WO2025225649A1 - 感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた硬化レリーフパターンの製造方法、硬化膜及びポリイミド膜の製造方法 - Google Patents
感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた硬化レリーフパターンの製造方法、硬化膜及びポリイミド膜の製造方法Info
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Definitions
- This disclosure relates to a photosensitive resin composition, a method for producing a cured relief pattern using the same, and a method for producing a cured film and a polyimide film.
- polyimide resins polybenzoxazole resins, phenolic resins, and other resins, which combine excellent heat resistance and electrical and mechanical properties, have been used as insulating materials for electronic components, and for passivation films, surface protection films, and interlayer insulating films for semiconductor devices.
- those provided in the form of photosensitive resin compositions can easily form heat-resistant relief pattern films by applying the composition, exposing it to light, developing it, and subjecting it to a thermal imidization treatment that involves curing.
- Such photosensitive resin compositions have the advantage of enabling significant process reductions compared to conventional non-photosensitive materials.
- Copper is often used for the wiring of semiconductor devices, but in large-area packaging structures, stress caused by differences in the thermal expansion coefficients of different materials can cause peeling between the copper and interlayer insulating material, resulting in a decrease in electrical properties, which can be a particular problem. For this reason, materials used as interlayer insulating films are required to have high adhesion to copper.
- Patent Document 2 describes the use of purine derivatives to prevent copper discoloration and improve adhesion.
- semiconductor devices are increasingly being used in automobiles and mobile phones, and high reliability is required of semiconductor devices in these fields, so reliability tests are being conducted in high-temperature, high-humidity environments.
- a photosensitive resin composition comprising: [2] The photosensitive resin composition according to [1], wherein the (B) tetrazole compound is a compound having a carboxyl group. [3] The photosensitive resin composition according to [1] or [2], wherein the (D) photopolymerization initiator is a photoradical polymerization initiator.
- the (B) tetrazole compound is represented by the following general formula (1):
- R 1 represents a carboxyl group or a group represented by the following general formula (2): and
- R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, and an amino group. ⁇ .
- the heterocyclic compound (C) is represented by the following general formula (3): ⁇ wherein R3 is an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, R4 is an amino group which may be substituted with a plurality of hydrogen atoms or organic groups having 1 to 10 carbon atoms, and R5 is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
- at least one of R 15 and R 16 is represented by the following general formula (10): ⁇ In the
- the ratio of the content of the (B) tetrazole compound to the content of the (C) heterocyclic compound is expressed by the following formula (9): 0.1 ⁇ (B) Content of tetrazole compound (parts by mass)/(C) Content of heterocyclic compound (parts by mass) ⁇ 10 (9)
- This disclosure provides a photosensitive resin composition that achieves high copper adhesion even when cured at high temperatures, exhibits minimal copper migration in the b-HAST test, and has high resolution. It also provides methods for producing cured relief patterns using this photosensitive resin composition, and methods for producing cured films and polyimide films.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure comprises the following components (A) to (D): (A) a polyimide precursor and/or a polyimide resin; (B) a tetrazole compound having a pKa of 1.3 or more and 4.1 or less; (C) (B) a heterocyclic compound other than a tetrazole compound, (D) a photopolymerization initiator.
- the (A) polyimide precursor is a resin component contained in the photosensitive resin composition, and is converted to a polyimide by a thermal cyclization treatment.
- the structure of the (A) polyimide precursor is not limited as long as it is a resin that can be used in the photosensitive resin composition, but it is preferable that the (A) polyimide precursor is not an alkali-soluble resin. If the resin used in the (A) polyimide precursor is not alkali-soluble, high chemical resistance and higher copper migration suppression ability can be obtained. In order to obtain a polyimide precursor that is not alkali-soluble, it is preferable that the polyimide precursor (A) does not have an acidic group in the resin skeleton. It is also preferable that the polyimide precursor (A) does not have a fluorine atom. This can further suppress copper migration.
- the polyimide precursor (A) is represented by the following general formula (8): ⁇ wherein X1 is a tetravalent organic group, Y1 is a divalent organic group, n1 is an integer of 2 to 150, and R15 and R16 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group. ⁇ is preferred.
