl groups can also be used as the silane coupling agent.
- examples of such oligomer type compounds include compounds containing a repeating unit represented by the following formula (S-1).
- R S1 represents a monovalent organic group
- R S2 represents a hydrogen atom, a hydroxy group, or an alkoxy group
- n represents an integer of 0 to 2.
- R S1 preferably has a structure containing a polymerizable group.
- Examples of the polymerizable group include a group having an ethylenically unsaturated bond, an epoxy group, an oxetanyl group, a benzoxazolyl group, a blocked isocyanate group, and an amino group.
- Examples of the group having an ethylenically unsaturated bond include a vinyl group, an allyl group, an isoallyl group, a 2-methylallyl group, a group having an aromatic ring directly bonded to a vinyl group (for example, a vinyl phenyl group, etc.), and a (meth)acrylamide group.
- R S2 is preferably an alkoxy group, more preferably a methoxy group or an ethoxy group.
- n represents an integer from 0 to 2, preferably 1.
- n is 1 or 2 in at least one of the plurality of repeating units represented by formula (S-1) contained in the oligomer type compound, and n is 1 or 2 in at least two. More preferably, n is 2, and even more preferably n is 1 in at least two cases.
- Commercially available products can be used as such oligomer type compounds, and examples of commercially available products include KR-513 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
- Aluminum-based adhesion aid examples include aluminum tris (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), ethylacetoacetate aluminum diisopropylate, and the like.
- the content of the metal adhesion improver is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the specific resin.
- the content of the metal adhesion improver is preferably 0.01 to 30 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the specific resin.
- the resin composition of the present invention further contains a migration inhibitor.
- a migration inhibitor for example, when a resin composition is applied to a metal layer (or metal wiring) to form a film, metal ions derived from the metal layer (or metal wiring) may migrate into the film. can be effectively suppressed.
- Migration inhibitors are not particularly limited, but include heterocycles (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, 6H-pyran ring, triazine ring), compounds having thioureas and sulfanyl groups, hindered phenol compounds , salicylic acid derivative compounds, and hydrazide derivative compounds.
- heterocycles pyrrole ring, furan ring, thiophene ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, pyrazole ring
- triazole compounds such as 1,2,4-triazole, benzotriazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 3,5-diamino-1,2,4-triazole, 1H-tetrazole, 5- Tetrazole compounds such as phenyltetrazole and 5-amino-1H-tetrazole can be preferably used.
- an ion trapping agent that traps anions such as halogen ions can also be used.
- Other migration inhibitors include, for example, the rust inhibitors described in paragraph 0094 of JP-A No. 2013-015701, and the rust inhibitors described in paragraphs 0073 to 0076 of JP-A-2009-283711.
- migration inhibitors include the following compounds.
- the content of the migration inhibitor is preferably 0.01 to 5.0% by mass, and 0.01 to 5.0% by mass based on the total solid content of the resin composition.
- the amount is more preferably 0.05 to 2.0% by weight, and even more preferably 0.1 to 1.0% by weight.
- Only one type of migration inhibitor may be used, or two or more types may be used. When there are two or more types of migration inhibitors, it is preferable that the total is within the above range.
- the resin composition of the present invention contains a polymerization inhibitor.
- the polymerization inhibitor include phenolic compounds, quinone compounds, amino compounds, N-oxyl free radical compounds, nitro compounds, nitroso compounds, heteroaromatic compounds, and metal compounds.
- Specific compounds of the polymerization inhibitor include the compound described in paragraph 0310 of International Publication No. 2021/112189, p-hydroquinone, o-hydroquinone, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1- Examples include oxyl free radical, phenoxazine, 1,4,4-trimethyl-2,3-diazabicyclo[3.2.2]non-2-ene-N,N-dioxide, and the like. This content is incorporated herein.
- the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 20% by mass, and 0.02 to 20% by mass based on the total solid content of the resin composition. It is more preferably 15% by mass, and even more preferably 0.05 to 10% by mass.
- Only one type of polymerization inhibitor may be used, or two or more types may be used. When there are two or more types of polymerization inhibitors, it is preferable that the total is within the above range.
- the resin composition of the present invention may optionally contain various additives, such as surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, inorganic particles, ultraviolet absorbers, etc., as long as the effects of the present invention can be obtained.
- additives such as surfactants, higher fatty acid derivatives, thermal polymerization initiators, inorganic particles, ultraviolet absorbers, etc.
- surfactant various surfactants such as fluorine surfactants, silicone surfactants, and hydrocarbon surfactants can be used.
- the surfactant may be a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an anionic surfactant.
- the liquid properties (especially fluidity) when a coating liquid composition is prepared are further improved, and the uniformity of coating thickness and liquid saving are improved. It can be further improved. That is, when forming a film using a coating solution containing a surfactant, the interfacial tension between the surface to be coated and the coating solution is reduced, improving the wettability of the surface to be coated, and making it easier to coat the surface. Improves sex. Therefore, a uniform film with small thickness unevenness can be more suitably formed.
- fluorine-based surfactant examples include compounds described in paragraph 0328 of International Publication No. 2021/112189, the content of which is incorporated herein.
- a repeating unit derived from a (meth)acrylate compound having a fluorine atom and a (meth) having 2 or more (preferably 5 or more) alkyleneoxy groups (preferably ethyleneoxy group, propyleneoxy group) are used.
- a fluorine-containing polymer compound containing a repeating unit derived from an acrylate compound can also be preferably used, and examples thereof include the following compounds.
- the weight average molecular weight of the above compound is preferably 3,000 to 50,000, more preferably 5,000 to 30,000.
- a fluorine-based surfactant a fluorine-containing polymer having an ethylenically unsaturated group in its side chain can also be used as the fluorine-based surfactant. Specific examples include compounds described in paragraphs 0050 to 0090 and paragraphs 0289 to 0295 of JP-A-2010-164965, the contents of which are incorporated herein.
- Commercially available products include, for example, Megafac RS-101, RS-102, and RS-718K manufactured by DIC Corporation.
- the fluorine content in the fluorine surfactant is preferably 3 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and particularly preferably 7 to 25% by mass.
- a fluorine-based surfactant having a fluorine content within this range is effective in terms of uniformity of coating film thickness and liquid saving, and has good solubility in the composition.
- Silicone surfactants, hydrocarbon surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and anionic surfactants are each described in paragraphs 0329 to 0334 of International Publication No. 2021/112189. compounds, the contents of which are incorporated herein.
- the content of the surfactant is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.005 to 1.0% by mass, based on the total solid content of the composition.
- Higher fatty acid derivative In order to prevent polymerization inhibition caused by oxygen, higher fatty acid derivatives such as behenic acid and behenic acid amide are added to the resin composition of the present invention during the drying process after application. It may be unevenly distributed on the surface.
- 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.
- thermal polymerization initiator examples include thermal radical polymerization initiators.
- a thermal radical polymerization initiator is a compound that generates radicals using thermal energy and initiates or accelerates the polymerization reaction of a compound having polymerizability. By adding a thermal radical polymerization initiator, the polymerization reaction between the resin and the polymerizable compound can be advanced, so that the solvent resistance can be further improved. Further, a photopolymerization initiator may also have a function of initiating polymerization by heat, and may be added as a thermal polymerization initiator.
- thermal radical polymerization initiator examples include compounds described in paragraphs 0074 to 0118 of JP-A No. 2008-063554, the contents of which are incorporated herein.
- thermal polymerization initiator When a thermal 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. More preferably, the amount is .5 to 15% by mass.
- the thermal polymerization initiator may contain only one type, or may contain two or more types. When containing two or more types of thermal polymerization initiators, it is preferable that the total amount is within the above range.
- inorganic particles include calcium carbonate, calcium phosphate, silica, kaolin, talc, titanium dioxide, alumina, barium sulfate, calcium fluoride, lithium fluoride, zeolite, molybdenum sulfide, and glass.
- the average particle diameter of the inorganic particles is preferably 0.01 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.02 to 1.5 ⁇ m, even more preferably 0.03 to 1.0 ⁇ m, and particularly preferably 0.04 to 0.5 ⁇ m. .
- the above average particle diameter of the inorganic particles is a primary particle diameter and a volume average particle diameter.
- the volume average particle diameter can be measured, for example, by a dynamic light scattering method using Nanotrac WAVE II EX-150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). If the above measurement is difficult, measurement can also be performed by centrifugal sedimentation light transmission method, X-ray transmission method, or laser diffraction/scattering method.
- UV absorber examples include salicylate-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, substituted acrylonitrile-based, and triazine-based ultraviolet absorbers.
- Specific examples of ultraviolet absorbers include compounds described in paragraphs 0341 to 0342 of International Publication No. 2021/112189, the contents of which are incorporated herein.
- One type of ultraviolet absorber may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the content of the ultraviolet absorber is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.01% by mass or less, based on the total solid mass of the resin composition. More preferably, the amount is 0.1% by mass or more and 0.1% by mass or less.
- organic titanium compounds examples include those in which an organic group is bonded to a titanium atom via a covalent bond or an ionic bond. Specific examples of organic titanium compounds are shown in I) to VII) below:
- I) Titanium chelate compound A titanium chelate compound having two or more alkoxy groups is more preferred because the resin composition has good storage stability and a good curing pattern can be obtained. Specific examples include titanium bis(triethanolamine) diisopropoxide, titanium di(n-butoxide) bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(2,4-pentanedionate).
- Tetraalkoxytitanium compounds for example, titanium tetra(n-butoxide), titanium tetraethoxide, titanium tetra(2-ethylhexoxide), titanium tetraisobutoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetramethoxide , titanium tetramethoxypropoxide, titanium tetramethyl phenoxide, titanium tetra(n-nonyloxide), titanium tetra(n-propoxide), titanium tetrastearyloxide, titanium tetrakis[bis ⁇ 2,2-(allyloxymethyl)] butoxide ⁇ ], etc.
- Titanocene compounds for example, pentamethylcyclopentadienyl titanium trimethoxide, bis( ⁇ 5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluorophenyl)titanium, bis( ⁇ 5-2, 4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium and the like.
- Monoalkoxytitanium compounds For example, titanium tris(dioctyl phosphate) isopropoxide, titanium tris(dodecylbenzenesulfonate) isopropoxide, and the like.
- Titanium oxide compound For example, titanium oxide bis(pentanedionate), titanium oxide bis(tetramethylheptanedionate), phthalocyanine titanium oxide, etc.
- the organic titanium compound is at least one compound selected from the group consisting of the above I) titanium chelate compounds, II) tetraalkoxytitanium compounds, and III) titanocene compounds. It is preferable that there be.
- titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate), titanium tetra(n-butoxide), and bis( ⁇ 5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H -pyrrol-1-yl)phenyl)titanium is preferred.
- T-1 a compound represented by the following formula (T-1) as the organic titanium compound or in place of the organic titanium compound.
- M is titanium, zirconium or hafnium
- l1 is an integer of 0 to 2
- l2 is 0 or 1
- l1 + l2 ⁇ 2 is an integer of 0 to 2
- m is an integer of 0 to 4
- n is an integer of 0 to 2
- l1 + l2 + m + n ⁇ 2 4
- R 11 is each independently a substituted or unsubstituted cyclopentadienyl group, a substituted or unsubstituted alkoxy group , or a substituted or unsubstituted phenoxy group
- R 12 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group
- R 2 is each independently a group containing a structure represented by the following formula (T-2).
- each R 3 is independently a group containing a structure represented by the following formula (T-2), and each X A is independently an oxygen atom or a sulfur atom.
- M is preferably titanium from the viewpoint of storage stability of the composition.
- An embodiment in which l1 and l2 in formula (T-1) are 0 is also one of the preferred embodiments of the present invention.
- m is preferably 2 or 4, more preferably 2.
- n is preferably 1 or 2, more preferably 1.
- l1 and l2 are 0, and m is 0, 2 or 4.
- R 11 is preferably a substituted or unsubstituted cyclopentadienyl ligand.
- the cyclopentadienyl group, alkoxy group, and phenoxy group in R 11 may be substituted, an embodiment in which they are unsubstituted is also one of the preferred embodiments of the present invention.
- R 12 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms.
- the hydrocarbon group for R 12 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, but an aromatic hydrocarbon group is preferable.
- the aliphatic hydrocarbon group may be a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, but a saturated aliphatic hydrocarbon group is preferred.
- the aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and even more preferably a phenylene group.
- the substituent for R 12 is preferably a monovalent substituent, such as a halogen atom.
- R 12 when R 12 is an aromatic hydrocarbon group, it may have an alkyl group as a substituent.
- R 12 in formula (T-1) is preferably an unsubstituted phenylene group.
- the phenylene group in R 12 is preferably a 1,2-phenylene group.
- formula (T-1) when m is 2 or more and two or more R 2 are included, the structures of the two or more R 2 may be the same or different. In formula (T-1), when n is 2 or more and two or more R 3 are included, the structures of the two or more R 3 may be the same or different.
- an organic titanium compound When an organic titanium compound is included, its content is preferably 0.05 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 2 parts by mass, based on 100 parts by mass of the specific resin. When the content is 0.05 parts by mass or more, the resulting cured pattern has better heat resistance and chemical resistance, and when the content is 10 parts by mass or less, the storage stability of the composition is better.
- antioxidants include phenol compounds, phosphite compounds, thioether compounds, and the like. Specific examples of antioxidants include compounds described in paragraphs 0348 to 0357 of International Publication No. 2021/112189, the contents of which are incorporated herein.
- the content of the antioxidant is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin.
- the addition amount is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the specific resin.
- anti-aggregation agents examples include sodium polyacrylate.
- the anti-aggregation agents may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the anti-aggregation agent is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.02% by mass or less, based on the total solid mass of the resin composition. It is more preferable that the amount is 5% by mass or more and 5% by mass or less.
- One type of phenol compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the content of the phenolic compound is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less, and 0.02% by mass or less, based on the total solid mass of the resin composition. It is more preferable that the amount is from % by mass to 20% by mass.
- polymeric compounds include siloxane resins, (meth)acrylic polymers copolymerized with (meth)acrylic acid, novolak resins, resol resins, polyhydroxystyrene resins, and copolymers thereof.
- Other polymer compounds may be modified products into which crosslinking groups such as methylol groups, alkoxymethyl groups, and epoxy groups are introduced.
- One type of other polymer compounds may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- the content of the other polymer compounds is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less based on the total solid mass of the resin composition. , more preferably 0.02% by mass or more and 20% by mass or less.
- the resin composition may further contain a compound having a pyridine ring.
- compounds having a pyridine ring include pyridine, 2-hydroxypyridine, 3-hydroxypyridine, 4-hydroxypyridine, 2-acetylpyridine, 3-acetylpyridine, 4-acetylpyridine, 2-aminopyridine, 3-aminopyridine, 4-aminopyridine, 2-(aminomethyl)pyridine, 3-(aminomethyl)pyridine, 4-(aminomethyl)pyridine, 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-phenylpyridine, 3 -Phenylpyridine, 4-phenylpyridine, 2-methylpyridine, 3-methylpyridine, 4-methylpyridine, 2,4-dimethylpyridine, 2,6-dimethylpyridine, 3,5-dimethylpyridine, 2,4,6 Examples include, but are not limited to, -trimethylpyridine, 2-mercaptopyridine, 3-mercaptopyridine, 4-mer
- the compounds having a pyridine ring may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the other polymer compound is preferably 0.01% by mass or more and 30% by mass or less based on the total solid mass of the resin composition. , more preferably 0.02% by mass or more and 20% by mass or less.
- the viscosity of the resin composition of the present invention can be adjusted by adjusting the solid content concentration of the resin composition.
- it is preferably 1,000 mm 2 /s to 12,000 mm 2 /s, more preferably 2,000 mm 2 /s to 10,000 mm 2 /s, and 2,500 mm 2 /s to 8,000 mm. 2 /s is more preferable.
- it becomes easy to obtain a coating film with high uniformity. If it is 1,000 mm 2 /s or more, it is easy to coat with the thickness required for example as an insulating film for rewiring, and if it is 12,000 mm 2 /s or less, the coating surface quality is excellent. A coating film is obtained.
- the water content of the resin composition of the present invention is preferably less than 2.0% by mass, more preferably less than 1.5% by mass, and even more preferably less than 1.0% by mass. If it is less than 2.0%, the storage stability of the resin composition will improve.
- Methods for maintaining the moisture content include adjusting the humidity during storage conditions and reducing the porosity of the storage container during storage.
- 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, from the viewpoint of insulation.
- metals include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, copper, chromium, and nickel, but metals included as complexes of organic compounds and metals are excluded. When a plurality of metals are included, the total of these metals is preferably within the above range.
- a method for reducing metal impurities that is unintentionally included in the resin composition of the present invention is to select a raw material with a low metal content as a raw material constituting the resin composition of the present invention.
- Methods include filtering the raw materials constituting the product, lining the inside of the apparatus with polytetrafluoroethylene, etc., and performing distillation under conditions that suppress contamination as much as possible.
- the resin composition of the present invention has a halogen atom content of preferably less than 500 mass ppm, more preferably less than 300 mass ppm, and more preferably less than 200 mass ppm from the viewpoint of wiring corrosion. is even more preferable.
- 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.
- the halogen atom include a chlorine atom and a bromine atom. It is preferable that the total of chlorine atoms and bromine atoms, or the total of chlorine ions and bromine ions, is each within the above range.
- Preferred methods for adjusting the content of halogen atoms include ion exchange treatment.
- the storage container may be a multilayer bottle whose inner wall is made of 6 types of 6 layers of resin, or a container with 7 layers of 6 types of resin. It is also preferred to use structured bottles. Examples of such a container include the container described in JP-A No. 2015-123351.
- a cured product of the resin composition By curing the resin composition of the present invention, a cured product of the resin composition can be obtained.
- the cured product of the present invention is a cured product obtained by curing a resin composition.
- the resin composition is preferably cured by heating, and the heating temperature is more preferably 120°C to 400°C, even more preferably 140°C to 380°C, and particularly preferably 170°C to 350°C.
- the form of the cured product of the resin composition is not particularly limited, and can be selected depending on the purpose, such as film, rod, sphere, or pellet form. In the present invention, the cured product is preferably in the form of a film.
- the thickness of the cured product is preferably 0.5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
- the shrinkage rate when the resin composition of the present invention is cured is preferably 50% or less, more preferably 45% or less, and even more preferably 40% or less.
- the imidization reaction rate of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 90% or more. If it is 70% or more, the cured product may have excellent mechanical properties.
- the elongation at break of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, and even more preferably 50% or more.
- the glass transition temperature (Tg) of the cured product of the resin composition of the present invention is preferably 180°C or higher, more preferably 210°C or higher, and even more preferably 230°C or higher.
- the resin composition of the present invention can be prepared by mixing the above components.
- the mixing method is not particularly limited and can be performed by a conventionally known method. Examples of the mixing method include mixing using a stirring blade, mixing using a ball mill, and mixing using a rotating tank.
- the temperature during mixing is preferably 10 to 30°C, more preferably 15 to 25°C.
- the filter pore diameter is, for example, preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, even more preferably 0.5 ⁇ m or less, and even more preferably 0.1 ⁇ m or less.
- the material of the filter is preferably polytetrafluoroethylene, polyethylene or nylon. When the material of the filter is polyethylene, it is more preferably HDPE (high density polyethylene).
- the filter may be washed in advance with an organic solvent. In the filter filtration step, a plurality of types of filters may be connected in series or in parallel. When using multiple types of filters, filters with different pore sizes or materials may be used in combination.
- connection mode examples include a mode in which an HDPE filter with a pore diameter of 1 ⁇ m is connected in series as the first stage and an HDPE filter with a pore diameter of 0.2 ⁇ m as the second stage. Additionally, various materials may be filtered multiple times. When filtration is performed multiple times, circulation filtration may be used. Alternatively, filtration may be performed under pressure.
- the pressure to be applied is preferably, for example, 0.01 MPa or more and 1.0 MPa or less, more preferably 0.03 MPa or more and 0.9 MPa or less, still more preferably 0.05 MPa or more and 0.7 MPa or less, and 0.01 MPa or more and 0.9 MPa or less, still more preferably 0.05 MPa or more and 0.7 MPa or less, and 0.01 MPa or more and 0.9 MPa or less, for example. Even more preferably 0.05 MPa or more and 0.5 MPa or less.
- impurity removal treatment using an adsorbent may be performed. Filter filtration and impurity removal treatment using an adsorbent may be combined.
- a known adsorbent can be used. Examples include inorganic adsorbents such as silica gel and zeolite, and organic adsorbents such as activated carbon. After filtration using a filter, the resin composition filled in the bottle may be placed under reduced pressure and degassed.
- the method for producing a cured product of the present invention preferably includes a film forming step of applying the resin composition onto a base material to form a film.
- the method for producing a cured product includes the above film forming step, an exposure step of selectively exposing the film formed in the film forming step, and developing the film exposed in the exposure step using a developer to form a pattern. It is more preferable to include a developing step.
- the method for producing a cured product includes the film formation step, the exposure step, the development step, a heating step of heating the pattern obtained in the development step, and a post-development exposure step of exposing the pattern obtained in the development step. It is particularly preferable to include at least one of them.
- the method for producing a cured product includes the above-mentioned film forming step and the step of heating the above-mentioned film. The details of each step will be explained below.
- the resin composition of the present invention can be used in a film forming step in which a film is formed by applying it on a substrate.
- the method for producing a cured product of the present invention preferably includes a film forming step of applying the resin composition onto a base material to form a film.
- the type of base material can be appropriately determined depending on the purpose and is not particularly limited.
- the base material include semiconductor manufacturing base materials such as silicon, silicon nitride, polysilicon, silicon oxide, and amorphous silicon, quartz, glass, optical films, ceramic materials, vapor deposited films, magnetic films, reflective films, Ni, Cu,
- a metal base material such as Cr or Fe (for example, a base material formed from a metal or a base material on which a metal layer is formed by, for example, plating or vapor deposition), paper, SOG (Spin On Examples include glass), TFT (thin film transistor) array substrates, mold substrates, and electrode plates for plasma display panels (PDP).
- the base material is particularly preferably a semiconductor production base material, and more preferably a silicon base material, a Cu base material, and a mold base material. These base materials may be provided with a layer such as an adhesive layer or an oxidized layer made of hexamethyldisilazane (HMDS) or the like on the surface.
- the shape of the base material is not particularly limited, and may be circular or rectangular. As for the size of the base material, if it is circular, the diameter is preferably 100 to 450 mm, more preferably 200 to 450 mm. If it is rectangular, the length of the short side is preferably 100 to 1000 mm, more preferably 200 to 700 mm.
- a plate-shaped, preferably panel-shaped base material (substrate) is used as the base material.
- the resin layer or metal layer serves as the base material.
- Coating is preferred as a means for applying the resin composition onto the substrate.
- the methods to be applied include dip coating method, air knife coating method, curtain coating method, wire bar coating method, gravure coating method, extrusion coating method, spray coating method, spin coating method, slit coating method, Examples include the inkjet method. From the viewpoint of uniformity of film thickness, spin coating method, slit coating method, spray coating method, or inkjet method is preferable, and from the viewpoint of uniformity of film thickness and productivity, spin coating method and slit coating method are preferable. A coating method is more preferred. A film with a desired thickness can be obtained by adjusting the solid content concentration and application conditions of the resin composition depending on the means to be applied.
- the coating method can be appropriately selected depending on the shape of the substrate, and for circular substrates such as wafers, spin coating, spray coating, inkjet methods, etc. are preferable, and for rectangular substrates, slit coating, spray coating, etc. method, inkjet method, etc. are preferred.
- spin coating it can be applied, for example, at a rotation speed of 500 to 3,500 rpm for about 10 seconds to 3 minutes. It is also possible to apply a method in which a coating film that has been previously formed on a temporary support by the above-mentioned application method is transferred onto a base material.
- the transfer method the production method described in paragraphs 0023, 0036 to 0051 of JP-A No.
- 2006-023696 and paragraphs 0096 to 0108 of JP-A No. 2006-047592 can be suitably used. Further, a step of removing excess film may be performed at the end of the base material. Examples of such processes include edge bead rinsing (EBR), back rinsing, and the like.
- EBR edge bead rinsing
- a pre-wet process may be employed in which various solvents are applied to the base material before the resin composition is applied to the base material to improve the wettability of the base material, and then the resin composition is applied.
- the film may be subjected to a step of drying the formed film (layer) (drying step) in order to remove the solvent.
- the method for producing a cured product of the present invention may include a drying step of drying the film formed in the film forming step.
- the drying step is preferably performed after the film forming step and before the exposure step.
- the drying temperature of the membrane in the drying step is preferably 50 to 150°C, more preferably 70 to 130°C, even more preferably 90 to 110°C.
- drying may be performed under reduced pressure.
- the drying time is exemplified by 30 seconds to 20 minutes, preferably 1 minute to 10 minutes, and more preferably 2 minutes to 7 minutes.
- the film may be subjected to an exposure process that selectively exposes the film.
- the method for producing a cured product may include an exposure step of selectively exposing the film formed in the film forming step. Selectively exposing means exposing a portion of the film. Furthermore, by selectively exposing the film, an exposed region (exposed portion) and an unexposed region (non-exposed portion) are formed in the film.
- the exposure amount is not particularly limited as long as it can cure the resin composition of the present invention, but for example, it is preferably 50 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. preferable.
- the exposure wavelength can be appropriately determined in the range of 190 to 1,000 nm, preferably 240 to 550 nm.
- the exposure wavelength is: (1) semiconductor laser (wavelength: 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, 375 nm, 355 nm, etc.), (2) metal halide lamp, (3) high pressure mercury lamp, G-line (wavelength: 436 nm), h line (wavelength 405 nm), i line (wavelength 365 nm), broad (three wavelengths of g, h, i line), (4) excimer laser, KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm) ), F2 excimer laser (wavelength 157 nm), (5) extreme ultraviolet light; EUV (wavelength 13.6 nm), (6) electron beam, (7) YAG laser second harmonic 532 nm, third harmonic 355 nm, etc.
- semiconductor laser wavelength: 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, 375 nm,
- the resin composition of the present invention exposure using a high-pressure mercury lamp is particularly preferable, and exposure using i-line is more preferable from the viewpoint of exposure sensitivity.
- the method of exposure is not particularly limited, and may be any method as long as at least a portion of the film made of the resin composition of the present invention is exposed to light, and examples thereof include exposure using a photomask, exposure using a laser direct imaging method, etc. .
- the film may be subjected to a heating step after exposure (post-exposure heating step). That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a post-exposure heating step of heating the film exposed in the exposure step.
- the post-exposure heating step can be performed after the exposure step and before the development step.
- the heating temperature in the post-exposure heating step is preferably 50°C to 140°C, more preferably 60°C to 120°C.
- the heating time in the post-exposure heating step is preferably 30 seconds to 300 minutes, more preferably 1 minute to 10 minutes.
- the temperature increase rate in the post-exposure heating step is preferably 1 to 12°C/min, more preferably 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min from the temperature at the start of heating to the maximum heating temperature. Further, the temperature increase rate may be changed as appropriate during heating.
- the heating means in the post-exposure heating step is not particularly limited, and a known hot plate, oven, infrared heater, etc. can be used. It is also preferable that the heating be performed in an atmosphere with a low oxygen concentration, such as by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
- the exposed film may be subjected to a development step of developing a pattern using a developer. That is, the method for producing a cured product of the present invention may include a development step of developing the film exposed in the exposure step using a developer to form a pattern. By performing development, one of the exposed and non-exposed areas of the film is removed and a pattern is formed.
- development in which the non-exposed portions of the film are removed in the developing step is referred to as negative development
- development in which the exposed portions of the film are removed in the development step is referred to as positive development.
- Examples of the developer used in the development step include an alkaline aqueous solution or a developer containing an organic solvent.
- basic compounds that the alkaline aqueous solution may contain include inorganic alkalis, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts.
- TMAH tetramethylammonium hydroxide
- potassium hydroxide sodium carbonate, sodium hydroxide, sodium silicate, sodium metasilicate, ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-butylamine, triethylamine, methyldiethylamine , dimethylethanolamine, triethanolamine, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrapentylammonium hydroxide, tetrahexylammonium hydroxide, tetraoctylammonium hydroxide, ethyltrimethylammonium hydroxide, Butyltrimethylammonium hydroxide, methyltriamylammonium hydroxide, dibutyldipentylammonium hydroxide, dimethylbis(2-hydroxyethyl)ammoni
- the compound described in paragraph 0387 of International Publication No. 2021/112189 can be used as the organic solvent.
- alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, octanol, diethylene glycol, propylene glycol, methylisobutylcarbinol, triethylene glycol, etc.
- Amides include N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, Dimethylformamide and the like are also suitable.
- the developer contains an organic solvent
- one type of organic solvent or a mixture of two or more types can be used.
- a developer containing at least one member selected from the group consisting of cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, and cyclohexanone is particularly preferred.
- a developer containing at least one selected from the group consisting of and dimethyl sulfoxide is more preferred, and a developer containing cyclopentanone is particularly preferred.
- the content of the organic solvent relative to the total mass of the developer is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more. is more preferable, and particularly preferably 90% by mass or more. Moreover, the said content may be 100 mass %.
- the developer may further contain at least one of a basic compound and a base generator.
- the developer may further contain at least one of the basic compound and the base generator in the developer permeates into the pattern, performance such as elongation at break of the pattern may be improved.
- an organic base is preferable from the viewpoint of reliability when remaining in the cured film (adhesion to the substrate when the cured product is further heated).
- a basic compound having an amino group is preferable, and primary amines, secondary amines, tertiary amines, ammonium salts, tertiary amides, etc.
- a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine or an ammonium salt is preferred, a secondary amine, a tertiary amine or an ammonium salt is more preferred, a secondary amine or a tertiary amine is even more preferred, and a tertiary amine is particularly preferred.
- the basic compound is preferably one that does not easily remain in the cured film (obtained cured product), and from the viewpoint of promoting cyclization, it can be used by vaporization etc. It is preferable that the residual amount is not likely to decrease before heating.
- the boiling point of the basic compound is preferably 30°C to 350°C, more preferably 80°C to 270°C, and even more preferably 100°C to 230°C at normal pressure (101,325 Pa).
- the boiling point of the basic compound is preferably higher than the boiling point of the organic solvent contained in the developer minus 20°C, and more preferably higher than the boiling point of the organic solvent contained in the developer.
- the basic compound used preferably has a boiling point of 80°C or higher, more preferably 100°C or higher.
- the developer may contain only one type of basic compound, or may contain two or more types of basic compounds.
- basic compounds include ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, hexylamine, dodecylamine, cyclohexylamine, cyclohexylmethylamine, cyclohexyldimethylamine, aniline, N-methylaniline, N, N-dimethylaniline, diphenylamine, pyridine, butylamine, isobutylamine, dibutylamine, tributylamine, dicyclohexylamine, DBU (diazabicycloundecene), DABCO (1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane), N , N-diisopropylethylamine, tetramethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, ethylenediamine, butanediamine, 1,5-diaminopentane, N-methylhexy
- the preferred embodiments of the base generator are the same as the preferred embodiments of the base generator contained in the above-mentioned composition.
- the base generator is preferably a thermal base generator.
- the content of the basic compound or base generator is preferably 10% by mass or less, and 5% by mass or less based on the total mass of the developer. More preferred.
- the lower limit of the above content is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, for example. If the basic compound or base generator is solid in the environment in which the developer is used, the content of the basic compound or base generator should be 70 to 100% by mass based on the total solid content of the developer. is also preferable.
- the developer may contain only one type of at least one of a basic compound and a base generator, or may contain two or more types. When at least one of the basic compound and the base generator is two or more types, it is preferable that the total is within the above range.
- the developer may further contain other components.
- other components include known surfactants and known antifoaming agents.
- the method of supplying the developer is not particularly limited as long as the desired pattern can be formed, and methods include immersing the base material on which the film is formed in the developer, and supplying the developer to the film formed on the base material using a nozzle.
- a method of supplying with a spray nozzle is more preferable.
- the base material is spun to remove the developer from the base material, and after spin drying, the developer is continuously supplied again using the straight nozzle, the base material is spun, and the developer is applied to the base material.
- a process of removing from above may be adopted, or this process may be repeated multiple times.
- Methods for supplying the developer in the development process include a process in which the developer is continuously supplied to the base material, a process in which the developer is kept in a substantially stationary state on the base material, and a process in which the developer is applied to the base material using ultrasonic waves. Examples include a step of vibrating with the like, and a step of combining these.
- the development time is preferably 10 seconds to 10 minutes, more preferably 20 seconds to 5 minutes.
- the temperature of the developer during development is not particularly limited, but is preferably 10 to 45°C, more preferably 18 to 30°C.
- the pattern may be further cleaned (rinsed) with a rinse solution.
- a method such as supplying a rinsing liquid before the developer in contact with the pattern is completely dried may be adopted.
- the developing solution is an alkaline aqueous solution
- water can be used as the rinsing solution, for example.
- a solvent different from the solvent contained in the developer e.g., water, an organic solvent different from the organic solvent contained in the developer
- the rinsing solution is used as the rinsing solution. be able to.
- Examples of the organic solvent when the rinsing liquid contains an organic solvent include the same organic solvents as those exemplified in the case where the above-mentioned developer contains an organic solvent.
- the organic solvent contained in the rinsing liquid is preferably an organic solvent different from the organic solvent contained in the developer, and more preferably an organic solvent in which the pattern has a lower solubility than the organic solvent contained in the developer.
- the rinsing liquid contains an organic solvent
- the organic solvent is preferably cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, PGMEA, or PGME, more preferably cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, dimethyl sulfoxide, PGMEA, or PGME, and cyclohexanone or PGMEA. More preferred.
- the organic solvent is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the rinsing liquid. Moreover, the organic solvent may be 100% by mass with respect to the total mass of the rinsing liquid.
- the rinsing liquid may contain at least one of a basic compound and a base generator.
- a basic compound and a base generator when the developer contains an organic solvent, one preferred embodiment of the present invention is an embodiment in which the rinsing solution contains an organic solvent and at least one of a basic compound and a base generator.
- the basic compound and base generator contained in the rinsing solution include the compounds exemplified as the basic compound and base generator that may be included when the above-mentioned developer contains an organic solvent, and preferred embodiments also include. The same is true.
- the basic compound and base generator contained in the rinsing liquid may be selected in consideration of the solubility in the solvent in the rinsing liquid.
- the content of the basic compound or the base generator is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the rinsing liquid. preferable.
- the lower limit of the above content is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, for example. If the basic compound or base generator is solid in the environment where the rinse solution is used, the content of the basic compound or base generator should be 70 to 100% by mass based on the total solid content of the rinse solution. is also preferable.
- the rinsing liquid may contain only one type of at least one of the basic compound and the base generator, or may contain two or more types of the basic compound and the base generator. .
- the total is within the above range.
- the rinse solution may further contain other components.
- other components include known surfactants and known antifoaming agents.
- a method of supplying the rinsing liquid using a spray nozzle is more preferable.
- a method of supplying the rinsing liquid using a spray nozzle is more preferable.
- the type of nozzle and examples include straight nozzles, shower nozzles, spray nozzles, and the like.
- the rinsing step is preferably a step in which the rinsing liquid is supplied to the exposed film through a straight nozzle or continuously, and more preferably a step in which the rinsing liquid is supplied through a spray nozzle.
- Methods for supplying the rinsing liquid in the rinsing process include a process in which the rinsing liquid is continuously supplied to the substrate, a process in which the rinsing liquid is kept in a substantially stationary state on the substrate, and a process in which the rinsing liquid is applied to the substrate using ultrasonic waves. It is possible to adopt a process of vibrating the wafer, etc., and a process of combining these.
- the rinsing time is preferably 10 seconds to 10 minutes, more preferably 20 seconds to 5 minutes.
- the temperature of the rinsing liquid during rinsing is not particularly limited, but is preferably 10 to 45°C, more preferably 18 to 30°C.
- the developing step may include a step of bringing the processing solution into contact with the pattern after processing using the developer or after cleaning the pattern with a rinse solution.
- a method may be adopted in which the processing liquid is supplied before the developing liquid or the rinsing liquid in contact with the pattern is completely dried.
- the treatment liquid examples include a treatment liquid containing at least one of water and an organic solvent, and at least one of a basic compound and a base generator.
- Preferred embodiments of the organic solvent and at least one of the basic compound and base generator are the same as the preferred embodiments of the organic solvent and at least one of the basic compound and base generator used in the above-mentioned rinsing solution.
- the method for supplying the treatment liquid to the pattern can be the same as the method for supplying the rinsing liquid described above, and the preferred embodiments are also the same.
- the content of the basic compound or base generator in the treatment liquid is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the treatment liquid.
- the lower limit of the content is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, for example.
- the content of the basic compound or base generator is 70 to 100% by mass based on the total solid content of the treatment liquid. It's also good to have one.
- the processing liquid contains at least one of a basic compound and a base generator
- the processing liquid may contain only one type of at least one of the basic compound and the base generator, or may contain two or more types of the basic compound and the base generator. .
- at least one of the basic compound and the base generator is two or more types, it is preferable that the total is within the above range.
- the pattern obtained by the development step may be subjected to a heating step of heating the pattern obtained by the development.
- the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step of heating the pattern obtained in the developing step.
- the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step of heating a pattern obtained by another method without performing a developing step, or a film obtained by a film forming step.
- a resin such as a polyimide precursor is cyclized to become a resin such as polyimide.
- the heating temperature (maximum heating temperature) in the heating step is preferably 50 to 450°C, more preferably 150 to 350°C, even more preferably 150 to 250°C, even more preferably 160 to 250°C, particularly 160 to 230°C. preferable.
- the heating step is preferably a step of promoting the cyclization reaction of the polyimide precursor within the pattern by heating and the action of a base generated from the base generator.
- Heating in the heating step is preferably carried out at a temperature increase rate of 1 to 12° C./min from the temperature at the start of heating to the maximum heating temperature.
- the temperature increase rate is more preferably 2 to 10°C/min, and even more preferably 3 to 10°C/min.
- 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 to the maximum heating temperature is started.
- the temperature of the film (layer) after drying is, for example, 30°C higher than the boiling point of the solvent contained in the resin composition. It is preferable to raise the temperature from a lower temperature by ⁇ 200°C.
- the heating time (heating time at the highest heating temperature) is preferably 5 to 360 minutes, more preferably 10 to 300 minutes, and even more preferably 15 to 240 minutes.
- the heating temperature is preferably 30°C or higher, more preferably 80°C or higher, even more preferably 100°C or higher, and particularly preferably 120°C or higher.
- the upper limit of the heating temperature is preferably 350°C or lower, more preferably 250°C or lower, and even more preferably 240°C or lower.
- Heating may be performed in stages. As an example, the temperature is raised from 25°C to 120°C at a rate of 3°C/min, held at 120°C for 60 minutes, and the temperature is raised from 120°C to 180°C at a rate of 2°C/min, and held at 180°C for 120 minutes. , etc. may be performed. It is also preferable to perform the treatment while irradiating ultraviolet rays as described in US Pat. No. 9,159,547. Such pretreatment steps can improve the properties of the film. The pretreatment step is preferably carried out 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, the first pretreatment step may be performed at a temperature of 100 to 150°C, followed by the second pretreatment step at a temperature of 150 to 200°C. good. Furthermore, cooling may be performed after heating, and the cooling rate in this case is preferably 1 to 5° C./min.
- the heating step is preferably performed in an atmosphere with a low oxygen concentration, such as by flowing an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or under reduced pressure, from the viewpoint of preventing decomposition of the specific resin.
- the oxygen concentration is preferably 50 ppm (volume ratio) or less, more preferably 20 ppm (volume ratio) or less.
- the heating means in the heating step is not particularly limited, and includes, for example, a hot plate, an infrared oven, an electric oven, a hot air oven, an infrared oven, and the like.
- the pattern obtained in the development process (in the case of performing a rinsing process, the pattern after rinsing) is subjected to a post-development exposure process in which the pattern after the development process is exposed to light, instead of or in addition to the above heating process. may be served.
- the method for producing a cured product of the present invention may include a post-development exposure step of exposing the pattern obtained in the development step.
- the method for producing a cured product of the present invention may include a heating step and a post-development exposure step, or may include only one of the heating step and the post-development exposure step.
- the post-development exposure step for example, a reaction in which cyclization of a polyimide precursor etc.
- the post-development exposure step at least a portion of the pattern obtained in the development step may be exposed, but it is preferable that the entire pattern be exposed.
- the exposure amount in the post-development exposure step is preferably 50 to 20,000 mJ/cm 2 , more preferably 100 to 15,000 mJ/cm 2 in terms of exposure energy at the wavelength to which the photosensitive compound is sensitive.
- the post-development exposure step can be performed, for example, using the light source used in the above-mentioned exposure step, and it is preferable to use broadband light.
- the pattern obtained by the development process may be subjected to a metal layer forming process of forming a metal layer on the pattern. That is, the method for producing a cured product of the present invention includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the pattern obtained in the development step (preferably one that has been subjected to at least one of the heating step and the post-development exposure step). It is preferable.
- metal layer existing metal species can be used without particular limitation, and examples include copper, aluminum, nickel, vanadium, titanium, chromium, cobalt, gold, tungsten, tin, silver, and alloys containing these metals. copper and aluminum are more preferred, and copper is even more preferred.
- the method for forming the metal layer is not particularly limited, and any existing method can be applied.
- the methods described in JP 2007-157879, JP 2001-521288, JP 2004-214501, JP 2004-101850, US Patent No. 7888181B2, and US Patent No. 9177926B2 are used. can do.
- photolithography, PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition), lift-off, electrolytic plating, electroless plating, etching, printing, and a combination thereof can be used.
- a patterning method that combines sputtering, photolithography, and etching, and a patterning method that combines photolithography and electrolytic plating can be mentioned.
- a preferred embodiment of plating includes electrolytic plating using copper sulfate or copper cyanide plating solution.
- the thickness of the metal layer is preferably 0.01 to 50 ⁇ m, more preferably 1 to 10 ⁇ m at the thickest part.
- Fields to which the method for producing a cured product of the present invention or the cured product can be applied include insulating films for electronic devices, interlayer insulating films for rewiring layers, stress buffer films, and the like. Other methods include forming a pattern by etching a sealing film, a substrate material (a base film or coverlay of a flexible printed circuit board, an interlayer insulating film), or an insulating film for mounting purposes as described above. Regarding these uses, for example, Science & Technology Co., Ltd., "Advanced Functionality and Applied Technology of Polyimide", April 2008, Masaaki Kakimoto/Supervised, CMC Technical Library, "Basics and Development of Polyimide Materials", November 2011. You can refer to "Latest Polyimide Basics and Applications” published by Japan Polyimide and Aromatic Polymer Research Society/editor, NTS, August 2010, etc.