- the polyimide precursor represented by the formula (8) is also preferably a polyamide having a structure in which Y1 does not contain an acidic group such as a carboxylic acid group or a phenolic hydroxyl group. X1 preferably does not contain an acidic group, except for a carboxy group present when R15 or R16 is a hydrogen atom. Since the polyimide precursor (A) does not have an acidic group in its structure, it is easy to obtain a polyimide precursor that is not alkali-soluble.
- R 15 and R 16 preferably contains a photopolymerizable functional group, and is represented by the following general formula (10): ⁇ wherein L 1 , L 2 and L 3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms, and m 1 represents an integer of 2 to 10. ⁇
- the proportion of hydrogen atoms in R 15 and R 16 in general formula (8) is more preferably 10 mol % or less, more preferably 5 mol % or less, and even more preferably 1 mol % or less, based on the total number of moles of R 15 and R 16. By setting this proportion, it is easy to obtain a polyimide precursor that is not alkali-soluble. Furthermore, the proportion of R 15 and R 16 in general formula (8) that are monovalent organic groups represented by the above general formula (10) is preferably 70 mol% or more, more preferably 80% mol or more, and even more preferably 90% mol or more, based on the total number of moles of R 15 and R 16.
- n1 is not limited as long as it is an integer of 2 to 150. From the viewpoint of the photosensitive properties and mechanical properties of the photosensitive resin composition, n1 is preferably an integer of 3 to 100, and more preferably an integer of 5 to 70.
- the tetravalent organic group represented by X1 is preferably an organic group having 6 to 40 carbon atoms, from the viewpoint of achieving both heat resistance and photosensitive properties, and more preferably an aromatic group in which the -COOR15 group and the -COOR16 group and the -CONH- group are located at the ortho positions relative to each other, or an alicyclic aliphatic group.
- tetravalent organic group represented by X1 include an organic group having 6 to 40 carbon atoms and containing an aromatic ring, such as a group represented by the following general formula (11): ⁇ wherein R 17 is at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, l is an integer of 0 to 2, m is an integer of 0 to 3, and n is an integer of 0 to 4. ⁇ , but is not limited to these.
- the structure of X 1 may be one type or a combination of two or more types.
- the X 1 group containing the structure represented by the above formula (11) is particularly preferred from the viewpoint of achieving both heat resistance and photosensitive properties.
- the divalent organic group represented by Y1 is preferably an aromatic group having 6 to 40 carbon atoms, from the viewpoint of achieving both heat resistance and photosensitive properties, and is, for example, a group represented by the following general formula (13): ⁇ wherein R 17 is at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, a fluorine atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, l is an integer of 0 to 4, m is an integer of 0 to 4, and n is an integer selected from 0 to 4. ⁇
- the examples are not limited to these.
- the structure of Y 1 may be one type or a combination of two or more types.
- a Y 1 group containing a structure represented by the above formula (13) is particularly preferred from the viewpoint of achieving both heat resistance and photosensitive properties.
- the monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms for L1 , L2, and L3 in the general formula (10) is, for example, a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, preferably an alkyl group.
- L1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and L2 and L3 are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of photosensitivity.
- m1 is an integer of 2 to 10, preferably an integer of 2 to 4, from the viewpoint of photosensitivity.
- the polyimide precursor (A) is represented by the following general formula (15): ⁇ In the formula, R 15 , R 16 , and n 1 are each defined as in the above general formula (8). ⁇ It is preferable that the polyimide precursor contains a structural unit represented by the following formula:
- R 15 and R 16 are more preferably a monovalent organic group represented by the above general formula (10).
- the polyimide precursor is represented by the following general formula (16): By including X 1 represented by the following formula in the structural unit, chemical resistance is particularly enhanced.
- the polyimide precursor (A) is represented by the following general formula (17): ⁇ In the formula, R 15 , R 16 , and n 1 are each defined as in the above general formula (8). ⁇ From the viewpoint of thermal properties, it is preferable that the polyimide precursor contains a structural unit represented by the following formula:
- R 15 and R 16 are more preferably a monovalent organic group represented by the above general formula (10).
- (A) Polyimide precursor tends to have particularly high resolution when it contains both a structural unit represented by general formula (15) and a structural unit represented by general formula (17).
- (A) polyimide precursor may contain a copolymer of a structural unit represented by general formula (15) and a structural unit represented by general formula (17), or may be a mixture of a polyimide precursor containing a structural unit represented by general formula (15) and a polyimide precursor containing a structural unit represented by general formula (17).
- the polyimide precursor (A) is represented by the following general formula (18): ⁇ In the formula, R 15 , R 16 , and n 1 are each defined as in the above general formula (8). ⁇ It is preferable that the polyimide precursor contains a structural unit represented by the following formula:
- the polyimide precursor (A) is represented by the following general formula (19): ⁇ In the formula, R 15 , R 16 , and n 1 are each defined as in the above general formula (8). ⁇
- R 15 , R 16 , and n 1 are each defined as in the above general formula (8). ⁇
- chemical resistance is particularly enhanced.
- the polyimide precursor is preferably contained in an amount of 10% to 70% by mass, and more preferably 20% to 65% by mass, based on the total mass of the photosensitive resin composition including the solvent.
- the polyimide precursor (A) is obtained by reacting the above-mentioned tetracarboxylic acid dianhydride containing the tetravalent organic group X1 with a photopolymerizable alcohol having an unsaturated double bond and, optionally, an alcohol having no unsaturated double bond to prepare a partially esterified tetracarboxylic acid (hereinafter also referred to as an acid/ester), and then subjecting the partially esterified tetracarboxylic acid to amide polycondensation with the above-mentioned diamine containing the divalent organic group Y1 .
- a partially esterified tetracarboxylic acid hereinafter also referred to as an acid/ester
- tetracarboxylic acid dianhydrides containing a tetravalent organic group X1 that are suitable for preparing a polyimide precursor include pyromellitic dianhydride (PMDA), 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), benzophenone-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid dianhydride, biphenyl-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid dianhydride (BPDA), diphenylsulfone-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid dianhydride, diphenylmethane-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis(3,4-phthalic anhydride)propane, and 2,2-bis(3,4-phthalic anhydride)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane.
- PMDA pyromellitic dianhydride
- ODPA 4,
- the tetracarboxylic acid dianhydrides containing a tetravalent organic group X1 are not limited to these.
- preferred tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride (PMDA), 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), and biphenyl-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride (BPDA). These may be used alone or in combination of two or more.
- Examples of alcohols having a photopolymerizable unsaturated double bond that are suitable for use in preparing a polyimide precursor include 2-acryloyloxyethyl alcohol, 1-acryloyloxy-3-propyl alcohol, 2-acrylamidoethyl alcohol, methylol vinyl ketone, 2-hydroxyethyl vinyl ketone, 2-hydroxy-3-methoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-t-butoxypropyl acrylate, and 2-hydroxy-3-cyclopropyl acrylate.
- Examples include cyclohexyloxypropyl acrylate, 2-methacryloyloxyethyl alcohol, 1-methacryloyloxy-3-propyl alcohol, 2-methacrylamidoethyl alcohol, methylol vinyl ketone, 2-hydroxyethyl vinyl ketone, 2-hydroxy-3-methoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-butoxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-t-butoxypropyl methacrylate, and 2-hydroxy-3-cyclohexyloxypropyl methacrylate.
- the above-mentioned photopolymerizable alcohols having an unsaturated double bond can also be partially mixed with alcohols that do not have an unsaturated double bond, such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, neopentyl alcohol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol, 3-octanol, 1-nonanol, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl ether, and benzyl alcohol.
- alcohols that do not have an unsaturated double bond such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, n
- the polyimide precursor (A) a non-photosensitive polyimide precursor prepared solely from the above-mentioned alcohols having no unsaturated double bonds may be used in combination with a photosensitive polyimide precursor.
- the amount of the non-photosensitive polyimide precursor is preferably 200 parts by mass or less per 100 parts by mass of the photosensitive polyimide precursor.
- a suitable dehydration condensation agent for example, dicyclohexylcarbodiimide, 1-ethoxycarbonyl-2-ethoxy-1,2-dihydroquinoline, 1,1-carbonyldioxy-di-1,2,3-benzotriazole, and N,N'-disuccinimidyl carbonate, is added to and mixed with the above acid/ester compound (typically a solution in a solvent described below) under ice cooling to convert the acid/ester compound into a polyacid anhydride, and then a diamine containing a divalent organic group Y1 dissolved or dispersed in a separate solvent is added dropwise to the resulting mixture to carry out amide polycondensation, thereby obtaining the target polyimide precursor.