- the method for producing a cured product of the present invention or the cured product of the present invention can be used for producing plates such as offset plates or screen plates, for etching molded parts, and for use in protective lacquers and dielectric layers in electronics, particularly microelectronics. It can also be used for manufacturing.
- the laminate of the present invention refers to a structure having a plurality of layers made of the cured product of the present invention.
- the laminate is a laminate including two or more layers made of cured material, and may be a laminate in which three or more layers are laminated. At least one of the two or more layers made of the cured product contained in the laminate is a layer made of the cured product of the present invention, and shrinkage of the cured product or deformation of the cured product due to the shrinkage, etc. From the viewpoint of suppression, it is also preferable that all the layers made of the cured product contained in the above-mentioned laminate are layers made of the cured product of the present invention.
- the method for producing a laminate of the present invention preferably includes the method for producing a cured product of the present invention, and more preferably includes repeating the method for producing a cured product of the present invention multiple times.
- the laminate of the present invention preferably includes two or more layers made of a cured product and includes a metal layer between any of the layers made of the cured product.
- the metal layer is preferably formed by the metal layer forming step. That is, the method for producing a laminate of the present invention preferably further includes a metal layer forming step of forming a metal layer on the layer made of the cured product during the method for producing the cured product which is performed multiple times. A preferred embodiment of the metal layer forming step is as described above.
- the resin composition of the present invention used to form the layer made of the first cured product and the resin composition of the present invention used to form the layer made of the second cured product have the same composition. It may be a product or a composition having a different composition.
- the metal layer in the laminate of the present invention is preferably used as metal wiring such as a rewiring layer.
- the method for manufacturing a laminate of the present invention preferably includes a lamination step.
- the lamination process refers to (a) film formation process (layer formation process), (b) exposure process, (c) development process, (d) heating process and development on the surface of the pattern (resin layer) or metal layer again. This is a series of steps including performing at least one of the post-exposure steps in this order.
- an embodiment may be adopted in which at least one of (a) the film forming step and (d) the heating step and the post-development exposure step are repeated.
- a metal layer forming step may be included after at least one of the (d) heating step and the post-development exposure step.
- the lamination process may further include the above-mentioned drying process and the like as appropriate.
- a surface activation treatment step may be performed after the exposure step, the heating step, or the metal layer forming step.
- Plasma treatment is exemplified as the surface activation treatment. Details of the surface activation treatment will be described later.
- the above lamination step is preferably performed 2 to 20 times, more preferably 2 to 9 times.
- Each of the above layers may have the same composition, shape, thickness, etc., or may have different compositions, shapes, thicknesses, etc.
- a cured product (resin layer) of the resin composition of the present invention is further formed to cover the metal layer.
- the following steps are repeated in the following order: (a) film formation step, (b) exposure step, (c) development step, (d) at least one of the heating step and post-development exposure step, and (e) metal layer formation step.
- an embodiment may be mentioned in which (a) a film forming step, (d) at least one of a heating step and a post-development exposure step, and (e) a metal layer forming step are repeated in this order.
- the method for producing a laminate of the present invention preferably includes a surface activation treatment step of surface activation treatment of at least a portion of the metal layer and the resin composition layer.
- the surface activation treatment step is usually performed after the metal layer forming step, but after the development step (preferably after at least one of the heating step and the post-development exposure step), the resin composition layer is subjected to the surface activation treatment. After performing this step, the metal layer forming step may be performed.
- the surface activation treatment may be performed on at least a portion of the metal layer, or may be performed on at least a portion of the resin composition layer after exposure, or the surface activation treatment may be performed on at least a portion of the metal layer and the resin composition layer after exposure.
- the surface activation treatment is preferably performed on at least a part of the metal layer, and it is preferable that the surface activation treatment is performed on a part or all of the region of the metal layer on which the resin composition layer is to be formed.
- the surface activation treatment is also performed on part or all of the resin composition layer (resin layer) after exposure.
- the resin composition layer when the resin composition layer is hardened, such as when performing negative development, it is less likely to be damaged by surface treatment and adhesion is likely to be improved.
- the surface activation treatment can be performed, for example, by the method described in paragraph 0415 of International Publication No. 2021/112189. This content is incorporated herein.
- the present invention also discloses a semiconductor device containing the cured product or laminate of the present invention.
- the present invention also discloses a method for manufacturing a semiconductor device, including a method for manufacturing a cured product of the present invention or a method for manufacturing a laminate.
- a semiconductor device using the resin composition of the present invention for forming an interlayer insulating film for a rewiring layer the descriptions in paragraphs 0213 to 0218 of JP 2016-027357A and the description in FIG. 1 can be referred to, Their contents are incorporated herein.
- a precipitate formed in the reaction mixture was removed by filtration to obtain a reaction solution.
- the resulting reaction solution was added to 3 liters of ethyl alcohol to produce a precipitate consisting of a crude polymer.
- the produced crude polymer was collected by filtration and dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution.
- the resulting crude polymer solution was dropped into 3 liters of water to precipitate the polymer, and the resulting precipitate was collected by filtration and vacuum dried to obtain a powdery polymer P-2.
- the weight average molecular weight (Mw) of this polymer was measured and found to be 23,000.
- Polymer P-2 is a resin with the following structure.
- Examples and comparative examples> In each Example, the components listed in the table below were mixed to obtain each composition. In addition, in a comparative example, the components listed in the table below were mixed to obtain a comparative composition. Specifically, the content (compounding amount) of each component in the composition was the amount (parts by mass) described in each column of the table. The obtained composition and the comparative composition were pressure-filtered using a polytetrafluoroethylene filter with a pore width of 0.45 ⁇ m. Furthermore, in the table, the description "-" indicates that the composition does not contain the corresponding component.
- ⁇ D-1 Compound with the following structure
- ⁇ D-2 TEMPO, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl
- ⁇ D-3 Polystop 7300P (manufactured by Hakuto Co., Ltd.)
- ⁇ D-4 to D-5 Compounds with the following structure
- ⁇ Silane coupling agent ⁇ ⁇ E-1 to E-4 Compounds with the following structure, Et represents an ethyl group ⁇ E-5: X-12-1293 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ⁇ E-6: KR-513 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
- H-1 to H-2 Compounds with the following structure, * in H-1 represents the bonding site with the oxygen atom to which R is bonded.
- ⁇ H-3 Percmill D (manufactured by NOF Corporation)
- H-4 to H-9 Compounds with the following structure, * in H-6 represents a bonding site with another structure represented by formula H-6.
- the film thickness was defined as the average value obtained by measuring the film thickness of the resin composition film at 20 points at equal intervals along the longitudinal axis of the substrate using a stylus-type film thickness system DEKTAK (manufactured by Bluker).
- the film thickness (film thickness B) when the composition prepared above or the comparative composition was coated on an 8-inch wafer at the same rotation speed as above after being left at 23°C for 4 weeks was measured.
- the stability over time of the resin composition was evaluated based on the fluctuation value (absolute value of film thickness A - film thickness B) according to the following evaluation criteria.
- Example 7 after preparing the composition, after 1 day at 23°C, the nozzle width was measured using LC-R400G (manufactured by SCREEN Co., Ltd.) on a glass substrate of 550 x 650 mm x 0.7 mm thickness using a slit coating method. After coating under conditions of 596 mm and coating speed of 5 mm/sec, vacuum drying was performed under conditions of 20 Pa/6 min. The glass substrate coated with the composition was dried on a hot plate at 110° C. for 5 minutes, and the thickness of the resin composition layer formed on the glass substrate was measured and set as the initial thickness.
- LC-R400G manufactured by SCREEN Co., Ltd.
- the film thickness was measured when it was coated on a glass substrate under the same conditions as above, and the film thickness fluctuation value was used to determine the stability of the composition over time. Evaluation was conducted based on the following criteria. The method for measuring the film thickness and the method for calculating the region of film thickness variation were the same as in Examples other than Examples 7 and 8. The evaluation results are listed in the "temporal stability" column of the table. -Evaluation criteria- A: The film thickness variation value was 0.5 ⁇ m or less. B: 0.5 ⁇ m ⁇ film thickness variation value ⁇ 1.5 ⁇ m. C: The film thickness variation value was 1.5 ⁇ m or more.
- the composition of the present invention has excellent stability over time.
- the comparative composition according to Comparative Example 1 has a ⁇ -butyrolactone content of more than 0.1% by mass.
- the content of N-methyl-2-pyrrolidone exceeds 0.1% by mass. It can be seen that comparative compositions such as these have poor stability over time.
- compositions 1 to 32 and Comparative Compositions 1 to 2 were each coated on an 8-inch wafer on which a copper oxide film was formed, and baked at 100°C for 5 minutes to form a coating film with a thickness of 10 ⁇ m after baking. I got it. Thereafter, the above coating film was exposed to broadband light at an exposure dose of 400 mJ/cm 2 using an EVG aligner through a mask with 12 exposed areas of 5 cm in length and 0.4 cm in width, and was exposed to cyclopentanone.
- a developing puddle was carried out for 30 seconds, and after a 25 second puddle using PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) as a rinsing liquid, spin drying was carried out to obtain a pattern. Subsequently, treatment liquid A1, which will be described later, was paddled onto the pattern, waited for 60 seconds, spin-dried, and then baked at 100° C. for 5 minutes to remove the treatment liquid. After that, the film thickness at the center part and the outer periphery of the above pattern was evaluated using a stylus film thickness system DEKTAK (manufactured by Bluker), and the film thickness at the center part of the film (FTcenter) and 2 cm from the outer periphery were evaluated.
- DEKTAK stylus film thickness system
- the ratio (FTcenter/FTedge) to the film thickness (FTedge) was calculated, and the applicability was evaluated based on the following criteria.
- the film thickness uniformity within the pattern was evaluated as "A” when 0.9 ⁇ FTcenter/FTedge ⁇ 1.1, and as "B” in other cases.
- the film thickness uniformity within the pattern was evaluated as A for all examples.
- Comparative Compositions 1 and 2 were used, the film thickness uniformity within the pattern was evaluated as B in all cases.
- treatment liquid A1- Preparation of treatment liquid A1-
- the components described below were mixed and filtered through HDPE (high density polyethylene) manufactured by Nippon Pall Co., Ltd. with a pore diameter of 10 nm to prepare treatment liquid A1.
- HDPE high density polyethylene
- PGMEA/N-[3-(Dimethylamino)propyl]methacrylamide/ ⁇ -valerolactone 90.3/4.75/5.0
- Example 101 Composition 1 used in Example 1 was applied in a layered manner by spin coating to the surface of the thin copper layer of the resin base material on which the thin copper layer was formed, and dried at 100° C. for 5 minutes to determine the film thickness. After forming a 20 ⁇ m photoresist film, it was exposed using a stepper (NSR1505 i6, manufactured by Nikon Corporation). Exposure was performed at a wavelength of 365 nm through a mask (a binary mask with a 1:1 line-and-space pattern and a line width of 10 ⁇ m). After the above exposure, it was developed with cyclopentanone for 2 minutes and rinsed with PGMEA for 30 seconds to obtain a layer pattern.
- NSR1505 i6 a binary mask with a 1:1 line-and-space pattern and a line width of 10 ⁇ m
- the temperature was raised at a rate of 10° C./min in a nitrogen atmosphere, and after reaching 230° C., the temperature was maintained at 230° C. for 180 minutes to form an interlayer insulating film for a rewiring layer.
- This rewiring layer interlayer insulating film had excellent insulation properties. Furthermore, when a semiconductor device was manufactured using this interlayer insulating film for rewiring layer, it was confirmed that it operated without any problem.
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Abstract
Description
例えば、ポリイミドは、耐熱性及び絶縁性等に優れるため、様々な用途に適用されている。上記用途としては、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、又は、保護膜としての利用が挙げられる。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。