- the above acid/ester compound typically a solution in a solvent described below
- the acid moiety of the acid/ester compound can be converted into an acid chloride using thionyl chloride or the like, and then the acid/ester compound can be reacted with a diamine compound in the presence of a base such as pyridine to obtain the desired polyimide precursor.
- a base such as pyridine
- the diamines containing the divalent organic group Y1 include those represented by the following general formula (20):
- Examples of the diamines include those having the structure shown in the following formula: p-phenylenediamine (1,4-phenylenediamine (pPD)), m-phenylenediamine, 4,4'-oxydianiline (ODA), 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminobiphenyl, 3,4'-d
- diamines examples include 4,4'-oxydianiline (ODA), 2,2'-dimethylbiphenyl-4,4'-diamine (m-TB), and 1,4-phenylenediamine (pPD). These diamines can be used alone or in combination of two or more.
- ODA 4,4'-oxydianiline
- m-TB 2,2'-dimethylbiphenyl-4,4'-diamine
- pPD 1,4-phenylenediamine
- any water-absorbing by-products of the dehydrating condensing agent present in the reaction solution are filtered off as needed.
- a poor solvent such as water, aliphatic lower alcohol, or its reaction solution is then added to the resulting polymer component to precipitate the polymer component.
- the polymer is then purified by repeated redissolution and reprecipitation procedures, and the polymer is then vacuum dried to isolate the desired polyimide precursor.
- the polymer solution may be passed through a column packed with anion and/or cation exchange resin swollen with an appropriate organic solvent to remove ionic impurities.
- the molecular weight of the (A) polyimide precursor is preferably 8,000 to 150,000, and more preferably 9,000 to 50,000.
- the weight-average molecular weight of (A) the polyimide precursor is determined from a calibration curve prepared using standard monodisperse polystyrenes. It is recommended that the standard monodisperse polystyrene be selected from the organic solvent-based standard sample, STANDARD SM-105, manufactured by Showa Denko K.K.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure may contain (A) a polyimide resin together with or instead of (A) the polyimide precursor.
- Polyimide resin does not produce resin-derived detached components, which helps prevent the cure shrinkage of the photosensitive resin composition. Therefore, compared to polyimide precursors, it is possible to obtain a photosensitive resin composition with a higher cure residual film rate and improved post-cure flatness.
- the imidization ratio of a polyimide resin can be measured by known methods, but in the present disclosure, it is calculated by the following method. First, the infrared absorption spectrum of the polyimide resin before heat treatment is measured to confirm the presence of absorption peaks of the imide structure (near 1780 cm -1 and 1377 cm -1 ). Next, the polyimide resin is heat-treated at 350°C for 1 hour, and the infrared absorption spectrum of the polyimide after the heat treatment is measured. The imidization ratio of the polyimide resin is calculated by comparing the peak intensity around 1377 cm -1 of the polyimide after the heat treatment with the peak intensity of the polyimide before the heat treatment.
- the (A) polyimide resin contains a structure represented by general formula (9). This structure is also suitable for solvent-developable photosensitive resin compositions. From the viewpoint of copper migration suppression, it is preferable that the (A) polyimide resin is a resin that is not alkali-soluble. Furthermore, when the (A) polyimide resin contains a structure represented by general formula (9), it is also preferable that X2 and / Y2 do not contain acidic groups such as carboxylic acid groups and phenolic hydroxyl groups. It is also preferable that the (A) polyimide resin does not contain fluorine atoms. This can further suppress copper migration. ⁇ In the formula, X2 is a tetravalent organic group, Y2 is a divalent organic group, and n2 is an integer from 2 to 150. ⁇
- X2 is a tetravalent organic group, and is not particularly limited as long as it is a structure derived from a known tetracarboxylic dianhydride.
- X2 contain at least one structure represented by the following general formulas (21) to (29).