このような樹脂組成物を、例えば塗布等により基材に適用して感光膜を形成し、その後、必要に応じて露光、現像、加熱等を行うことにより、硬化物を基材上に形成することができる。
ポリイミド前駆体は、例えば加熱により環化され、硬化物中でポリイミドとなる。
樹脂組成物は、公知の塗布方法等により適用可能であるため、例えば、適用される樹脂組成物の適用時の形状、大きさ、適用位置等の設計の自由度が高いなど、製造上の適応性に優れるといえる。ポリイミドが有する高い性能に加え、このような製造上の適応性に優れる観点から、上述の樹脂組成物の産業上の応用展開がますます期待されている。
<1> ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド、及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
溶剤とを含み、
樹脂組成物の全質量に対するN-メチルピロリドン及びγ-ブチロラクトンのそれぞれの含有量がいずれも0.1質量%以下である
樹脂組成物。
<2> 上記溶剤として、γ-バレロラクトンを含有する、<1>に記載の樹脂組成物。
<3> ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド、及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
γ-バレロラクトンとを含む
樹脂組成物。
<4> 上記γ-バレロラクトンの含有量が、溶剤の全質量に対して60質量%以上である、<2>又は<3>に記載の樹脂組成物。
<5> 上記溶剤として、ジメチルスルホキシドを更に含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<6> 重合性化合物及び光重合開始剤を更に含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<7> 再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられる、<1>~<6>のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
<8> <1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
<9> <8>に記載の硬化物からなる層を2層以上含み、上記硬化物からなる層同士のいずれかの間に金属層を含む積層体。
<10> <1>~<7>のいずれか1つに記載の樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含む、硬化物の製造方法。
<11> 上記膜を選択的に露光する露光工程及び上記膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含む、<10>に記載の硬化物の製造方法。
<12> 上記膜を50~450℃で加熱する加熱工程を含む、<10>又は<11>に記載の硬化物の製造方法。
<13> <10>~<12>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法を含む、積層体の製造方法。
<14> <10>~<12>のいずれか1つに記載の硬化物の製造方法を含む、半導体デバイスの製造方法。
<15> <8>に記載の硬化物又は<9>に記載の積層体を含む、半導体デバイス。
本明細書において「~」という記号を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
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、その工程の所期の作用が達成できる限りにおいて、他の工程と明確に区別できない工程も含む意味である。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有しない基(原子団)と共に置換基を有する基(原子団)をも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(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。
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露光も含む。また、露光に用いられる光としては、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又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」及び「メタクリレート」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」の両方、又は、いずれかを意味し、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の両方、又は、いずれかを意味する。
本明細書において、構造式中のMeはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、Buはブチル基を表し、Phはフェニル基を表す。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の総質量をいう。また本明細書において、固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量百分率である。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、特に述べない限り、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法を用いて測定した値であり、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)及び数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC-8220GPC(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、及び、TSKgel Super HZ2000(以上、東ソー(株)製)を直列に連結して用いることによって求めることができる。それらの分子量は特に述べない限り、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いて測定したものとする。ただし、溶解性が低い場合など、溶離液としてTHFが適していない場合にはNMP(N-メチル-2-ピロリドン)を用いることもできる。また、GPC測定における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。
本明細書において、積層体を構成する各層の位置関係について、「上」又は「下」と記載したときには、注目している複数の層のうち基準となる層の上側又は下側に他の層があればよい。すなわち、基準となる層と上記他の層の間に、更に第3の層や要素が介在していてもよく、基準となる層と上記他の層は接している必要はない。特に断らない限り、基材に対し層が積み重なっていく方向を「上」と称し、又は、樹脂組成物層がある場合には、基材から樹脂組成物層へ向かう方向を「上」と称し、その反対方向を「下」と称する。なお、このような上下方向の設定は、本明細書中における便宜のためであり、実際の態様においては、本明細書における「上」方向は、鉛直上向きと異なることもありうる。
本明細書において、特段の記載がない限り、組成物は、組成物に含まれる各成分として、その成分に該当する2種以上の化合物を含んでもよい。また、特段の記載がない限り、組成物における各成分の含有量とは、その成分に該当する全ての化合物の合計含有量を意味する。
本明細書において、特に述べない限り、温度は23℃、気圧は101,325Pa(1気圧)、相対湿度は50%RHである。
本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本発明の第一の態様に係る樹脂組成物は、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド、及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、溶剤とを含み、樹脂組成物の全質量に対するN-メチルピロリドン(「N-メチル-2-ピロリドン」、「NMP」とも記載する。)及びγ-ブチロラクトン(「GBL」とも記載する。)のそれぞれの含有量がいずれも0.1質量%以下である。
本発明の樹脂組成物は、例えば、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等の形成に用いることができ、再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられることが好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、ネガ型現像に供される感光膜の形成に用いられることが好ましい。
本発明において、ネガ型現像とは、露光及び現像において、現像により非露光部が除去される現像をいい、ポジ型現像とは、現像により露光部が除去される現像をいう。
上記露光の方法、上記現像液、及び、上記現像の方法としては、例えば、後述する硬化物の製造方法の説明における露光工程において説明された露光方法、現像工程において説明された現像液及び現像方法が使用される。
上記効果が得られるメカニズムは不明であるが、下記のように推測される。
本発明においては、NMP及びGBLの含有量が低い構成、又は、溶剤としてGVLを含むという構成を採用することにより、上記樹脂の分解の連鎖が抑制されるため、組成物の経時安定性が向上すると推測される。
また、特に樹脂組成物が熱塩基発生剤を含有する場合には、極性の高い溶剤中では熱塩基発生剤の分解も促進されてしまい、熱塩基発生剤から発生する塩基により樹脂が分解されてしまう場合が有る。本発明の樹脂組成物は上述の構成を採用することにより、このような熱塩基発生剤による樹脂の分解も抑制されると考えられる。
また、例えば組成物が有機チタン化合物などを含有する場合、チタノキサン結合の形成により組成物が増粘してしまう場合が有る。このような増粘も、NMP、GBLのような極性の高い溶剤中では起こりやすいが、GVLを用いることで抑制されることが分かった。これは、極性の低い溶剤中では有機チタン化合物の安定性が高く、分解しにくいためであると推測される。
更に、光重合開始剤として、ケトオキシム開始剤(後述するIrgacure OXE01等)、オキシム開始剤(後述するIrgacure OXE02等)を用いた場合、これらの開始剤も水及び塩基の存在下で加水分解することが分かった。本発明の樹脂組成物における構成により、これらの開始剤の分解も抑制され、露光感度の増大等の効果も得られる場合がある。
本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド、及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂(以下、「特定樹脂」ともいう。)を含む。
ポリイミド前駆体とは、外部刺激により化学構造の変化を生じてポリイミドとなる樹脂をいい、熱により化学構造の変化を生じてポリイミドとなる樹脂が好ましく、熱により閉環反応を生じて環構造が形成されることによりポリイミドとなる樹脂がより好ましい。
ポリイミドとは、主鎖にイミド結合(*-C(=O)-N(-*)-C(=O)-*)を複数個含む樹脂であり、イミド結合を有する繰返し単位を複数個含む樹脂であることが好ましい。
ポリアミドイミド前駆体とは、外部刺激により化学構造の変化を生じてポリアミドイミドとなる樹脂をいい、熱により化学構造の変化を生じてポリアミドイミドとなる樹脂が好ましく、熱により閉環反応を生じて環構造が形成されることによりポリアミドイミドとなる樹脂がより好ましい。
ポリアミドイミドとは、主鎖にイミド結合(*-C(=O)-N(-*)-C(=O)-*)及びアミド結合(-NRN-C(=O)-)をそれぞれ複数個含む樹脂であり、イミド結合及びアミド結合を有する繰返し単位を複数個含む樹脂であることが好ましい。上記RNは水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子又は炭化水素基であることが好ましく、水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい。
ポリアミドとは、主鎖にアミド結合(-NRN-C(=O)-)を複数個有する樹脂であり、アミド結合を有する繰返し単位を複数個含む樹脂であることが好ましい。上記RNは上述の通りである。
本発明において、「主鎖」とは、樹脂分子中で相対的に最も長い結合鎖を表し、「側鎖」とはそれ以外の結合鎖をいう。
これらの中でも、樹脂組成物は、特定樹脂として、ポリイミド又はポリイミド前駆体を含むことが好ましく、ポリイミド前駆体を含むことがより好ましい。
特定樹脂がラジカル重合性基を有する場合、本発明の樹脂組成物は、ラジカル重合開始剤を含むことが好ましく、ラジカル重合開始剤を含み、かつ、ラジカル架橋剤を含むことがより好ましい。さらに必要に応じて、増感剤を含むことができる。このような樹脂組成物からは、例えば、ネガ型感光膜が形成される。
また、特定樹脂は、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。
特定樹脂が酸分解性基を有する場合、樹脂組成物は、光酸発生剤を含むことが好ましい。このような樹脂組成物からは、例えば、化学増幅型であるポジ型感光膜又はネガ型感光膜が形成される。
本発明で用いるポリイミド前駆体は、その種類等は特に限定されないが、下記式(2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
式(2)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、酸素原子又は-NRz-を表し、R111は、2価の有機基を表し、R115は、4価の有機基を表し、R113及びR114は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、Rzは水素原子又は1価の有機基を表す。
Rzは水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子が好ましい。
式(2)におけるR111は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、直鎖又は分岐の脂肪族基、環状の脂肪族基及び芳香族基を含む基が例示され、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基を含む基がより好ましい。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく、上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。式(2)におけるR111の例としては、-Ar-および-Ar-L-Ar-で表される基が挙げられ、-Ar-L-Ar-で表される基が好ましい。但し、Arは、それぞれ独立に、芳香族基であり、Lは、単結合、又は、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-、-CO-、-S-、-SO2-若しくは-NHCO-、あるいは、上記の2つ以上の組み合わせからなる基である。これらの好ましい範囲は、上述のとおりである。
具体的には、R111は、炭素数2~20の直鎖又は分岐の脂肪族基、炭素数3~20の環状の脂肪族基、炭素数3~20の芳香族基、又は、これらの組み合わせからなる基を含むジアミン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。上記直鎖又は分岐の脂肪族基は鎖中の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよく上記環状の脂肪族基および芳香族基は環員の炭化水素基がヘテロ原子を含む基で置換されていてもよい。芳香族基を含む基の例としては、下記が挙げられる。
式中、Aは単結合又は2価の連結基を表し、単結合、又は、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-、-SO2-、-NHCO-、又は、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、又は、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-、若しくは、-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-、又は、-C(CH3)2-であることが更に好ましい。
式中、*は他の構造との結合部位を表す。
1,2-又は1,3-ジアミノシクロペンタン、1,2-、1,3-又は1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-、1,3-又は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及びイソホロンジアミン;
m-又はp-フェニレンジアミン、ジアミノトルエン、4,4’-又は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’-又は3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-又は3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-又は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、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、2,4-又は2,5-ジアミノクメン、2,5-ジメチル-p-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-p-フェニレンジアミン、2,4,6-トリメチル-m-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、ビス(p-アミノフェニル)オクタメチルペンタシロキサン、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、p-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及び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。
式(51)
式(51)中、R50~R57は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又は1価の有機基であり、R50~R57の少なくとも1つは、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基であり、*はそれぞれ独立に、式(2)中の窒素原子との結合部位を表す。
R50~R57の1価の有機基としては、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。
式(61)中、R58及びR59は、それぞれ独立に、フッ素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、*はそれぞれ独立に、式(2)中の窒素原子との結合部位を表す。
式(51)又は式(61)の構造を与えるジアミンとしては、2,2’-ジメチルベンジジン、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。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
式(5)又は式(6)中、*はそれぞれ独立に、他の構造との結合部位を表す。
式(5)中、R112は単結合又は2価の連結基であり、単結合、又は、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-、-CO-、-S-、-SO2-、及び-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、または、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-、-CO-、-S-及び-SO2-から選択される基であることがより好ましく、-CH2-、-C(CF3)2-、-C(CH3)2-、-O-、-CO-、-S-及び-SO2-からなる群より選択される2価の基であることが更に好ましい。
テトラカルボン酸二無水物は、下記式(O)で表されることが好ましい。
式(O)中、R115は、4価の有機基を表す。R115の好ましい範囲は式(2)におけるR115と同義であり、好ましい範囲も同様である。
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、イソアリル基、2-メチルアリル基、ビニル基と直接結合した芳香環を有する基(例えば、ビニルフェニル基など)、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(III)で表される基などが挙げられ、下記式(III)で表される基が好ましい。
式(III)において、*は他の構造との結合部位を表す。
式(III)において、R201は、炭素数2~12のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-、シクロアルキレン基又はポリアルキレンオキシ基を表す。
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、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ドデカメチレン基等のアルキレン基、1,2-ブタンジイル基、1,3-ブタンジイル基、-CH2CH(OH)CH2-、ポリアルキレンオキシ基が挙げられ、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、-CH2CH(OH)CH2-、シクロヘキシル基、ポリアルキレンオキシ基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基等のアルキレン基、又はポリアルキレンオキシ基が更に好ましい。
本発明において、ポリアルキレンオキシ基とは、アルキレンオキシ基が2以上直接結合した基をいう。ポリアルキレンオキシ基に含まれる複数のアルキレンオキシ基におけるアルキレン基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
ポリアルキレンオキシ基が、アルキレン基が異なる複数種のアルキレンオキシ基を含む場合、ポリアルキレンオキシ基におけるアルキレンオキシ基の配列は、ランダムな配列であってもよいし、ブロックを有する配列であってもよいし、交互等のパターンを有する配列であってもよい。
上記アルキレン基の炭素数(アルキレン基が置換基を有する場合、置換基の炭素数を含む)は、2以上であることが好ましく、2~10であることがより好ましく、2~6であることがより好ましく、2~5であることが更に好ましく、2~4であることが一層好ましく、2又は3であることがより更に好ましく、2であることが特に好ましい。
また、上記アルキレン基は、置換基を有していてもよい。好ましい置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子等が挙げられる。
また、ポリアルキレンオキシ基に含まれるアルキレンオキシ基の数(ポリアルキレンオキシ基の繰返し数)は、2~20が好ましく、2~10がより好ましく、2~6が更に好ましい。
ポリアルキレンオキシ基としては、溶剤溶解性及び耐溶剤性の観点からは、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、ポリトリメチレンオキシ基、ポリテトラメチレンオキシ基、又は、複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基が好ましく、ポリエチレンオキシ基又はポリプロピレンオキシ基がより好ましく、ポリエチレンオキシ基が更に好ましい。上記複数のエチレンオキシ基と複数のプロピレンオキシ基とが結合した基において、エチレンオキシ基とプロピレンオキシ基とはランダムに配列していてもよいし、ブロックを形成して配列していてもよいし、交互等のパターン状に配列していてもよい。これらの基におけるエチレンオキシ基等の繰返し数の好ましい態様は上述の通りである。
酸分解性基の具体例としては、tert-ブトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、エトキシエチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、トリメチルシリル基、tert-ブトキシカルボニルメチル基、トリメチルシリルエーテル基などが挙げられる。露光感度の観点からは、エトキシエチル基、又は、テトラヒドロフラニル基が好ましい。
式(2-A)
式(2-A)中、A1及びA2は、酸素原子を表し、R111及びR112は、それぞれ独立に、2価の有機基を表し、R113及びR114は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、R113及びR114の少なくとも一方は、重合性基を含む基であり、両方が重合性基を含む基であることが好ましい。
本明細書において、環構造の辺に結合する構造は、環構造の環員に直接結合する水素原子のうち、いずれの水素原子を置換していてもよいことを示している。
本明細書において、直接結合するとは、連結基を介さずに結合することをいう。
上記ポリイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリイミド前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
本明細書において、分子量の分散度とは、重量平均分子量/数平均分子量により算出される値である。
樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリイミド前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリイミド前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
本発明に用いられるポリイミドは、アルカリ可溶性ポリイミドであってもよく、有機溶剤を主成分とする現像液に対して可溶なポリイミドであってもよい。
本明細書において、アルカリ可溶性ポリイミドとは、100gの2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液に対し、23℃で0.1g以上溶解するポリイミドをいい、パターン形成性の観点からは、0.5g以上溶解するポリイミドであることが好ましく、1.0g以上溶解するポリイミドであることが更に好ましい。上記溶解量の上限は特に限定されないが、100g以下であることが好ましい。
ポリイミドは、得られる有機膜の膜強度及び絶縁性の観点からは、複数個のイミド構造を主鎖に有するポリイミドであることが好ましい。
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、フッ素原子を有することも好ましい。
フッ素原子は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132、又は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131にフッ化アルキル基として含まれることがより好ましい。
ポリイミドの全質量に対するフッ素原子の量は、5質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、ケイ素原子を有することも好ましい。
ケイ素原子は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に後述する有機変性(ポリ)シロキサン構造として含まれることがより好ましい。
上記ケイ素原子又は上記有機変性(ポリ)シロキサン構造はポリイミドの側鎖に含まれていてもよいが、ポリイミドの主鎖に含まれることが好ましい。
ポリイミドの全質量に対するケイ素原子の量は、1質量%以上が好ましく、20質量%以下がより好ましい。
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を有することが好ましい。
ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を主鎖末端に有していてもよいし、側鎖に有していてもよいが、側鎖に有することが好ましい。
上記エチレン性不飽和結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
エチレン性不飽和結合は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132又はR131に含まれることが好ましく、R132又はR131にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
これらの中でも、エチレン性不飽和結合は、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましく、R131にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
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、ビニルフェニル基等の芳香環に直接結合した、置換されていてもよいビニル基を有する基、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基、下記式(IV)で表される基などが挙げられる。
上記炭素数2~12のアルキレン基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状又はこれらの組み合わせにより表されるアルキレン基のいずれであってもよい。
上記炭素数2~12のアルキレン基としては、炭素数2~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~4のアルキレン基がより好ましい。
式(R1)~(R3)中、Lとしての炭素数2~12のアルキレン基、又は、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基の好ましい態様は、式(IV)のR21としての炭素数2~12のアルキレン基、又は、炭素数2~30の(ポリ)アルキレンオキシ基の好ましい態様と同様である。
式(R1)中、Xは酸素原子であることが好ましい。
式(R1)~(R3)中、*は式(IV)中の*と同義であり、好ましい態様も同様である。
式(R1)で表される構造は、例えば、フェノール性ヒドロキシ基等のヒドロキシ基を有するポリイミドと、イソシアナト基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、2-イソシアナトエチルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
式(R2)で表される構造は、例えば、カルボキシ基を有するポリイミドと、ヒドロキシ基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、2-ヒドロキシエチルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
式(R3)で表される構造は、例えば、フェノール性ヒドロキシ基等のヒドロキシ基を有するポリイミドと、グリシジル基及びエチレン性不飽和結合を有する化合物(例えば、グリシジルメタクリレート等)とを反応することにより得られる。
ポリイミドは、エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基を有していてもよい。
エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基としては、エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル基、メトキシメチル基等のアルコキシメチル基、メチロール基等が挙げられる。
エチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131に含まれることが好ましい。
ポリイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合を有する基以外の重合性基の量は、0.0001~0.1mol/gであることが好ましく、0.001~0.05mol/gであることがより好ましい。
ポリイミドは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。ポリイミドにおける酸分解性基は、上述の式(2)におけるR113及びR114において説明した酸分解性基と同様であり、好ましい態様も同様である。
極性変換基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR131、R132、ポリイミドの末端などに含まれる。
ポリイミドがアルカリ現像に供される場合、現像性を向上する観点からは、ポリイミドの酸価は、30mgKOH/g以上であることが好ましく、50mgKOH/g以上であることがより好ましく、70mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
上記酸価は500mgKOH/g以下であることが好ましく、400mgKOH/g以下であることがより好ましく、200mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
ポリイミドが有機溶剤を主成分とする現像液を用いた現像(例えば、「溶剤現像」)に供される場合、ポリイミドの酸価は、1~35mgKOH/gが好ましく、2~30mgKOH/gがより好ましく、5~20mgKOH/gが更に好ましい。
上記酸価は、公知の方法により測定され、例えば、JIS K 0070:1992に記載の方法により測定される。
ポリイミドに含まれる酸基としては、保存安定性及び現像性の両立の観点から、pKaが0~10である酸基が好ましく、3~8である酸基がより好ましい。
pKaとは、酸から水素イオンが放出される解離反応を考え、その平衡定数Kaをその負の常用対数pKaによって表したものである。本明細書において、pKaは、特に断らない限り、ACD/ChemSketch(登録商標)による計算値とする。pKaは、日本化学会編「改定5版 化学便覧 基礎編」に掲載の値を参照してもよい。
酸基が例えばリン酸等の多価の酸である場合、上記pKaは第一解離定数である。
このような酸基として、ポリイミドは、カルボキシ基、及び、フェノール性ヒドロキシ基からなる群より選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましく、フェノール性ヒドロキシ基を含むことがより好ましい。
アルカリ現像液による現像速度を適切なものとする観点からは、ポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を有することが好ましい。
ポリイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を主鎖末端に有してもよいし、側鎖に有してもよい。
フェノール性ヒドロキシ基は、例えば、後述する式(4)で表される繰返し単位におけるR132又はR131に含まれることが好ましい。
ポリイミドの全質量に対するフェノール性ヒドロキシ基の量は、0.1~30mol/gであることが好ましく、1~20mol/gであることがより好ましい。
式(4)中、R131は、2価の有機基を表し、R132は、4価の有機基を表す。
重合性基を有する場合、重合性基は、R131及びR132の少なくとも一方に位置していてもよいし、下記式(4-1)又は式(4-2)に示すようにポリイミドの末端に位置していてもよい。
式(4-1)
式(4-1)中、R133は重合性基であり、他の基は式(4)と同義である。
式(4-2)
R134及びR135の少なくとも一方は重合性基であり、重合性基でない場合は有機基であり、他の基は式(4)と同義である。
R131は、2価の有機基を表す。2価の有機基としては、式(2)におけるR111と同様のものが例示され、好ましい範囲も同様である。
R131としては、ジアミンのアミノ基の除去後に残存するジアミン残基が挙げられる。ジアミンとしては、脂肪族、環式脂肪族又は芳香族ジアミンなどが挙げられる。具体的な例としては、ポリイミド前駆体の式(2)中のR111の例が挙げられる。
例えば、R115として例示される4価の有機基の4つの結合子が、式(4)中の4つの-C(=O)-の部分と結合して縮合環を形成する。
ポリイミドのイミド化率(「閉環率」ともいう)は、得られる有機膜の膜強度、絶縁性等の観点からは、70%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、90%以上であることがより好ましい。
上記イミド化率の上限は特に限定されず、100%以下であればよい。
上記イミド化率は、例えば下記方法により測定される。
ポリイミドの赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造由来の吸収ピークである1377cm-1付近のピーク強度P1を求める。次に、そのポリイミドを350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、1377cm-1付近のピーク強度P2を求める。得られたピーク強度P1、P2を用い、下記式に基づいて、ポリイミドのイミド化率を求めることができる。
イミド化率(%)=(ピーク強度P1/ピーク強度P2)×100
ポリイミドの数平均分子量(Mn)は、2,000~40,000が好ましく、3,000~30,000がより好ましく、4,000~20,000が更に好ましい。
上記ポリイミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上が更に好ましい。ポリイミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリイミドを含む場合、少なくとも1種のポリイミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。上記複数種のポリイミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
ポリアミドイミド前駆体は、下記式(PAI-2)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
式(PAI-2)中、R117は3価の有機基を表し、R111は2価の有機基を表し、A2は酸素原子又は-NH-を表し、R113は水素原子又は1価の有機基を表す。
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)2-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
本発明において、カルボキシ基を3つ有する化合物をトリカルボン酸化合物という。
上記トリカルボン酸化合物の3つのカルボキシ基のうち2つのカルボキシ基は酸無水物化されていてもよい。
ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいトリカルボン酸化合物としては、分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族のトリカルボン酸化合物などが挙げられる。
これらのトリカルボン酸化合物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
これらの化合物は、2つのカルボキシ基が無水物化した化合物(例えば、トリメリット酸無水物)であってもよいし、少なくとも1つのカルボキシ基がハロゲン化した化合物(例えば、無水トリメリット酸クロリド)であってもよい。
式(PAI-1)中、R116は、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族基、環状の脂肪族基、及び芳香族基、複素芳香族基、又は単結合若しくは連結基によりこれらを2以上連結した基が例示され、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、又は、単結合若しくは連結基によりこれらを2以上組み合わせた基が好ましく、炭素数6~20の芳香族基、又は、単結合若しくは連結基により炭素数6~20の芳香族基を2以上組み合わせた基がより好ましい。
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)2-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基が好ましく、-O-、-S-、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、又はこれらを2以上結合した連結基がより好ましい。
上記アルキレン基としては、炭素数1~20のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のアルキレン基が更に好ましい。
上記ハロゲン化アルキレン基としては、炭素数1~20のハロゲン化アルキレン基が好ましく、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基がより好ましく、炭素数1~4のハロゲン化アルキレン基がより好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。上記ハロゲン化アルキレン基は、水素原子を有していても、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていてもよいが、水素原子の全てがハロゲン原子で置換されていることが好ましい。好ましいハロゲン化アルキレン基の例としては、(ジトリフルオロメチル)メチレン基等が挙げられる。
上記アリーレン基としては、フェニレン基又はナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましく、1,3-フェニレン基又は1,4-フェニレン基が更に好ましい。
本発明において、カルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸化合物、ハロゲン化されたカルボキシ基を2つ有する化合物をジカルボン酸ジハライド化合物という。
ジカルボン酸ジハライド化合物におけるカルボキシ基は、ハロゲン化されていればよいが、例えば、塩素化されていることが好ましい。すなわち、ジカルボン酸ジハライド化合物は、ジカルボン酸ジクロリド化合物であることが好ましい。
ポリアミドイミド前駆体の製造に用いられるハロゲン化されていてもよいジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族、環状の脂肪族又は芳香族ジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物などが挙げられる。
これらのジカルボン酸化合物又はジカルボン酸ジハライド化合物は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。
ジカルボン酸ジハライド化合物の具体例としては、上記ジカルボン酸化合物の具体例における2つのカルボキシ基をハロゲン化した構造の化合物が挙げられる。
また、本発明におけるポリアミドイミド前駆体の別の一実施形態として、式(PAI-2)で表される繰返し単位、及び、式(PAI-1)で表される繰返し単位を含む態様が挙げられる。上記繰り返し単位の合計含有量は、全繰返し単位の50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが更に好ましく、90モル%超であることが特に好ましい。上記合計含有量の上限は、特に限定されず、100モル%以下である。末端を除くポリアミドイミド前駆体における全ての繰返し単位は、式(PAI-2)で表される繰返し単位、又は、式(PAI-1)で表される繰返し単位のいずれかであってもよい。
ポリアミドイミド前駆体の分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上が更に好ましい。ポリアミドイミド前駆体の分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドイミド前駆体を含む場合、少なくとも1種のポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリアミドイミド前駆体を1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
本発明に用いられるポリアミドイミドは、アルカリ可溶性ポリアミドイミドであってもよく、有機溶剤を主成分とする現像液に対して可溶なポリアミドイミドであってもよい。
本明細書において、アルカリ可溶性ポリアミドイミドとは、100gの2.38質量%テトラメチルアンモニウム水溶液に対し、23℃で0.1g以上溶解するポリアミドイミドをいい、パターン形成性の観点からは、0.5g以上溶解するポリアミドイミドであることが好ましく、1.0g以上溶解するポリアミドイミドであることが更に好ましい。上記溶解量の上限は特に限定されないが、100g以下であることが好ましい。
また、ポリアミドイミドは、得られる有機膜の膜強度及び絶縁性の観点からは、複数個のアミド結合及び複数個のイミド構造を主鎖に有するポリアミドイミドであることが好ましい。
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリアミドイミドは、フッ素原子を有することが好ましい。
フッ素原子は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましく、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111にフッ化アルキル基として含まれることがより好ましい。
ポリアミドイミドの全質量に対するフッ素原子の量は、5質量%以上が好ましく、また、20質量%以下が好ましい。
得られる有機膜の膜強度の観点からは、ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合を有してもよい。
ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合を主鎖末端に有していてもよいし、側鎖に有していてもよいが、側鎖に有することが好ましい。
上記エチレン性不飽和結合は、ラジカル重合性を有することが好ましい。
エチレン性不飽和結合は、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましく、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111にエチレン性不飽和結合を有する基として含まれることがより好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する基の好ましい態様は、上述のポリイミドにおけるエチレン性不飽和結合を有する基の好ましい態様と同様である。
ポリアミドイミドは、エチレン性不飽和結合以外の重合性基を有していてもよい。
ポリアミドイミドにおけるエチレン性不飽和結合以外の重合性基としては、上述のポリイミドにおけるエチレン性不飽和結合以外の重合性基と同様の基が挙げられる。
エチレン性不飽和結合以外の重合性基は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR111に含まれることが好ましい。
ポリアミドイミドの全質量に対するエチレン性不飽和結合以外の重合性基の量は、0.05~10mol/gであることが好ましく、0.1~5mol/gであることがより好ましい。
ポリアミドイミドは、酸分解性基等の極性変換基を有していてもよい。ポリアミドイミドにおける酸分解性基は、上述の式(2)におけるR113及びR114において説明した酸分解性基と同様であり、好ましい態様も同様である。
ポリアミドイミドがアルカリ現像に供される場合、現像性を向上する観点からは、ポリアミドイミドの酸価は、30mgKOH/g以上であることが好ましく、50mgKOH/g以上であることがより好ましく、70mgKOH/g以上であることが更に好ましい。
また、上記酸価は500mgKOH/g以下であることが好ましく、400mgKOH/g以下であることがより好ましく、200mgKOH/g以下であることが更に好ましい。
また、ポリアミドイミドが有機溶剤を主成分とする現像液を用いた現像(例えば、「溶剤現像」)に供される場合、ポリアミドイミドの酸価は、2~35mgKOH/gが好ましく、3~30mgKOH/gがより好ましく、5~20mgKOH/gが更に好ましい。
上記酸価は、公知の方法により測定され、例えば、JIS K 0070:1992に記載の方法により測定される。
また、ポリアミドイミドに含まれる酸基としては、上述のポリイミドにおける酸基と同様の基が挙げられ、好ましい態様も同様である。
アルカリ現像液による現像速度を適切なものとする観点からは、ポリアミドイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を有することが好ましい。
ポリアミドイミドは、フェノール性ヒドロキシ基を主鎖末端に有してもよいし、側鎖に有してもよい。
フェノール性ヒドロキシ基は、例えば、後述する式(PAI-3)で表される繰返し単位におけるR117、又は、R111に含まれることが好ましい。
ポリアミドイミドの全質量に対するフェノール性ヒドロキシ基の量は、0.1~30mol/gであることが好ましく、1~20mol/gであることがより好ましい。
式(PAI-3)中、R111及びR117はそれぞれ、式(PAI-2)中のR111及びR117と同義であり、好ましい態様も同様である。
重合性基を有する場合、重合性基は、R111及びR117の少なくとも一方に位置していてもよいし、ポリアミドイミドの末端に位置していてもよい。
ポリアミドイミドのイミド化率(「閉環率」ともいう)は、得られる有機膜の膜強度、絶縁性等の観点から、70%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、90%以上であることがより好ましい。
上記イミド化率の上限は特に限定されず、100%以下であればよい。
上記イミド化率は、上述のポリイミドの閉環率と同様の方法により測定される。
また、ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)は、800~250,000が好ましく、2,000~50,000がより好ましく、4,000~25,000が更に好ましい。
ポリアミドイミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリアミドイミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドイミドを含む場合、少なくとも1種のポリアミドイミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリアミドイミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
ポリアミドは、上述の式(PAI-1)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
ポリアミドに含まれる式(PAI-1)で表される繰返し単位の好ましい態様は、ポリアミドイミド前駆体に含まれる式(PAI-1)で表される繰返し単位の好ましい態様と同様である。
式(PA-1)中、R118は3価の有機基であり、R119は2価の有機基であり、R120は水素原子又は1価の有機基を表す。
X2、X3、X4、X5、X6及びX8は、-O-であることが好ましい。
X7は、単結合、-O-、-S(=O)2-、-C(CH3)2-又は-C(CF3)2-であることが好ましい。
RP2はそれぞれ独立に、炭素数2~20のアルキレン基が好ましく、2~12のアルキレン基がより好ましい。
RP3はそれぞれ独立に、炭素数2~6のアルキレン基が好ましく、エチレン基又はプロピレン基がより好ましく、エチレン基が更に好ましい。
n1は1~5の整数であることが好ましく、1~3の整数であることがより好ましい。
RP4はそれぞれ独立に、炭素数2~6のアルキレン基が好ましく、エチレン基又はプロピレン基がより好ましく、エチレン基が更に好ましい。
RP5はそれぞれ独立に、炭素数2~10のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基がより好ましく、エチレン基、プロピレン基又はトリメチレン基が更に好ましく、トリメチレン基が特に好ましい。
RP6はそれぞれ独立に、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基又はフェニル基がより好ましく、メチル基又はフェニル基が更に好ましい。
n2は1~20の整数であることがより好ましい。
R120に含まれるラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基が好ましく、ビニル基、アリル基、イソアリル基、2-メチルアリル基、ビニル基と直接結合した芳香環を有する基(例えば、ビニルフェニル基など)、(メタ)アクリルアミド基、又は、(メタ)アクリロイルオキシ基がより好ましく、ビニルフェニル基、(メタ)アクリルアミド基、又は、(メタ)アクリロイルオキシ基が更に好ましい。
式(PR-1)中、RPはラジカル重合性基を有する基を表し、*は式(PA-1)中の窒素原子との結合部位を表す。
アミノ基で置換された2価カルボン酸と、アミノ基と反応する化合物とを反応させて、上記2価カルボン酸におけるアミノ基を有機基(好ましくはラジカル重合性基を有する基)により封止した化合物(以下、「封止体」ともいう。)を得る。
上記アミノ基と反応する化合物としては、酸クロライド、イソシアネート又はエポキシ化合物等が挙げられる。すなわち、ラジカル重合性基を有するこれらの化合物を上記アミノ基と反応する化合物として用いることにより、ラジカル重合性基を有する封止体を得ることができる。
その後、上記封止剤と、ジアミンとを重縮合させることにより、ポリアミドを得ることができる。ジアミンとしては、上述の式(PA-1)におけるR119の両端にアミノ基が結合した化合物を用いることができる。
また、ポリアミドの数平均分子量(Mn)は、800~250,000が好ましく、2,000~50,000がより好ましく、4,000~25,000が更に好ましい。
ポリアミドの分子量の分散度は、1.5以上が好ましく、1.8以上がより好ましく、2.0以上であることが更に好ましい。ポリアミドの分子量の分散度の上限値は特に定めるものではないが、例えば、7.0以下が好ましく、6.5以下がより好ましく、6.0以下が更に好ましい。
また、樹脂組成物が特定樹脂として複数種のポリアミドを含む場合、少なくとも1種のポリアミドの重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が上記範囲であることが好ましい。また、上記複数種のポリアミドを1つの樹脂として算出した重量平均分子量、数平均分子量、及び、分散度が、それぞれ、上記範囲内であることも好ましい。
ポリイミド前駆体等は、例えば、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる方法、低温中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させてポリアミック酸を得、縮合剤又はアルキル化剤を用いてエステル化する方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得て、その後ジアミンと縮合剤の存在下で反応させる方法、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法、などの方法を利用して得ることができる。上記製造方法のうち、テトラカルボン酸二無水物とアルコールとによりジエステルを得、その後残りのジカルボン酸をハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化し、ジアミンと反応させる方法がより好ましい。
上記縮合剤としては、例えばジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エトキシカルボニル-2-エトキシ-1,2-ジヒドロキノリン、1,1-カルボニルジオキシ-ジ-1,2,3-ベンゾトリアゾール、N,N’-ジスクシンイミジルカーボネート、無水トリフルオロ酢酸等が挙げられる。
上記アルキル化剤としては、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール、N,N-ジメチルホルムアミドジエチルアセタール、N,N-ジアルキルホルムアミドジアルキルアセタール、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル等が挙げられる。
上記ハロゲン化剤としては、塩化チオニル、塩化オキサリル、オキシ塩化リン等が挙げられる。
ポリイミド前駆体等の製造方法では、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、N-エチルピロリドン、プロピオン酸エチル、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン等が例示される。
ポリイミド前駆体等の製造方法では、反応に際し、塩基性化合物を添加することが好ましい。塩基性化合物は1種でもよいし、2種以上でもよい。
塩基性化合物は、原料に応じて適宜定めることができるが、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン等が例示される。
ポリイミド前駆体等の製造方法に際し、保存安定性をより向上させるため、ポリイミド前駆体等の樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、酸無水物誘導体、或いは、アミノ基を封止することが好ましい。樹脂末端に残存するカルボン酸無水物、及び酸無水物誘導体を封止する際、末端封止剤としては、モノアルコール、フェノール、チオール、チオフェノール、モノアミン等が挙げられ、反応性、膜の安定性から、モノアルコール、フェノール類やモノアミンを用いることがより好ましい。モノアルコールの好ましい化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ドデシノール、ベンジルアルコール、2-フェニルエタノール、2-メトキシエタノール、2-クロロメタノール、フルフリルアルコール等の1級アルコール、イソプロパノール、2-ブタノール、シクロヘキシルアルコール、シクロペンタノール、1-メトキシ-2-プロパノール等の2級アルコール、t-ブチルアルコール、アダマンタンアルコール等の3級アルコールが挙げられる。フェノール類の好ましい化合物としては、フェノール、メトキシフェノール、メチルフェノール、ナフタレン-1-オール、ナフタレン-2-オール、ヒドロキシスチレン等のフェノール類などが挙げられる。また、モノアミンの好ましい化合物としては、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、5-アミノ-8-ヒドロキシキノリン、1-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-ヒドロキシ-4-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-7-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-6-アミノナフタレン、2-ヒドロキシ-5-アミノナフタレン、1-カルボキシ-7-アミノナフタレン、1-カルボキシ-6-アミノナフタレン、1-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-カルボキシ-7-アミノナフタレン、2-カルボキシ-6-アミノナフタレン、2-カルボキシ-5-アミノナフタレン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、5-アミノサリチル酸、6-アミノサリチル酸、2-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノベンゼンスルホン酸、4-アミノベンゼンスルホン酸、3-アミノ-4,6-ジヒドロキシピリミジン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよく、複数の末端封止剤を反応させることにより、複数の異なる末端基を導入してもよい。
また、樹脂末端のアミノ基を封止する際、アミノ基と反応可能な官能基を有する化合物で封止することが可能である。アミノ基に対する好ましい封止剤は、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリド、カルボン酸ブロミド、スルホン酸クロリド、無水スルホン酸、スルホン酸カルボン酸無水物などが好ましく、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリドがより好ましい。カルボン酸無水物の好ましい化合物としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水シュウ酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水安息香酸、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物などが挙げられる。また、カルボン酸クロリドの好ましい化合物としては、塩化アセチル、アクリル酸クロリド、プロピオニルクロリド、メタクリル酸クロリド、ピバロイルクロリド、シクロヘキサンカルボニルクロリド、2-エチルヘキサノイルクロリド、シンナモイルクロリド、1-アダマンタンカルボニルクロリド、ヘプタフルオロブチリルクロリド、ステアリン酸クロリド、ベンゾイルクロリド、などが挙げられる。
ポリイミド前駆体等の製造方法に際し、固体を析出する工程を含んでいてもよい。具体的には、反応液中に共存している脱水縮合剤の吸水副生物を必要に応じて濾別した後、水、脂肪族低級アルコール、又はその混合液等の貧溶媒に、得られた重合体成分を投入し、重合体成分を析出させることで、固体として析出させ、乾燥させることでポリイミド前駆体等を得ることができる。精製度を向上させるために、ポリイミド前駆体等を再溶解、再沈析出、乾燥等の操作を繰返してもよい。さらに、イオン交換樹脂を用いてイオン性不純物を除去する工程を含んでいてもよい。
本発明の樹脂組成物における特定樹脂の含有量は、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%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが一層好ましい。また、本発明の樹脂組成物における樹脂の含有量は、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%以下であることが更に好ましく、97質量%以下であることが一層好ましく、95質量%以下であることがより一層好ましい。
本発明の樹脂組成物は、特定樹脂を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。
具体的には、本発明の樹脂組成物は、特定樹脂と、後述する他の樹脂とを合計で2種以上含んでもよいし、特定樹脂を2種以上含んでいてもよいが、特定樹脂を2種以上含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物が特定樹脂を2種以上含む場合、例えば、ポリイミド前駆体であって、二無水物由来の構造(上述の式(2)でいうR115)が異なる2種以上のポリイミド前駆体を含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、上述した特定樹脂と、特定樹脂とは異なる他の樹脂(以下、単に「他の樹脂」ともいう)とを含んでもよい。
他の樹脂としては、フェノール樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリシロキサン、シロキサン構造を含む樹脂、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、スチリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
例えば、(メタ)アクリル樹脂を更に加えることにより、塗布性に優れた樹脂組成物が得られ、また、耐溶剤性に優れたパターン(硬化物)が得られる。
例えば、後述する重合性化合物に代えて、又は、後述する重合性化合物に加えて、重量平均分子量が20,000以下の重合性基価の高い(例えば、樹脂1gにおける重合性基の含有モル量が1×10-3モル/g以上である)(メタ)アクリル樹脂を樹脂組成物に添加することにより、樹脂組成物の塗布性、パターン(硬化物)の耐溶剤性等を向上させることができる。
本発明の樹脂組成物における、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましく、60質量%以下であることが一層好ましく、50質量%以下であることがより一層好ましい。
本発明の樹脂組成物の好ましい一態様として、他の樹脂の含有量が低含有量である態様とすることもできる。上記態様において、他の樹脂の含有量は、樹脂組成物の全固形分に対し、20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く、10質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることが一層好ましく、1質量%以下であることがより一層好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%以上であればよい。
本発明の樹脂組成物は、他の樹脂を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。