- X2 contain one or more structures represented by formulas (21) to (28). Furthermore, from the viewpoint of the heat resistance of a cured film obtained from the photosensitive resin composition of the present disclosure, X2 more preferably contains one or more structures represented by formulas (21) to (23) and (25) to (28). In addition, it is particularly preferable that X2 contains one or more structures represented by formulas (21) and (26) to (28), since the coating film uniformity and cured film elongation of the photosensitive resin composition of the present disclosure are particularly excellent.
- Y2 in formula (9) is a divalent organic group, and is not particularly limited as long as it is a structure derived from a known diamine. However, from the viewpoints of high copper adhesion of the cured film, inhibition of copper migration in the b-HAST test, excellent elongation and chemical resistance of the cured film, and solubility in solvents, it is preferable that Y2 contain one or more structures represented by the following general formulas (30) to (38).
- Y2 preferably contains one or more structures represented by formulas (30) to (36), from the viewpoints of suppressing copper voids after a high-temperature storage test of a cured film obtained from the photosensitive resin composition of the present disclosure, suppressing copper migration in a b-HAST test, and improving the elongation and chemical resistance of the cured film. Furthermore, from the viewpoint of the mechanical properties of the cured film obtained from the photosensitive resin composition of the present disclosure, it is more preferable that Y2 contains one or more structures represented by formulas (30) to (35).
- Y2 particularly preferably contains one or more structures represented by formulas (32) to (35), because the photosensitive resin composition of the present disclosure (in one embodiment, the negative photosensitive resin composition of the present disclosure) has particularly excellent coating film uniformity and cured film elongation.
- the structures represented by formulas (32) to (35) have excellent solubility in solvents because these structures contain a pendant phenyl structure.
- n2 is an integer of 2 to 150, preferably an integer of 3 to 100, and more preferably an integer of 5 to 70. n2 is preferably an integer that satisfies the weight average molecular weight of the polyimide resin (A).
- the terminal of the (A) polyimide resin (in one embodiment, the side chain terminal of the (A) polyimide resin or the main chain terminal of the (A) polyimide resin), preferably the main chain terminal of the (A) polyimide resin, contains one or more structures selected from the group consisting of an acid anhydride group, a carboxyl group, an amino group, and the following general formulae (39) to (41):
- R 19 and R 20 are each independently selected from a hydrogen atom and a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms;
- R 21 is a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom;
- k is an integer of 1 or 2;
- R 22 is a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 4 carbon atoms; and * indicates a bonding site with an end of the polyimide resin (A).
- R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom or
- R 25 , R 26 , and R 27 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms, and j represents an integer of 2 to 10. Additionally, * represents the bonding site with the terminal of the polyimide resin (A). ⁇
- the acid anhydride group is derived from the raw material tetracarboxylic acid anhydride
- the carboxyl group is formed by ring-opening of the aforementioned acid anhydride group
- the amino group is derived from the raw material diamine.
- More specific examples of the (A) polyimide resin having a terminal structure represented by general formula (39) include structures represented by the following general formulas (42) to (45). (In the formula, * indicates the bonding site with the terminal of the polyimide resin (A).)
- More specific examples of the structure represented by general formula (40) include structures represented by the following general formulae (46) and (47). (In the formula, * indicates the bonding site with the terminal of the polyimide resin (A).)
- More specific examples of the structure represented by general formula (41) include structures represented by the following general formulae (48) to (51). (In the formula, * indicates the bonding site with the terminal of the polyimide resin (A).)
- X2 in general formula (9) is any of the structures represented by general formulas (21) to (29) and Y2 is any of the structures represented by general formulas (30) to (38).
- the weight-average molecular weight (Mw) of the (A) polyimide resin is not particularly limited as long as it is in the range in which it can be dissolved in a solvent.
- the weight-average molecular weight of the (A) polyimide resin is preferably 5,000 or more and 100,000 or less.
- the lower limit of the weight-average molecular weight of the (A) polyimide resin is more preferably 6,000 or more, and even more preferably 8,000 or more.
- the upper limit of the weight-average molecular weight of the (A) polyimide resin is more preferably 50,000 or less, and particularly preferably 30,000 or less.
- the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the (A) polyimide resin is preferably 1.0 or more and 2.0 or less. From the viewpoint of production efficiency, the lower limit of the molecular weight distribution of the (A) polyimide resin is more preferably 1.15 or more, and even more preferably 1.25 or more. From the viewpoint of resolution, the upper limit of the molecular weight distribution of the (A) polyimide resin is more preferably 1.8 or less, and even more preferably 1.6 or less.