本発明の樹脂組成物は、溶剤を含む。
ここで、本発明の第一の態様において、樹脂組成物の全質量に対するN-メチルピロリドン及びγ-ブチロラクトンのそれぞれの含有量がいずれも0.1質量%以下である。
本発明の第二の態様において、樹脂組成物の全質量に対するN-メチルピロリドン及びγ-ブチロラクトンのそれぞれの含有量がいずれも0.1質量%以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物の全質量に対するγ-ブチロラクトンの含有量は、0.05質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下であることがより好ましい。上記含有量の下限は特に限定されず、0質量%以上であればよい。
本発明の第二の態様において、樹脂組成物は、上記溶剤としてγ-バレロラクトンを含む。
ジメチルスルホキシドを含有することで、特定樹脂等の樹脂組成物に含まれる成分の溶解度を増大させることができる場合が有る。
本発明の樹脂組成物に含まれる溶剤の全質量に対するジメチルスルホキシドの含有量は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが更に好ましい。上限としては、例えば、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、25質量%以下が更に好ましく、20質量%以下が特に好ましい。
また、本発明の樹脂組成物がγ-バレロラクトン及びジメチルスルホキシドを含む場合、γ-バレロラクトン及びジメチルスルホキシドの合計量に対するγ-バレロラクトンの含有量は、60~95質量%であることが好ましく、70~90質量%であることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物がγ-バレロラクトン及びジメチルスルホキシドを含む場合、樹脂組成物に含まれる溶剤の全質量に対するγ-バレロラクトン及びジメチルスルホキシドの合計量は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。上記含有量の上限は特に限定されず、100質量%以下であればよい。
他の溶剤としては、エステル類、エーテル類、ケトン類、環状炭化水素類、スルホキシド類、アミド類、ウレア類、アルコール類などの化合物が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、重合性化合物及び光重合開始剤を含むことが好ましい。
このような態様によれば、例えば、本発明の樹脂組成物をネガ型感光性樹脂組成物として用いることが可能となる。
以下、各化合物について好ましい態様の詳細を記載する。
本発明の樹脂組成物は、重合性化合物を含むことが好ましい。
重合性化合物としては、ラジカル架橋剤、又は、他の架橋剤が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、ラジカル架橋剤を含むことが好ましい。
ラジカル架橋剤は、ラジカル重合性基を有する化合物である。ラジカル重合性基としては、エチレン性不飽和結合を含む基が好ましい。上記エチレン性不飽和結合を含む基としては、ビニル基、アリル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリロイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基などが挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基が好ましく、反応性の観点からは、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。
上記エチレン性不飽和結合を2個以上有する化合物としては、エチレン性不飽和結合を2~15個有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合を2~10個有する化合物がより好ましく、2~6個有する化合物が更に好ましい。
得られるパターン(硬化物)の膜強度の観点からは、本発明の樹脂組成物は、エチレン性不飽和結合を2個有する化合物と、上記エチレン性不飽和結合を3個以上有する化合物とを含むことも好ましい。
本発明において、ウレア結合とは、*-NRN-C(=O)-NRN-*で表される結合であり、RNはそれぞれ独立に、水素原子又は1価の有機基を表し、*はそれぞれ、炭素原子との結合部位を表す。
本発明において、ウレタン結合とは*-O-C(=O)-NRN-*で表される結合であり、RNは水素原子又は1価の有機基を表し、*はそれぞれ、炭素原子との結合部位を表す。
樹脂組成物が架橋剤Uを含むことにより、耐薬品性、解像性等が向上する場合が有る。
上記効果が得られるメカニズムは不明だが、例えば、加熱等による硬化時に架橋剤Uの一部が熱分解することにより、アミンなどが発生し、上記アミン等がポリイミド前駆体等の環化樹脂の前駆体の環化を促進すると考えられる。
架橋剤Uはウレア結合又はウレタン結合を1つのみ有してもよいし、1以上のウレア結合と1以上のウレタン結合とを有してもよいし、ウレタン結合を有さず2以上のウレア結合を有してもよいし、ウレア結合を有さず2以上のウレタン結合を有してもよい。
架橋剤Uにおけるウレア結合及びウレタン結合の合計数は、1以上であり、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
架橋剤Uがウレタン結合を有しない場合、架橋剤Uにおけるウレア結合の数は1以上であり、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
架橋剤Uがウレア結合を有しない場合、架橋剤Uにおけるウレタン結合の数は1以上であり、1~10であることが好ましく、1~4であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
架橋剤Uがラジカル重合性基を2以上有する場合、それぞれのラジカル重合性基の構造は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
架橋剤Uにおけるラジカル重合性基の数は、1つのみであってもよいし、2以上であってもよく、1~10が好ましく、1~6が更に好ましく、1~4が特に好ましい。
架橋剤Uにおけるラジカル重合性基価(ラジカル重合性基1モル当たりの化合物の質量)は、150~400g/molであることが好ましい。
上記ラジカル重合性基価の下限は、硬化物の耐薬品性の観点より、200g/mol以上であることがより好ましく、210g/mol以上であることが更に好ましく、220g/mol以上であることが一層好ましく、230g/mol以上であることがより一層好ましく、240g/mol以上であることがより更に好ましく、250g/mol以上であることが特に好ましい。
上記ラジカル重合性基価の上限は、現像性の観点より、350g/mol以下であることがより好ましく、330g/mol以下であることが更に好ましく、300g/mol以下であることが特に好ましい。
中でも、架橋剤Uの重合性基価は、210~400g/molであることが好ましく、220~400g/molであることがより好ましい。
式(U-1)中、RU1は水素原子又は1価の有機基であり、Aは-O-又は-NRN-であり、RNは水素原子又は1価の有機基であり、ZU1はm価の有機基であり、ZU2はn+1価の有機基であり、Xはラジカル重合性基であり、nは1以上の整数であり、mは1以上の整数である。
RNは水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基が好ましく、水素原子がより好ましい。
ZU1は炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-、-NRN-、若しくは、これらが2以上結合した基が好ましく、炭化水素基、又は、炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-、及び、-NRN-からなる群より選ばれた少なくとも1種の基とが結合した基がより好ましい。
上記炭化水素基としては、炭素数20以下の炭化水素基が好ましく、18以下の炭化水素基がより好ましく、16以下の炭化水素基が更に好ましい。上記炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は、これらの結合により表される基などが挙げられる。RNは水素原子又は1価の有機基を表し、水素原子又は炭化水素基であることが好ましく、水素原子又はアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることが更に好ましい。
ZU2は炭化水素基、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-、-NRN-、若しくは、これらが2以上結合した基が好ましく、炭化水素基、又は、炭化水素基と、-O-、-C(=O)-、-S-、-S(=O)2-、及び、-NRN-からなる群より選ばれた少なくとも1種の基とが結合した基がより好ましい。
上記炭化水素基としては、ZU1において挙げられたものと同様のものが挙げられ、好ましい態様も同様である。
Xは特に限定されないが、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基、マレイミド基等が挙げられ、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、ビニルフェニル基、又は、マレイミド基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
nは1~10の整数であることが好ましく、1~4の整数であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましく、1であることが特に好ましい。
mは1~10の整数であることが好ましく、1~4の整数であることがより好ましく、1又は2であることが更に好ましい。
得られる硬化膜の耐薬品性の観点から、ヒドロキシ基は、アルコール性ヒドロキシ基であってもフェノール性ヒドロキシ基であってもよいが、アルコール性ヒドロキシ基であることが好ましい。
得られる硬化膜の耐薬品性の観点から、アルキレンオキシ基としては、炭素数2~20のアルキレンオキシ基が好ましく、炭素数2~10のアルキレンオキシ基がより好ましく、炭素数2~4のアルキレンオキシ基が更に好ましく、エチレン基又はプロピレン基が更により好ましく、エチレン基が特に好ましい。
アルキレンオキシ基は、ポリアルキレンオキシ基として架橋剤Uに含まれてもよい。この場合のアルキレンオキシ基の繰返し数は、2~10であることが好ましく、2~6であることがより好ましい。
アミド基は、-C(=O)-NRN-により表される結合をいう。RNは上述の通りである。架橋剤Uがアミド基を有する場合、架橋剤Uは、例えば、R-C(=O)-NRN-*で表される基、又は、*-C(=O)-NRN-Rで表される基として含むことができる。Rは水素原子又は1価の置換基を表し、水素原子又は炭化水素基であることが好ましく、水素原子、アルキル基又は芳香族炭化水素基であることがより好ましい。
架橋剤Uは、ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基(ただし、ポリアルキレンオキシ基を構成する場合は、ポリアルキレンオキシ基)、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた構造を、分子内に2以上有してもよいが、分子内に1つのみ有する態様も好ましい。
上記ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基は架橋剤Uのいずれの位置に存在してもよいが、耐薬品性の観点からは、架橋剤Uは、上記ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた少なくとも1つと、架橋剤Uに含まれる少なくとも1つのラジカル重合性基とが、ウレア結合又はウレタン結合を含む連結基(以下、「連結基L2-1」ともいう。)により連結されていることも好ましい。
特に、架橋剤Uがラジカル重合性基を1つのみ含む場合、架橋剤Uに含まれるラジカル重合性基と、ヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた少なくとも1つとが、ウレア結合又はウレタン結合を含む連結基(以下、「連結基L2-2」ともいう。)により連結されていることが好ましい。
架橋剤Uがアルキレンオキシ基(ただし、ポリアルキレンオキシ基を構成する場合は、ポリアルキレンオキシ基)を含み、かつ、上記連結基L2-1又は上記連結基L2-2を有する場合、アルキレンオキシ基(ただし、ポリアルキレンオキシ基を構成する場合は、ポリアルキレンオキシ基)の連結基L2-1又は連結基L2-2とは反対の側に結合する構造は、特に限定されないが、炭化水素基、ラジカル重合性基又はこれらの組み合わせにより表される基が好ましい。上記炭化水素基としては、炭素数20以下の炭化水素基が好ましく、18以下の炭化水素基がより好ましく、16以下の炭化水素基が更に好ましい。上記炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は、これらの結合により表される基などが挙げられる。また、ラジカル重合性基の好ましい態様は上述の架橋剤Uにおけるラジカル重合性基の好ましい態様と同様である。
架橋剤Uがアミド基を含み、かつ、上記連結基L2-1又は上記連結基L2-2を有する場合、アミド基の連結基L2-1又は連結基L2-2とは反対の側に結合する構造は、特に限定されないが、炭化水素基、ラジカル重合性基又はこれらの組み合わせにより表される基が好ましい。上記炭化水素基としては、炭素数20以下の炭化水素基が好ましく、18以下の炭化水素基がより好ましく、16以下の炭化水素基が更に好ましい。また、上記炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、又は、これらの結合により表される基などが挙げられる。ラジカル重合性基の好ましい態様は上述の架橋剤Uにおけるラジカル重合性基の好ましい態様と同様である。また、上記態様において、アミド基の炭素原子側が連結基L2-1又は連結基L2-2と結合してもよいし、アミド基の窒素原子側が連結基L2-1又は連結基L2-2と結合してもよい。
これらの中でも、基材との密着性、耐薬品性、及び、Cuボイド抑制の観点からは、架橋剤Uはヒドロキシ基を有することが好ましい。
上記芳香族基は、架橋剤Uに含まれるウレア結合又はウレタン結合と直接結合することが好ましい。架橋剤Uがウレア結合又はウレタン結合を2以上含む場合、ウレア結合又はウレタン結合のうち1つと、芳香族基とが直接結合することが好ましい。
芳香族基は、芳香族炭化水素基であっても、芳香族ヘテロ環基であってもよく、これらが縮合環を形成した構造でもよいが、芳香族炭化水素基であることが好ましい。
上記芳香族炭化水素基としては、炭素数6~30の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数6~20の芳香族炭化水素基がより好ましく、ベンゼン環構造から2以上の水素原子を除いた基が更に好ましい。
上記芳香族ヘテロ環基としては、5員環又は6員環の芳香族ヘテロ環基が好ましい。このような芳香族ヘテロ環基における芳香族ヘテロ環としては、ピロール、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピラゾール、フラン、チオフェン、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン等が挙げられる。これらの環は、例えば、インドール、ベンゾイミダゾールのように更に他の環と縮合していてもよい。
上記芳香族ヘテロ環基に含まれるヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましい。
上記芳香族基は、例えば、2以上のラジカル重合性基を連結し、ウレア結合又はウレタン結合を含む連結基、又は、上述のヒドロキシ基、アルキレンオキシ基、アミド基及びシアノ基からなる群より選ばれた少なくとも1つと、架橋剤Uに含まれる少なくとも1つのラジカル重合性基とを連結する連結基に含まれることが好ましい。
架橋剤Uがウレア結合又はウレタン結合を合計で2以上含む場合、ラジカル重合性基を2以上含む場合、又は、ウレア結合若しくはウレタン結合を2以上含み、かつ、ラジカル重合性基を2以上含む場合、ウレア結合又はウレタン結合とラジカル重合性基の間の原子数(連結鎖長)のうち、最小のものが上記範囲内であればよい。
本明細書において、「ウレア結合又はウレタン結合と重合性基との間の原子数(連結鎖長)」とは、連結対象の2つの原子または原子群の間を結ぶ経路上の原子鎖のうち、これらの連結対象を最短(最小原子数)で結ぶものをいう。例えば、下記式で表される構造において、ウレア結合とラジカル重合性基(メタクリロイルオキシ基)との間の原子数(連結鎖長)は2である。
架橋剤Uは対称軸を有しない構造の化合物であることも好ましい。
架橋剤Uが対称軸を有しないとは、化合物全体を回転させることにより元の分子と同一の分子を生じる軸を有さず、左右非対称の化合物である事をいう。また、架橋剤Uの構造式を紙面上に表記した場合において、架橋剤Uが対称軸を有しないとは、架橋剤Uの構造式を、対称軸を有する形に表記することができないことをいう。
架橋剤Uが対称軸を有しないことにより、組成物膜中では架橋剤U同士の凝集が抑制されると考えられる。
架橋剤Uの分子量は、100~2,000であることが好ましく、150~1500であることが好ましく、200~900であることがより好ましい。
具体的な化合物としては、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、PEG(ポリエチレングリコール)200ジアクリレート、PEG200ジメタクリレート、PEG600ジアクリレート、PEG600ジメタクリレート、ポリテトラエチレングリコールジアクリレート、ポリテトラエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジメタクリレート、ビスフェノールAのEO(エチレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジメタクリレート、ビスフェノールAのPO(プロピレンオキシド)付加物ジアクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジメタクリレート、2-ヒドロキシー3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジアクリレート、イソシアヌル酸変性ジメタクリレート、その他ウレタン結合を有する2官能アクリレート、ウレタン結合を有する2官能メタクリレートを使用することができる。これらは必要に応じ、2種以上を混合し使用することができる。
なお、例えばPEG200ジアクリレートとは、ポリエチレングリコールジアクリレートであって、ポリエチレングリコール鎖の式量が200程度のものをいう。
本発明の樹脂組成物は、パターン(硬化物)の反り抑制の観点から、ラジカル架橋剤として、単官能ラジカル架橋剤を好ましく用いることができる。単官能ラジカル架橋剤としては、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、カルビトール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム等のN-ビニル化合物類、アリルグリシジルエーテル等が好ましく用いられる。単官能ラジカル架橋剤としては、露光前の揮発を抑制するため、常圧下で100℃以上の沸点を持つ化合物も好ましい。
その他、2官能以上のラジカル架橋剤としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物類が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、上述したラジカル架橋剤とは異なる、他の架橋剤を含むことも好ましい。
他の架橋剤とは、上述したラジカル架橋剤以外の架橋剤をいい、上述の光酸発生剤、又は、光塩基発生剤の感光により、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が促進される基を分子内に複数個有する化合物であることが好ましく、組成物中の他の化合物又はその反応生成物との間で共有結合を形成する反応が酸又は塩基の作用によって促進される基を分子内に複数個有する化合物が好ましい。
上記酸又は塩基は、露光工程において、光酸発生剤又は光塩基発生剤から発生する酸又は塩基であることが好ましい。
他の架橋剤としては、アシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基を有する化合物が好ましく、アシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基及びアルコキシメチル基からなる群より選ばれた少なくとも1種の基が窒素原子に直接結合した構造を有する化合物がより好ましい。
他の架橋剤としては、例えば、メラミン、グリコールウリル、尿素、アルキレン尿素、ベンゾグアナミンなどのアミノ基含有化合物にホルムアルデヒド又はホルムアルデヒドとアルコールを反応させ、上記アミノ基の水素原子をアシルオキシメチル基、メチロール基、エチロール基又はアルコキシメチル基で置換した構造を有する化合物が挙げられる。これらの化合物の製造方法は特に限定されず、上記方法により製造された化合物と同様の構造を有する化合物であればよい。これらの化合物のメチロール基同士が自己縮合してなるオリゴマーであってもよい。
上記のアミノ基含有化合物として、メラミンを用いた架橋剤をメラミン系架橋剤、グリコールウリル、尿素又はアルキレン尿素を用いた架橋剤を尿素系架橋剤、アルキレン尿素を用いた架橋剤をアルキレン尿素系架橋剤、ベンゾグアナミンを用いた架橋剤をベンゾグアナミン系架橋剤という。
これらの中でも、本発明の樹脂組成物は、尿素系架橋剤及びメラミン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことが好ましく、後述するグリコールウリル系架橋剤及びメラミン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を含むことがより好ましい。
上記化合物が有するアルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基は、炭素数2~5が好ましく、炭素数2又は3が好ましく、炭素数2がより好ましい。
上記化合物が有するアルコキシメチル基及びアシルオキシメチル基の総数は1~10が好ましく、2~8がより好ましく、3~6が特に好ましい。
上記化合物の分子量は1500以下が好ましく、180~1200よりが好ましい。
R101及びR102は、それぞれ独立に、一価の有機基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。
R105は各々独立にアルキル基又はアルケニル基を示し、a、b及びcは各々独立に1~3であり、dは0~4であり、eは0~3であり、fは0~3であり、a+dは5以下であり、b+eは4以下であり、c+fは4以下である。
酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基、酸の作用により脱離する基、-C(R4)2COOR5で表される基におけるR5については、例えば、-C(R36)(R37)(R38)、-C(R36)(R37)(OR39)、-C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36~R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
上記アルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、炭素数1~5のアルキル基がより好ましい。
上記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。
上記シクロアルキル基としては、炭素数3~12のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3~8のシクロアルキル基がより好ましい。
上記シクロアルキル基は単環構造であってもよいし、縮合環等の多環構造であってもよい。
上記アリール基は炭素数6~30の芳香族炭化水素基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
上記アラルキル基としては、炭素数7~20のアラルキル基が好ましく、炭素数7~16のアラルキル基がより好ましい。
上記アラルキル基はアルキル基により置換されたアリール基を意図しており、これらのアルキル基及びアリール基の好ましい態様は、上述のアルキル基及びアリール基の好ましい態様と同様である。
上記アルケニル基は炭素数3~20のアルケニル基が好ましく、炭素数3~16のアルケニル基がより好ましい。
これらの基は、公知の置換基を更に有していてもよい。
耐熱性の観点で、アルコキシメチル基又はアシルオキシメチル基が、直接芳香環やトリアジン環上に置換した化合物が好ましい。
ビスメトキシメチル尿素、ビスエトキシメチル尿素、ビスプロポキシメチル尿素、ビスブトキシメチル尿素等の尿素系架橋剤、
モノヒドロキシメチル化エチレン尿素又はジヒドロキシメチル化エチレン尿素、モノメトキシメチル化エチレン尿素、ジメトキシメチル化エチレン尿素、モノエトキシメチル化エチレン尿素、ジエトキシメチル化エチレン尿素、モノプロポキシメチル化エチレン尿素、ジプロポキシメチル化エチレン尿素、モノブトキシメチル化エチレン尿素、又は、ジブトキシメチル化エチレン尿素などのエチレン尿素系架橋剤、
モノヒドロキシメチル化プロピレン尿素、ジヒドロキシメチル化プロピレン尿素、モノメトキシメチル化プロピレン尿素、ジメトキシメチル化プロピレン尿素、モノエトキシメチル化プロピレン尿素、ジエトキシメチル化プロピレン尿素、モノプロポキシメチル化プロピレン尿素、ジプロポキシメチル化プロピレン尿素、モノブトキシメチル化プロピレン尿素、又は、ジブトキシメチル化プロピレン尿素などのプロピレン尿素系架橋剤、
1,3-ジ(メトキシメチル)4,5-ジヒドロキシ-2-イミダゾリジノン、1,3-ジ(メトキシメチル)-4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリジノンなどが挙げられる。
このような化合物の具体例としては、ベンゼンジメタノール、ビス(ヒドロキシメチル)クレゾール、ビス(ヒドロキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(ヒドロキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(ヒドロキシメチル)ベンゾフェノン、ヒドロキシメチル安息香酸ヒドロキシメチルフェニル、ビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(ヒドロキシメチル)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ベンゼン、ビス(メトキシメチル)クレゾール、ビス(メトキシメチル)ジメトキシベンゼン、ビス(メトキシメチル)ジフェニルエーテル、ビス(メトキシメチル)ベンゾフェノン、メトキシメチル安息香酸メトキシメチルフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ジメチルビス(メトキシメチル)ビフェニル、4,4’,4’’-エチリデントリス[2,6-ビス(メトキシメチル)フェノール]、5,5’-[2,2,2-トリフルオロ-1-(トリフルオロメチル)エチリデン]ビス[2-ヒドロキシ-1,3-ベンゼンジメタノール]、3,3’,5,5’-テトラキス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジオール等が挙げられる。
エポキシ化合物としては、一分子中にエポキシ基を2以上有する化合物であることが好ましい。エポキシ基は、200℃以下で架橋反応し、かつ、架橋に由来する脱水反応が起こらないため膜収縮が起きにくい。このため、エポキシ化合物を含有することは、樹脂組成物の低温硬化及び反りの抑制に効果的である。
オキセタン化合物としては、一分子中にオキセタン環を2つ以上有する化合物、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]エステル等を挙げることができる。具体的な例としては、東亞合成(株)製のアロンオキセタンシリーズ(例えば、OXT-121、OXT-221)が好適に使用することができ、これらは単独で、又は2種以上混合してもよい。
ベンゾオキサジン化合物は、開環付加反応に由来する架橋反応のため、硬化時に脱ガスが発生せず、更に熱収縮を小さくして反りの発生が抑えられることから好ましい。
本発明の樹脂組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤は熱重合開始剤であっても光重合開始剤であってもよいが、特に光重合開始剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤は、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作用し、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。
また、国際公開第2021/020359号の段落0208~0210に記載のニトロ基を有するオキシム化合物、ベンゾフラン骨格を有するオキシム化合物、カルバゾール骨格にヒドロキシ基を有する置換基が結合したオキシム化合物を用いることもできる。これらの内容は本明細書に組み込まれる。
式中、RX1は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミノ基、ホスフィノイル基、カルバモイル基またはスルファモイル基を表し、
RX2は、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、複素環オキシ基、アルキルスルファニル基、アリールスルファニル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシルオキシ基またはアミノ基を表し、
RX3~RX14は、それぞれ独立して水素原子または置換基を表す。
ただし、RX10~RX14のうち少なくとも一つは、電子求引性基である。
なお、光重合開始剤は熱重合開始剤としても機能する場合があるため、オーブンやホットプレート等の加熱によって光重合開始剤による架橋を更に進行させられる場合がある。
樹脂組成物は、増感剤を含んでいてもよい。増感剤は、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剤は、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、酸又は塩基を生成する。
使用可能な増感剤として、ベンゾフェノン系、ミヒラーズケトン系、クマリン系、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アントラセン系、アントラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、べンゾピラン系、インジゴ系等の化合物を使用することができる。
増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン(7-(ジエチルアミノ)クマリン-3-カルボン酸エチル)、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール、2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン、ジフェニルアセトアミド、ベンズアニリド、N-メチルアセトアニリド、3‘,4’-ジメチルアセトアニリド等が挙げられる。
また、他の増感色素を用いてもよい。
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。
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-S-S-、-SO2-S-、-N-O-、SH、PH、SiH、及びGeHを有する化合物群、RAFT(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer)重合に用いられるチオカルボニルチオ基を有するジチオベンゾアート、トリチオカルボナート、ジチオカルバマート、キサンタート化合物等が用いられる。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、若しくは、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。
本発明の樹脂組成物は、塩基発生剤を含んでもよい。ここで、塩基発生剤とは、物理的または化学的な作用によって塩基を発生することができる化合物である。好ましい塩基発生剤としては、熱塩基発生剤および光塩基発生剤が挙げられる。
特に、樹脂組成物が環化樹脂の前駆体を含む場合、樹脂組成物は塩基発生剤を含むことが好ましい。樹脂組成物が熱塩基発生剤を含有することによって、例えば加熱により前駆体の環化反応を促進でき、硬化物の機械特性や耐薬品性が良好なものとなり、例えば半導体パッケージ中に含まれる再配線層用層間絶縁膜としての性能が良好となる。
塩基発生剤としては、イオン型塩基発生剤でもよく、非イオン型塩基発生剤でもよい。塩基発生剤から発生する塩基としては、例えば、2級アミン、3級アミンが挙げられる。
塩基発生剤は特に限定されず、公知の塩基発生剤を用いることができる。公知の塩基発生剤としては、例えば、カルバモイルオキシム化合物、カルバモイルヒドロキシルアミン化合物、カルバミン酸化合物、ホルムアミド化合物、アセトアミド化合物、カルバメート化合物、ベンジルカルバメート化合物、ニトロベンジルカルバメート化合物、スルホンアミド化合物、イミダゾール誘導体化合物、アミンイミド化合物、ピリジン誘導体化合物、α-アミノアセトフェノン誘導体化合物、4級アンモニウム塩誘導体化合物、イミニウム塩、ピリジニウム塩、α-ラクトン環誘導体化合物、アミンイミド化合物、フタルイミド誘導体化合物、アシルオキシイミノ化合物等が挙げられる。
非イオン型塩基発生剤の具体的な化合物としては、式(B1)、式(B2)、又は式(B3)で表される化合物が挙げられる。
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が更に好ましい)、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が更に好ましい)、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が更に好ましい)、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が更に好ましい)であり、置換基を有していてもよい。中でも、Rb13はアリールアルキル基が好ましい。
Rb15及び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が更に好ましい)、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が更に好ましい)、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が更に好ましい)、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が更に好ましい)であり、水素原子又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が更に好ましい)、アルケニル基(炭素数2~12が好ましく、2~10がより好ましく、3~8が更に好ましい)、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が更に好ましい)、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が更に好ましい)であり、中でもアリール基が好ましい。
環状アルキル基は、炭素数3~12が好ましく、3~6がより好ましい。環状アルキル基は、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、シクロオクチル基等が挙げられる。
鎖状アルキル基と環状アルキル基との組み合わせを含む基は、炭素数4~24が好ましく、4~18がより好ましく、4~12がさらに好ましい。鎖状アルキル基と環状アルキル基との組み合わせを含む基は、例えば、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルプロピル基、メチルシクロヘキシルメチル基、エチルシクロヘキシルエチル基等が挙げられる。
酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、炭素数2~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。酸素原子を鎖中に有するアルキル基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。
なかでも、後述する分解生成塩基の沸点を高める観点で、RN1およびRN2は炭素数5~12のアルキル基が好ましい。ただし、金属(例えば銅)の層と積層する際の密着性を重視する処方においては、環状のアルキル基を有する基や炭素数1~8のアルキル基であることが好ましい。
保護基としては、酸または塩基の作用により分解する保護基が好ましく、酸で分解する保護基が好ましく挙げられる。
保護基の具体例としては、鎖状もしくは環状のアルキル基または鎖中に酸素原子を有する鎖状もしくは環状のアルキル基が挙げられる。鎖状もしくは環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。鎖中に酸素原子を有する鎖状のアルキル基としては、アルキルオキシアルキル基が挙げられ、メチルオキシメチル(MOM)基、エチルオキシエチル(EE)基等が好ましい。鎖中に酸素原子を有する環状のアルキル基としては、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、テトラヒドロフラニル基、テトラヒドロピラニル(THP)基等が挙げられる。
2価の炭化水素連結基は、炭素数1~24が好ましく、2~12がより好ましく、2~6がさらに好ましい。2価の脂肪族炭化水素基は、炭素数1~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。2価の芳香族炭化水素基は、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。2価の脂肪族炭化水素基と2価の芳香族炭化水素基との組み合わせを含む基(例えば、アリーレンアルキル基)は、炭素数7~22が好ましく、7~18がより好ましく、7~10がさらに好ましい。
直鎖または分岐の鎖状アルキレン基は、炭素数1~12が好ましく、2~6がより好ましく、2~4がさらに好ましい。
環状アルキレン基は、炭素数3~12が好ましく、3~6がより好ましい。
鎖状アルキレン基と環状アルキレン基との組み合わせを含む基は、炭素数4~24が好ましく、4~12がより好ましく、4~6がさらに好ましい。
酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、鎖状でも環状でもよく、直鎖でも分岐でもよい。酸素原子を鎖中に有するアルキレン基は、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。
環状のアルケニレン基は、炭素数3~12が好ましく、3~6がより好ましい。環状のアルケニレン基は、C=C結合の数は1~6が好ましく、1~4がより好ましく、1~2がさらに好ましい。
アリーレン基は、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。
アリーレンアルキレン基は、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。
中でも、鎖状アルキレン基、環状アルキレン基、酸素原子を鎖中に有するアルキレン基、鎖状のアルケニレン基、アリーレン基、アリーレンアルキレン基が好ましく、1,2-エチレン基、プロパンジイル基(特に1,3-プロパンジイル基)、シクロヘキサンジイル基(特に1,2-シクロヘキサンジイル基)、ビニレン基(特にシスビニレン基)、フェニレン基(1,2-フェニレン基)、フェニレンメチレン基(特に1,2-フェニレンメチレン基)、エチレンオキシエチレン基(特に1,2-エチレンオキシ-1,2-エチレン基)がより好ましい。
塩基発生剤は、1種又は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。
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観点から、金属接着性改良剤を含むことが好ましい。金属接着性改良剤としては、アルコキシシリル基を有するシランカップリング剤、アルミニウム系接着助剤、チタン系接着助剤、スルホンアミド構造を有する化合物及びチオウレア構造を有する化合物、リン酸誘導体化合物、βケトエステル化合物、アミノ化合物等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、国際公開第2021/112189号の段落0316に記載の化合物、特開2018-173573の段落0067~0078に記載の化合物が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。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。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、Meはメチル基を、Etはエチル基を表す。また、下記Rはブロックイソシアネート基におけるブロック化剤由来の構造が挙げられる。ブロック化剤としては、脱離温度に応じて選択すればよいが、アルコール化合物、フェノール化合物、ピラゾール化合物、トリアゾール化合物、ラクタム化合物、活性メチレン化合物等が挙げられる。例えば、脱離温度を160~180℃としたい観点からは、カプロラクタムなどが好ましい。このような化合物の市販品としては、X-12-1293(信越化学工業株式会社製)などが挙げられる。
また、シランカップリング剤として、アルコキシシリル基を複数個有するオリゴマータイプの化合物を用いることもできる。
このようなオリゴマータイプの化合物としては、下記式(S-1)で表される繰返し単位を含む化合物などが挙げられる。
式(S-1)中、RS1は1価の有機基を表し、RS2は水素原子、ヒドロキシ基又はアルコキシ基を表し、nは0~2の整数を表す。
RS1は重合性基を含む構造であることが好ましい。重合性基としては、エチレン性不飽和結合を有する基、エポキシ基、オキセタニル基、ベンゾオキサゾリル基、ブロックイソシアネート基、アミノ基等が挙げられる。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、イソアリル基、2-メチルアリル基、ビニル基と直接結合した芳香環を有する基(例えば、ビニルフェニル基など)、(メタ)アクリルアミド基、(メタ)アクリロイルオキシ基などが挙げられ、ビニルフェニル基、(メタ)アクリルアミド基又は(メタ)アクリロイルオキシ基が好ましく、ビニルフェニル基又は(メタ)アクリロイルオキシ基がより好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基が更に好ましい。
RS2はアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基又はエトキシ基であることがより好ましい。
nは0~2の整数を表し、1であることが好ましい。
ここで、オリゴマータイプの化合物に含まれる複数の式(S-1)で表される繰返し単位の構造は、それぞれ同一であってもよい。
ここで、オリゴマータイプの化合物に含まれる複数の式(S-1)で表される繰返し単位のうち、少なくとも1つにおいてnが1又は2であることが好ましく、少なくとも2つにおいてnが1又は2であることがより好ましく、少なくとも2つにおいてnが1であることが更に好ましい。
このようなオリゴマータイプの化合物としては市販品を用いることができ、市販品としては例えば、KR-513(信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
アルミニウム系接着助剤としては、例えば、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物は、マイグレーション抑制剤を更に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、例えば、樹脂組成物を金属層(又は金属配線)に適用して膜を形成した際に、金属層(又は金属配線)由来の金属イオンが膜内へ移動することを効果的に抑制することができる。
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フェノール系化合物、キノン系化合物、アミノ系化合物、N-オキシルフリーラジカル化合物系化合物、ニトロ系化合物、ニトロソ系化合物、ヘテロ芳香環系化合物、金属化合物などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果が得られる範囲で、必要に応じて、各種の添加物、例えば、界面活性剤、高級脂肪酸誘導体、熱重合開始剤、無機粒子、紫外線吸収剤、有機チタン化合物、酸化防止剤、凝集防止剤、フェノール系化合物、他の高分子化合物、可塑剤及びその他の助剤類(例えば、消泡剤、難燃剤など)、ピリジン環を有する化合物、ジシクロへキシルウレア、ジイソプロピルウレア等のウレア化合物等を含んでいてもよい。これらの成分を適宜含有させることにより、膜物性などの性質を調整することができる。これらの成分は、例えば、特開2012-003225号公報の段落番号0183以降(対応する米国特許出願公開第2013/0034812号明細書の段落番号0237)の記載、特開2008-250074号公報の段落番号0101~0104、0107~0109等の記載を参酌でき、これらの内容は本明細書に組み込まれる。これらの添加剤を配合する場合、その合計含有量は本発明の樹脂組成物の固形分の3質量%以下とすることが好ましい。
界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤などの各種界面活性剤を使用できる。界面活性剤はノニオン型界面活性剤であってもよく、カチオン型界面活性剤であってもよく、アニオン型界面活性剤であってもよい。
フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する繰り返し単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく用いることができ、例えば、下記化合物が挙げられる。
フッ素系界面活性剤は、エチレン性不飽和基を側鎖に有する含フッ素重合体をフッ素系界面活性剤として用いることもできる。具体例としては、特開2010-164965号公報の段落0050~0090および段落0289~0295に記載された化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。また、市販品としては、例えばDIC(株)製のメガファックRS-101、RS-102、RS-718K等が挙げられる。
界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.001~2.0質量%が好ましく、0.005~1.0質量%がより好ましい。
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本発明の樹脂組成物の表面に偏在させてもよい。
熱重合開始剤としては、例えば、熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。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、重合性を有する化合物の重合反応を開始又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樹脂及び重合性化合物の重合反応を進行させることもできるので、より耐溶剤性を向上できる。また、光重合開始剤も熱により重合を開始する機能を有する場合があり、熱重合開始剤として添加することができる場合がある。
無機粒子として、具体的には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン、ガラス等が挙げられる。
無機粒子の上記平均粒子径は、一次粒子径であり、また体積平均粒子径である。体積平均粒子径は、例えば、Nanotrac WAVE II EX-150(日機装社製)による動的光散乱法で測定できる。
上記測定が困難である場合は、遠心沈降光透過法、X線透過法、レーザー回折・散乱法で測定することもできる。
紫外線吸収剤としては、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、置換アクリロニトリル系、トリアジン系などの紫外線吸収剤が挙げられる。
紫外線吸収剤の具体例としては、国際公開第2021/112189号の段落0341~0342に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
樹脂組成物が紫外線吸収剤を含む場合、紫外線吸収剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.001質量%以上1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物が有機チタン化合物を含有することにより、低温で硬化した場合であっても耐薬品性に優れる樹脂層を形成できる。
有機チタン化合物の具体例を、以下のI)~VII)に示す:
I)チタンキレート化合物:樹脂組成物の保存安定性がよく、良好な硬化パターンが得られることから、アルコキシ基を2個以上有するチタンキレート化合物がより好ましい。具体的な例は、チタニウムビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキサイド、チタニウムジ(n-ブトキサイド)ビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(2,4-ペンタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタニウムジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)等である。
II)テトラアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、チタニウムテトラエトキサイド、チタニウムテトラ(2-エチルヘキソキサイド)、チタニウムテトライソブトキサイド、チタニウムテトライソプロポキサイド、チタニウムテトラメトキサイド、チタニウムテトラメトキシプロポキサイド、チタニウムテトラメチルフェノキサイド、チタニウムテトラ(n-ノニロキサイド)、チタニウムテトラ(n-プロポキサイド)、チタニウムテトラステアリロキサイド、チタニウムテトラキス[ビス{2,2-(アリロキシメチル)ブトキサイド}]等である。
III)チタノセン化合物:例えば、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリメトキサイド、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロフェニル)チタニウム、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニル)チタニウム等である。
IV)モノアルコキシチタン化合物:例えば、チタニウムトリス(ジオクチルホスフェート)イソプロポキサイド、チタニウムトリス(ドデシルベンゼンスルホネート)イソプロポキサイド等である。
V)チタニウムオキサイド化合物:例えば、チタニウムオキサイドビス(ペンタンジオネート)、チタニウムオキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、フタロシアニンチタニウムオキサイド等である。
VI)チタニウムテトラアセチルアセトネート化合物:例えば、チタニウムテトラアセチルアセトネート等である。
VII)チタネートカップリング剤:例えば、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート等である。
式(T-1)中、Mは、チタン、ジルコニウム又はハフニウムであり、l1は、0~2の整数であり、l2は0又は1であり、l1+l2×2は0~2の整数であり、mは0~4の整数、nは0~2の整数であり、l1+l2+m+n×2=4であり、R11は各々独立に置換もしくは無置換のシクロペンタジエニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、又は、置換もしくは無置換のフェノキシ基であり、R12は置換若しくは無置換の炭化水素基であり、R2は各々独立に、下記式(T-2)で表される構造を含む基であり、R3は各々独立に、下記式(T-2)で表される構造を含む基であり、XAはそれぞれ独立に、酸素原子又は硫黄原子である。
式(T-2)中、X1~X3はそれぞれ独立に、-C(-*)=又は-N=を表し、*はそれぞれ他の構造との結合部位を表し、#は金属原子との結合部位を表す。
式(T-1)中、l1及びl2が0である態様も、本発明の好ましい態様の一つである。
式(T-1)中、mは2又は4であることが好ましく、2であることがより好ましい。
式(T-1)中、nは1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
ここで、式(T-1)中、l1及びl2が0であり、mが0、2又は4であることも好ましい。
また、R11におけるシクロペンタジエニル基、アルコキシ基及びフェノキシ基は置換されていてもよいが、無置換である態様も本発明の好ましい態様の一つである。
R12における炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基のいずれであってもよいが、芳香族炭化水素基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、飽和脂肪族炭化水素基であっても不飽和脂肪族炭化水素基であってもよいが、飽和脂肪族炭化水素基が好ましい。
芳香族炭化水素基としては、炭素数6~20の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数6~10の芳香族炭化水素基がより好ましく、フェニレン基が更に好ましい。
R12における置換基としては、1価の置換基が好ましく、ハロゲン原子等が挙げられる。また、R12が芳香族炭化水素基である場合、置換基としてアルキル基を有してもよい。
これらの中でも、式(T-1)中、R12は無置換のフェニレン基であることが好ましい。また、R12におけるフェニレン基は1,2-フェニレン基であることが好ましい。
式(T-1)中、nが2以上であり、R3が2以上含まれる場合、その2以上のR3の構造はそれぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
添加剤として酸化防止剤を含有することで、硬化後の膜の伸度特性や、金属材料との密着性を向上させることができる。酸化防止剤としては、フェノール化合物、亜リン酸エステル化合物、チオエーテル化合物などが挙げられる。酸化防止剤の具体例としては、国際公開第2021/112189号の段落0348~0357に記載の化合物が挙げられ、この内容は本明細書に組み込まれる。
凝集防止剤としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
樹脂組成物が凝集防止剤を含む場合、凝集防止剤の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
フェノール系化合物としては、Bis-Z、BisP-EZ、TekP-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisOCHP-Z、BisP-MZ、BisP-PZ、BisP-IPZ、BisOCP-IPZ、BisP-CP、BisRS-2P、BisRS-3P、BisP-OCHP、メチレントリス-FR-CR、BisRS-26X(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-BIPC-F(以上、商品名、旭有機材(株)製)等が挙げられる。
樹脂組成物がフェノール系化合物を含む場合、フェノール系化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
他の高分子化合物としては、シロキサン樹脂、(メタ)アクリル酸を共重合した(メタ)アクリルポリマー、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂およびそれらの共重合体などが挙げられる。他の高分子化合物はメチロール基、アルコキシメチル基、エポキシ基などの架橋基が導入された変性体であってもよい。
樹脂組成物が他の高分子化合物を含む場合、他の高分子化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物はピリジン環を有する化合物を更に含んでもよい。
ピリジン環を有する化合物としては、ピリジン、2-ヒドロキシピリジン、3-ヒドロキシピリジン、4-ヒドロキシピリジン、2-アセチルピリジン、3-アセチルピリジン、4-アセチルピリジン、2-アミノピリジン、3-アミノピリジン、4-アミノピリジン、2-(アミノメチル)ピリジン、3-(アミノメチル)ピリジン、4-(アミノメチル)ピリジン、2-ビニルピリジン、3-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、2-フェニルピリジン、3-フェニルピリジン、4-フェニルピリジン、2-メチルピリジン、3-メチルピリジン、4-メチルピリジン、2,4-ジメチルピリジン、2,6-ジメチルピリジン、3,5-ジメチルピリジン、2,4,6-トリメチルピリジン、2-メルカプトピリジン、3-メルカプトピリジン、4-メルカプトピリジン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
樹脂組成物がピリジン環を有する化合物を含む場合、他の高分子化合物の含有量は、樹脂組成物の全固形分質量に対して、0.01質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物の粘度は、樹脂組成物の固形分濃度により調整できる。塗布膜厚の観点から、1,000mm2/s~12,000mm2/sが好ましく、2,000mm2/s~10,000mm2/sがより好ましく、2,500mm2/s~8,000mm2/sが更に好ましい。上記範囲であれば、均一性の高い塗布膜を得ることが容易になる。1,000mm2/s以上であれば、例えば再配線用絶縁膜として必要とされる膜厚で塗布することが容易であり、12,000mm2/s以下であれば、塗布面状に優れた塗膜が得られる。
本発明の樹脂組成物の含水率は、2.0質量%未満であることが好ましく、1.5質量%未満であることがより好ましく、1.0質量%未満であることが更に好ましい。2.0%未満であれば、樹脂組成物の保存安定性が向上する。
水分の含有量を維持する方法としては、保管条件における湿度の調整、保管時の収容容器の空隙率低減などが挙げられる。
ハロゲン原子の含有量を調節する方法としては、イオン交換処理などが好ましく挙げられる。
本発明の樹脂組成物を硬化することにより、樹脂組成物の硬化物を得ることができる。
本発明の硬化物は、樹脂組成物を硬化してなる硬化物である。
樹脂組成物の硬化は加熱によるものであることが好ましく、加熱温度が120℃~400℃がより好ましく、140℃~380℃が更に好ましく、170℃~350℃が特に好ましい。樹脂組成物の硬化物の形態は、特に限定されず、フィルム状、棒状、球状、ペレット状など、用途に合わせて選択することができる。本発明において、硬化物は、フィルム状であることが好ましい。樹脂組成物のパターン加工によって、壁面への保護膜の形成、導通のためのビアホール形成、インピーダンスや静電容量あるいは内部応力の調整、放熱機能付与など、用途にあわせて、硬化物の形状を選択することもできる。硬化物(硬化物からなる膜)の膜厚は、0.5μm以上150μm以下であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物を硬化した際の収縮率は、50%以下が好ましく、45%以下がより好ましく、40%以下が更に好ましい。ここで、収縮率は、樹脂組成物の硬化前後の体積変化の百分率を指し、下記の式より算出することができる。
収縮率[%]=100-(硬化後の体積÷硬化前の体積)×100
本発明の樹脂組成物の硬化物のイミド化反応率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。70%以上であれば、機械特性に優れた硬化物となる場合がある。
本発明の樹脂組成物の硬化物の破断伸びは、30%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)は、180℃以上であることが好ましく、210℃以上であることがより好ましく、230℃以上であることがさらに好ましい。
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。
混合方法としては、撹拌羽による混合、ボールミルによる混合、タンクを回転させる混合などが挙げられる。
混合中の温度は10~30℃が好ましく、15~25℃がより好ましい。
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。
フィルターを用いたろ過後、ボトルに充填した樹脂組成物を減圧下に置き、脱気する工程を施しても良い。
本発明の硬化物の製造方法は、樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含むことが好ましい。
硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程、及び、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含むことがより好ましい。
硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、上記露光工程、上記現像工程、並びに、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程及び現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程の少なくとも一方を含むことが特に好ましい。
また、硬化物の製造方法は、上記膜形成工程、及び、上記膜を加熱する工程を含むことも好ましい。
以下、各工程の詳細について説明する。
本発明の樹脂組成物は、基材上に適用して膜を形成する膜形成工程に用いることができる。
本発明の硬化物の製造方法は、樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含むことが好ましい。
基材の種類は、用途に応じて適宜定めることができ、特に限定されない。基材としては、例えば、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材、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などの金属基材(例えば、金属から形成された基材、及び、金属層が例えばめっきや蒸着等により形成された基材のいずれであってもよい)、紙、SOG(Spin On Glass)、TFT(薄膜トランジスタ)アレイ基材、モールド基材、プラズマディスプレイパネル(PDP)の電極板などが挙げられる。基材は、特に、半導体作製基材が好ましく、シリコン基材、Cu基材およびモールド基材がより好ましい。
これらの基材にはヘキサメチルジシラザン(HMDS)等による密着層や酸化層などの層が表面に設けられていてもよい。
基材の形状は特に限定されず、円形状であってもよく、矩形状であってもよい。
基材のサイズは、円形状であれば、例えば直径が100~450mmが好ましく、200~450mmがより好ましい。矩形状であれば、例えば短辺の長さが100~1000mmが好ましく、200~700mmがより好ましい。
基材としては、例えば板状、好ましくはパネル状の基材(基板)が用いられる。
適用する手段としては、具体的には、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、インクジェット法などが挙げられる。膜の厚さの均一性の観点から、スピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法、又は、インクジェット法が好ましく、膜の厚さの均一性の観点および生産性の観点からスピンコート法およびスリットコート法がより好ましい。適用する手段に応じて樹脂組成物の固形分濃度や塗布条件を調整することで、所望の厚さの膜を得ることができる。また、基材の形状によっても塗布方法を適宜選択でき、ウエハ等の円形基材であればスピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法等が好ましく、矩形基材であればスリットコート法、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、500~3,500rpmの回転数で、10秒~3分程度適用することができる。
また、あらかじめ仮支持体上に上記付与方法によって付与して形成した塗膜を、基材上に転写する方法を適用することもできる。
転写方法に関しては特開2006-023696号公報の段落0023、0036~0051や、特開2006-047592号公報の段落0096~0108に記載の作製方法を好適に用いることができる。
また、基材の端部において余分な膜の除去を行なう工程を行なってもよい。このような工程の例には、エッジビードリンス(EBR)、バックリンスなどが挙げられる。
樹脂組成物を基材に塗布する前に基材を種々の溶剤を塗布し、基材の濡れ性を向上させた後に樹脂組成物を塗布するプリウェット工程を採用しても良い。
上記膜は、膜形成工程(層形成工程)の後に、溶剤を除去するため、形成された膜(層)を乾燥する工程(乾燥工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を乾燥する乾燥工程を含んでもよい。
上記乾燥工程は膜形成工程の後、露光工程の前に行われることが好ましい。
乾燥工程における膜の乾燥温度は50~150℃が好ましく、70℃~130℃がより好ましく、90℃~110℃が更に好ましい。また、減圧により乾燥を行っても良い。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、2分~7分がより好ましい。
上記膜は、膜を選択的に露光する露光工程に供されてもよい。
硬化物の製造方法は、膜形成工程により形成された膜を選択的に露光する露光工程を含んでもよい。
選択的に露光するとは、膜の一部を露光することを意味している。また、選択的に露光することにより、膜には露光された領域(露光部)と露光されていない領域(非露光部)が形成される。
露光量は、本発明の樹脂組成物を硬化できる限り特に限定されないが、例えば、波長365nmでの露光エネルギー換算で50~10,000mJ/cm2が好ましく、200~8,000mJ/cm2がより好ましい。
露光の方式は特に限定されず、本発明の樹脂組成物からなる膜の少なくとも一部が露光される方式であればよいが、フォトマスクを使用した露光、レーザーダイレクトイメージング法による露光等が挙げられる。
上記膜は、露光後に加熱する工程(露光後加熱工程)に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を加熱する露光後加熱工程を含んでもよい。
露光後加熱工程は、露光工程後、現像工程前に行うことができる。
露光後加熱工程における加熱温度は、50℃~140℃が好ましく、60℃~120℃がより好ましい。
露光後加熱工程における加熱時間は、30秒間~300分間が好ましく、1分間~10分間がより好ましい。
露光後加熱工程における昇温速度は、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~12℃/分が好ましく、2~10℃/分がより好ましく、3~10℃/分が更に好ましい。
また、昇温速度は加熱途中で適宜変更してもよい。
露光後加熱工程における加熱手段としては、特に限定されず、公知のホットプレート、オーブン、赤外線ヒーター等を用いることができる。
また、加熱に際し、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下で行うことも好ましい。
露光後の上記膜は、現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、露光工程により露光された膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含んでもよい。
現像を行うことにより、膜の露光部及び非露光部のうち一方が除去され、パターンが形成される。
ここで、膜の非露光部が現像工程により除去される現像をネガ型現像といい、膜の露光部が現像工程により除去される現像をポジ型現像という。
現像工程において用いられる現像液としては、アルカリ水溶液、又は、有機溶剤を含む現像液が挙げられる。
塩基性化合物としては、アミノ基を有する塩基性化合物が好ましく、1級アミン、2級アミン、3級アミン、アンモニウム塩、3級アミドなどが好ましいが、イミド化反応を促進する為には、1級アミン、2級アミン、3級アミン又はアンモニウム塩が好ましく、2級アミン、3級アミン又はアンモニウム塩がより好ましく、2級アミン又は3級アミンが更に好ましく、3級アミンが特に好ましい。
塩基性化合物としては、硬化物の機械特性(破断伸び)の観点からは、硬化膜(得られる硬化物)中に残存しにくいものが好ましく、環化の促進の観点からは、気化等により、加熱前に残存量が減少しにくいものであることが好ましい。
したがって、塩基性化合物の沸点は、常圧(101,325Pa)で30℃~350℃が好ましく、80℃~270℃がより好ましく、100℃~230℃が更に好ましい。
塩基性化合物の沸点は、現像液に含まれる有機溶剤の沸点から20℃を減算した温度よりも高いことが好ましく、現像液に含まれる有機溶剤の沸点よりも高いことがより好ましい。
例えば、有機溶剤の沸点が100℃である場合、使用される塩基性化合物は、沸点が80℃以上が好ましく、沸点が100℃以上がより好ましい。
現像液は塩基性化合物を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。
塩基性化合物又は塩基発生剤が現像液が用いられる環境で固体である場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、現像液の全固形分に対して、70~100質量%であることも好ましい。
現像液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方が2種以上である場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
現像液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、膜が形成された基材を現像液に浸漬する方法、基材上に形成された膜にノズルを用いて現像液を供給するパドル現像、または、現像液を連続供給する方法がある。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
現像液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、現像液をストレートノズルで供給する方法、又はスプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部への現像液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。
また、現像液をストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去し、スピン乾燥後に再度ストレートノズルにて連続供給後、基材をスピンし現像液を基材上から除去する工程を採用してもよく、この工程を複数回繰り返しても良い。
現像工程における現像液の供給方法としては、現像液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上で現像液が略静止状態で保たれる工程、基材上で現像液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが挙げられる。
現像液がアルカリ水溶液である場合、リンス液としては、例えば水を用いることができる。現像液が有機溶剤を含む現像液である場合、リンス液としては、例えば、現像液に含まれる溶剤とは異なる溶剤(例えば、水、現像液に含まれる有機溶剤とは異なる有機溶剤)を用いることができる。
リンス液に含まれる有機溶剤は、現像液に含まれる有機溶剤とは異なる有機溶剤であることが好ましく、現像液に含まれる有機溶剤よりも、パターンの溶解度が小さい有機溶剤がより好ましい。
特に限定されないが、現像液が有機溶剤を含む場合、リンス液が有機溶剤と塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方とを含む態様も、本発明の好ましい態様の一つである。
リンス液に含まれる塩基性化合物及び塩基発生剤としては、上述の現像液が有機溶剤を含む場合に含まれてもよい塩基性化合物及び塩基発生剤として例示された化合物が挙げられ、好ましい態様も同様である。
リンス液に含まれる塩基性化合物及び塩基発生剤は、リンス液における溶剤への溶解度等を考慮して選択すればよい。
塩基性化合物又は塩基発生剤がリンス液が用いられる環境で固体である場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、リンス液の全固形分に対して、70~100質量%であることも好ましい。
リンス液が塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含む場合、リンス液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方が2種以上である場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
他の成分としては、例えば、公知の界面活性剤や公知の消泡剤等が挙げられる。
リンス液の供給方法は、所望のパターンを形成できれば特に制限は無く、基材をリンス液に浸漬する方法、基材に液盛りによりリンス液を供給する方法、基材にリンス液をシャワーで供給する方法、基材上にストレートノズル等の手段によりリンス液を連続供給する方法がある。
リンス液の浸透性、非画像部の除去性、製造上の効率の観点から、リンス液をシャワーノズル、ストレートノズル、スプレーノズルなどで供給する方法があり、スプレーノズルにて連続供給する方法が好ましく、画像部へのリンス液の浸透性の観点からは、スプレーノズルで供給する方法がより好ましい。ノズルの種類は特に制限は無く、ストレートノズル、シャワーノズル、スプレーノズル等が挙げられる。
すなわち、リンス工程は、リンス液を上記露光後の膜に対してストレートノズルにより供給、又は、連続供給する工程であることが好ましく、リンス液をスプレーノズルにより供給する工程であることがより好ましい。
リンス工程におけるリンス液の供給方法としては、リンス液が連続的に基材に供給され続ける工程、基材上でリンス液が略静止状態で保たれる工程、基材上でリンス液を超音波等で振動させる工程及びそれらを組み合わせた工程などが採用可能である。
上記有機溶剤、及び、塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方の好ましい態様は、上述のリンス液において用いられる有機溶剤、及び、塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方の好ましい態様と同様である。
処理液のパターンへの供給方法は、上述のリンス液の供給方法と同様の方法を用いることができ、好ましい態様も同様である。
また、塩基性化合物又は塩基発生剤が処理液が用いられる環境で固体である場合、塩基性化合物又は塩基発生剤の含有量は、処理液の全固形分に対して、70~100質量%であることも好ましい。
処理液が塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を含む場合、処理液は塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方を1種のみ含有してもよいし、2種以上を含有してもよい。塩基性化合物及び塩基発生剤の少なくとも一方が2種以上である場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
現像工程により得られたパターン(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記現像により得られたパターンを加熱する加熱工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを加熱する加熱工程を含んでもよい。
また、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程を行わずに他の方法で得られたパターン、又は、膜形成工程により得られた膜を加熱する加熱工程を含んでもよい。
加熱工程において、ポリイミド前駆体等の樹脂は環化してポリイミド等の樹脂となる。
また、特定樹脂、又は特定樹脂以外の架橋剤における未反応の架橋性基の架橋なども進行する。
加熱工程における加熱温度(最高加熱温度)としては、50~450℃が好ましく、150~350℃がより好ましく、150~250℃が更に好ましく、160~250℃が一層好ましく、160~230℃が特に好ましい。
加えて、急速加熱可能なオーブンの場合、加熱開始時の温度から最高加熱温度まで1~8℃/秒の昇温速度で行うことが好ましく、2~7℃/秒がより好ましく、3~6℃/秒が更に好ましい。
上記加熱温度の上限は、350℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、240℃以下が更に好ましい。
更に、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。
加熱工程における加熱手段としては、特に限定されないが、例えばホットプレート、赤外炉、電熱式オーブン、熱風式オーブン、赤外線オーブンなどが挙げられる。
現像工程により得られたパターン(リンス工程を行う場合は、リンス後のパターン)は、上記加熱工程に代えて、又は、上記加熱工程に加えて、現像工程後のパターンを露光する現像後露光工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターンを露光する現像後露光工程を含んでもよい。本発明の硬化物の製造方法は、加熱工程及び現像後露光工程を含んでもよいし、加熱工程及び現像後露光工程の一方のみを含んでもよい。
現像後露光工程においては、例えば、光塩基発生剤の感光によってポリイミド前駆体等の環化が進行する反応や、光酸発生剤の感光によって酸分解性基の脱離が進行する反応などを促進することができる。
現像後露光工程においては、現像工程において得られたパターンの少なくとも一部が露光されればよいが、上記パターンの全部が露光されることが好ましい。
現像後露光工程における露光量は、感光性化合物が感度を有する波長における露光エネルギー換算で、50~20,000mJ/cm2が好ましく、100~15,000mJ/cm2がより好ましい。
現像後露光工程は、例えば、上述の露光工程における光源を用いて行うことができ、ブロードバンド光を用いることが好ましい。
現像工程により得られたパターン(加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方に供されたものが好ましい)は、パターン上に金属層を形成する金属層形成工程に供されてもよい。
すなわち、本発明の硬化物の製造方法は、現像工程により得られたパターン(加熱工程及び現像後露光工程少なくとも一方に供されたものが好ましい)上に金属層を形成する金属層形成工程を含むことが好ましい。
本発明の硬化物の製造方法、又は、硬化物の適用可能な分野としては、電子デバイスの絶縁膜、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)、又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)「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。
本発明の積層体とは、本発明の硬化物からなる層を複数層有する構造体をいう。
積層体は、硬化物からなる層を2層以上含む積層体であり、3層以上積層した積層体としてもよい。
上記積層体に含まれる2層以上の上記硬化物からなる層のうち、少なくとも1つが本発明の硬化物からなる層であり、硬化物の収縮、又は、上記収縮に伴う硬化物の変形等を抑制する観点からは、上記積層体に含まれる全ての硬化物からなる層が本発明の硬化物からなる層であることも好ましい。
すなわち、本発明の積層体の製造方法は、複数回行われる硬化物の製造方法の間に、硬化物からなる層上に金属層を形成する金属層形成工程を更に含むことが好ましい。金属層形成工程の好ましい態様は上述の通りである。
上記積層体としては、例えば、第一の硬化物からなる層、金属層、第二の硬化物からなる層の3つの層がこの順に積層された層構造を少なくとも含む積層体が好ましいものとして挙げられる。
上記第一の硬化物からなる層及び上記第二の硬化物からなる層は、いずれも本発明の硬化物からなる層であることが好ましい。上記第一の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物と、上記第二の硬化物からなる層の形成に用いられる本発明の樹脂組成物とは、組成が同一の組成物であってもよいし、組成が異なる組成物であってもよい。本発明の積層体における金属層は、再配線層などの金属配線として好ましく用いられる。
本発明の積層体の製造方法は、積層工程を含むことが好ましい。
積層工程とは、パターン(樹脂層)又は金属層の表面に、再度、(a)膜形成工程(層形成工程)、(b)露光工程、(c)現像工程、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方を、この順に行うことを含む一連の工程である。ただし、(a)膜形成工程および(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方を繰り返す態様であってもよい。また、(d)加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方の後には(e)金属層形成工程を含んでもよい。積層工程には、更に、上記乾燥工程等を適宜含んでいてもよいことは言うまでもない。
例えば、樹脂層/金属層/樹脂層/金属層/樹脂層/金属層のように、樹脂層を2層以上20層以下とする構成が好ましく、2層以上9層以下とする構成が更に好ましい。
上記各層はそれぞれ、組成、形状、膜厚等が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
本発明の積層体の製造方法は、上記金属層および樹脂組成物層の少なくとも一部を表面活性化処理する、表面活性化処理工程を含むことが好ましい。
表面活性化処理工程は、通常、金属層形成工程の後に行うが、上記現像工程の後(好ましくは、加熱工程及び現像後露光工程の少なくとも一方の後)、樹脂組成物層に表面活性化処理工程を行ってから、金属層形成工程を行ってもよい。
表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、露光後の樹脂組成物層の少なくとも一部のみに行ってもよいし、金属層および露光後の樹脂組成物層の両方について、それぞれ、少なくとも一部に行ってもよい。表面活性化処理は、金属層の少なくとも一部について行うことが好ましく、金属層のうち、表面に樹脂組成物層を形成する領域の一部または全部に表面活性化処理を行うことが好ましい。このように、金属層の表面に表面活性化処理を行うことにより、その表面に設けられる樹脂組成物層(膜)との密着性を向上させることができる。
表面活性化処理は、露光後の樹脂組成物層(樹脂層)の一部または全部についても行うことが好ましい。このように、樹脂組成物層の表面に表面活性化処理を行うことにより、表面活性化処理した表面に設けられる金属層や樹脂層との密着性を向上させることができる。特にネガ型現像を行う場合など、樹脂組成物層が硬化されている場合には、表面処理によるダメージを受けにくく、密着性が向上しやすい。
表面活性化処理は、例えば、国際公開第第2021/112189号の段落0415に記載の方法により実施することができる。この内容は本明細書に組み込まれる。
本発明は、本発明の硬化物、又は、積層体を含む半導体デバイスも開示する。
また、本発明は、本発明の硬化物の製造方法、又は、積層体の製造方法を含む半導体デバイスの製造方法も開示する。
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の記載及び図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。
〔合成例1:ポリマーP-1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(258ミリモル)のピリジンと、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、後述する合成例2と同様にN-メチルピロリドンに4,4’-ジアミノジフェニルエーテルを溶解させた溶液を、反応混合物に滴下し、その後、得られた反応混合物を精製、乾燥した。このポリイミド前駆体(ポリマーP-1)の重量平均分子量は、18,000であった。ポリマーP-1は下記構造の樹脂である。
4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)7.76g(25ミリモル)および3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物6.23g(25ミリモル)を反応容器に入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)13.4g及びγ-ブチロラクトン100mlを加えた。室温下で撹拌しながら、ピリジン7.91gを加えることにより、反応混合物を得た。反応による発熱の終了後、室温まで放冷し、更に16時間静置した。
次に、氷冷下において、反応混合物に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)20.6g(99.9ミリモル)をγ-ブチロラクトン30mlに溶解した溶液を、撹拌しながら40分かけて加えた。続いて、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)9.3g(46ミリモル)をγ-ブチロラクトン350mlに懸濁した懸濁液を、撹拌しながら60分かけて加えた。
更に室温で2時間撹拌した後、エチルアルコール3mlを加えて1時間撹拌した。その後、γ-ブチロラクトン100mlを加えた。反応混合物に生じた沈殿物を、ろ過により取り除き、反応液を得た。
得られた反応液を3リットルのエチルアルコールに加えて、粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾取し、テトラヒドロフラン200mlに溶解して粗ポリマー溶液を得た。得られた粗ポリマー溶液を3リットルの水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾取した後に真空乾燥することにより、粉末状のポリマーP-2を得た。
このポリマーの重量平均分子量(Mw)を測定したところ、23,000であった。
ポリマーP-2は下記構造の樹脂である。
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(258ミリモル)のピリジンと、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、反応混合物を冷却し、16.12g(135.5ミリモル)のSOCl2を2時間かけて加えた。次いで、100mLのN-メチルピロリドンに12.74g(60.0ミリモル)の2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミンを溶解させた溶液を、-5~0℃の温度範囲に調整しつつ、2時間かけて反応混合物に滴下した。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時間撹拌した。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5,000rpm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、2日間乾燥した。このポリイミド前駆体(ポリマーP-3)の重量平均分子量は、29,000であった。
ポリマーP-3は下記構造の樹脂である。
各実施例において、それぞれ、下記表に記載の成分を混合し、各組成物を得た。また、比較例において、下記表に記載の成分を混合し、比較用組成物を得た。
具体的には、組成物中の各成分の含有量(配合量)は、表の各欄に記載の量(質量部)とした。
得られた組成物及び比較用組成物を、細孔の幅が0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターを用いて加圧ろ過した。
また、表中、「-」の記載は該当する成分を組成物が含有していないことを示している。
・P-1~P-3:上記合成例により得られたポリマーP-1~ポリマーP-3
・B-1:SR-209(サートマー社製)
・B-2:KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)
・B-3~B-8:下記構造の化合物
・C-1:Irgacure OXE01
・C-2:Irgacure 784
・C-3~C-5:下記構造の化合物
・C-6:Irgacure OXE02
・C-7:NCI-930
・D-1:下記構造の化合物
・D-2:TEMPO、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン 1-オキシル
・D-3:ポリストップ7300P(伯東株式会社製)
・D-4~D-5:下記構造の化合物
・E-1~E-4:下記構造の化合物、Etはエチル基を表す
・E-5:X-12-1293(信越化学工業株式会社製)
・E-6:KR-513(信越化学工業株式会社製)
・F-1~F-4:下記構造の化合物
・G-1~G-5:下記構造の化合物
・H-1~H-2:下記構造の化合物、H-1における*はRが結合する酸素原子との結合部位を表す。
・H-3:パークミルD(日本油脂(株)製)
・H-4~H-9:下記構造の化合物、H-6における*は、他の式H-6で表される構造との結合部位を表す。
・I-1:DMSO(ジメチルスルホキシド)
・I-2:γ-バレロラクトン
・cI-1:GBL(γ-ブチロラクトン)
・cI-2:NMP(N-メチル-2-ピロリドン)
・I-3:EL(乳酸エチル)
〔経時安定性の評価〕
実施例7及び8以外の各実施例及び比較例において、それぞれ、各組成物又は比較用組成物を作製後、23℃1日間経過後に8inchシリコンウエハ上にCLEAN TRACK ACT-8(東京エレクトロン社製)を使用しスピンコート法により組成物の塗布を実施した。
組成物が塗布されたシリコンウエハをホットプレート上で100℃5分間乾燥し、シリコンウエハ上に形成された樹脂組成物層の膜厚を測定し、初期の膜厚(膜厚A)と設定した。具体的には、触針式膜厚系DEKTAK(Bluker製)を用いて基板の長軸方向上に等間隔で樹脂組成物膜の膜厚を20点計測した平均値を膜厚と規定した。
一方、上記で作成した組成物又は比較用組成物を23℃4週間静置後に、上記と同様な回転数で8inchウェハ上に塗布した時の膜厚(膜厚B)を測定し、膜厚変動値(膜厚A-膜厚Bの絶対値)により、樹脂組成物の経時安定性の評価を以下の評価基準に従い評価した。
実施例7及び8において、組成物を作製後、23℃1日間経過後に550×650mm□×0.7mm厚みのガラス基板上にLC-R400G(SCREEN社製)を使用しスリットコート法によりノズル幅 596mm、塗布速度5mm/secの条件で塗布後、20Pa/6minの条件で減圧乾燥を実施した。組成物が塗布されたガラス基板をホットプレート上で110℃5分間乾燥し、ガラス基板上に形成された樹脂組成物層の膜厚を測定し、初期の膜厚と設定した。一方、上記で作成した組成物を23℃4週間静置後に、上記と同様な条件でガラス基板上に塗布した時の膜厚を測定し、膜厚変動値により、組成物の経時安定性の評価を以下の基準に実施した。膜厚の測定方法及び膜厚変動地の算出方法は、実施例7及び8以外の実施例と同様とした。
評価結果は表の「経時安定性」の欄に記載した。
-評価基準-
A:膜厚変動値が0.5μm以下であった。
B:0.5μm<膜厚変動値<1.5μmであった。
C:膜厚変動値が1.5μm以上であった。
上記23℃1日間経過後の組成物又は比較用組成物から形成された上記樹脂組成物層の中心部分と、外周から2cm部分の膜厚を触針式膜厚系DEKTAK(Bluker製)を用いて測定し、膜の中心部分の膜厚(FTcenter)と、外周から2cm部分の膜厚(FTedge)との比(FTcenter/FTedge)を算出し、以下の評価基準に従い膜厚均一性を評価した。評価結果は表の「膜厚均一性」の欄に記載した。
-評価基準-
A:0.9<FTcenter/FTedge<1.1であった。
B:0.9≧FTcenter/FTedge、または、1.1≦FTcenter/FTedgeであった。
比較例1に係る比較用組成物は、γ-ブチロラクトンの含有量が0.1質量%を超える。比較例2に係る比較用組成物は、N-メチル-2-ピロリドンの含有量が0.1質量%を超える。これらのような比較用組成物については、経時安定性に劣ることが分かる。
組成物1~32及び比較用組成物1~2を、それぞれ、酸化銅膜が表面に形成された8インチウエハ上に塗布し、100℃で5分間ベークし、ベーク後10μm膜厚の塗布膜を得た。その後、EVGアライナーを用いて縦5cm、横0.4cmの露光部が12個形成されたマスクを介して、ブロードバンド光で露光量を400mJ/cm2として上記塗布膜を露光し、シクロペンタノンで現像パドル30秒間を行い、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)をリンス液として25秒間パドル後にスピンドライを実施し、パターンを得た。続いて、後述の処理液A1をパターン上にパドルし、60秒待機しスピンドライ後、100℃で5分間ベークし処理液を除去した。その後、上記パターン上の中心部分と、外周の膜厚を触針式膜厚系DEKTAK(Bluker製)を用いて評価を行い、膜の中心部分の膜厚(FTcenter)と、外周から2cm部分の膜厚(FTedge)との比(FTcenter/FTedge)を算出し、以下の基準で塗布性評価を実施した。0.9<FTcenter/FTedge<1.1である場合には「A」、他の場合には「B」としてパターン内の膜厚均一性を評価した。
組成物1~32のいずれかを用いた場合には、全ての例について、上記パターン内の膜厚均一性の評価はAであった。比較用組成物1~2を用いた場合には、上記パターン内の膜厚均一性の評価はいずれもBであった。
以下に記載の成分を混合し、日本ポール(株)製HDPE(高密度ポリエチレン)孔径10nmでろ過して、処理液A1を調製した。
PGMEA/N-[3-(Dimethylamino)propyl]methacrylamide/γ-バレロラクトン=90.3/4.75/5.0
実施例1において使用した組成物1を、表面に銅薄層が形成された樹脂基材の銅薄層の表面にスピンコート法により層状に適用して、100℃で5分間乾燥し、膜厚20μmの感光膜を形成した後、ステッパー((株)ニコン製、NSR1505 i6)を用いて露光した。露光はマスク(パターンが1:1ラインアンドスペースであり、線幅が10μmであるバイナリマスク)を介して、波長365nmで行った。上記露光後、シクロペンタノンで2分間現像し、PGMEAで30秒間リンスし、層のパターンを得た。
次いで、窒素雰囲気下で、10℃/分の昇温速度で昇温し、230℃に達した後、230℃で180分間維持して、再配線層用層間絶縁膜を形成した。この再配線層用層間絶縁膜は、絶縁性に優れていた。
また、この再配線層用層間絶縁膜を使用して半導体デバイスを製造したところ、問題なく動作することを確認した。
Claims (15)
- ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド、及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
溶剤とを含み、
樹脂組成物の全質量に対するN-メチルピロリドン及びγ-ブチロラクトンのそれぞれの含有量がいずれも0.1質量%以下である
樹脂組成物。 - 前記溶剤として、γ-バレロラクトンを含有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- ポリイミド前駆体、ポリイミド、ポリアミドイミド前駆体、ポリアミドイミド、及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
γ-バレロラクトンとを含む
樹脂組成物。 - 前記γ-バレロラクトンの含有量が、溶剤の全質量に対して60質量%以上である、請求項2又は3に記載の樹脂組成物。
- 前記溶剤として、ジメチルスルホキシドを更に含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 重合性化合物及び光重合開始剤を更に含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 再配線層用層間絶縁膜の形成に用いられる、請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項8に記載の硬化物からなる層を2層以上含み、前記硬化物からなる層同士のいずれかの間に金属層を含む積層体。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物を基材上に適用して膜を形成する膜形成工程を含む、硬化物の製造方法。
- 前記膜を選択的に露光する露光工程及び前記膜を現像液を用いて現像してパターンを形成する現像工程を含む、請求項10に記載の硬化物の製造方法。
- 前記膜を50~450℃で加熱する加熱工程を含む、請求項10に記載の硬化物の製造方法。
- 請求項10に記載の硬化物の製造方法を含む、積層体の製造方法。
- 請求項10に記載の硬化物の製造方法を含む、半導体デバイスの製造方法。
- 請求項8に記載の硬化物を含む、半導体デバイス。
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