- the polyimide resin is preferably contained in an amount of 10% to 70% by mass, and more preferably 20% to 65% by mass, based on the total mass of the photosensitive resin composition including the solvent.
- A Method for Preparing Polyimide Resin
- Polyimide resin is obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine to obtain a polyamic acid, and then subjecting the polyamic acid to dehydration ring closure to imidization.
- the method for dehydrating and cyclizing polyamic acid is not limited, but examples include thermal imidization, in which polyamic acid is heated at high temperatures to dehydrate and cyclize, and chemical imidization, in which acetic anhydride and a tertiary amine, which are dehydrating and reducing agents, are added to dehydrate and cyclize polyamic acid.
- the tetracarboxylic dianhydride is not particularly limited, but specific examples include pyromellitic anhydride (PMDA), 4,4'-oxydiphthalic anhydride (ODPA), 3,4'-oxydiphthalic anhydride, 4,4'-biphthalic dianhydride (BPDA), 3,4'-biphthalic dianhydride, 4,4'-(4,4'-isopropylidenediphenoxy)diphthalic anhydride (BPADA), 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride (BP AF), norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ '-spiro-2"-norbornane-5,5",6,6"-tetracarboxylic dianhydride (CpODA), bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (BCD), 1,2,3,4-cyclobutanet
- preferred tetracarboxylic dianhydrides include bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (BCD), 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (CBDA), and 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride (6FDA).
- BCD bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride
- CBDA 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride
- 6FDA 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride
- the diamine is not particularly limited, but specific examples include 4,4'-diaminodiphenyl ether (DADPE), 3,4'-diaminodiphenyl ether, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene (APB), 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-Q), 2-phenoxybenzene-1,4-diamine (PND), 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene (BAFL), 6-(4-aminophenoxy)biphenyl-3-amine (PDPE), 3,3'- ...
- DADPE 4,4'-diaminodiphenyl ether
- APIB 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene
- TPE-Q 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene
- PND 2-phenoxybenzene-1,4-diamine
- BAFL 9,9-bis(4-aminophenyl)
- DAOPPA 2,2-bis[3-phenyl-4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane
- TFMB 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine
- HFBAPP 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane
- MAEDAB 2-(methacryloyloxy)ethyl-3,5-diaminobenzoate
- preferred diamines are 6-(4-aminophenoxy)biphenyl-3-amine (PDPE) and 9,9'-bis(4-aminophenyl)fluorene (BAFL).
- the (A) polyimide resin is a polyimide resin obtained by imidizing a polyamic acid obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride with a diamine through dehydration and ring closure.
- the acid anhydride groups, carboxyl groups, and amino groups at the terminals of the (A) polyimide resin may be reacted with a specific compound to give the terminals of the (A) polyimide resin a structure represented by the above general formulas (39) to (41).
- the polyimide resin (A) whose terminal has a structure represented by general formula (39) can be obtained, for example, by reacting the amino group at the polyimide terminal with an isocyanate compound.
- the isocyanate compound include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (2-isocyanatoethyl methacrylate: MOI), 2-acryloyloxyethyl isocyanate, 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate, and 2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate.
- the method for reacting the amino groups at the terminals of the polyimide with an isocyanate compound is not particularly limited.
- the isocyanate compound can be added to a solution of the dehydrated, ring-closed polyimide and stirred at room temperature to react with the amino groups of the dehydrated, ring-closed polyimide.
- the polyimide resin (A) whose terminals have a structure represented by general formula (41) can be obtained, for example, by reacting the acid anhydride group and carboxyl group at the polyimide terminals with an alcohol compound.
- alcohol-based compounds include 2-hydroxyethyl methacrylate (2-hydroxyethyl methacrylate: HEMA), 2-hydroxyethyl acrylate, 4-hydroxyethyl methacrylate, and 4-hydroxyethyl acrylate.
- the method for reacting the acid anhydride group and carboxyl group at the terminal of the polyimide with an alcohol-based compound is not particularly limited, but the acid anhydride group and carboxyl group of the dehydrated, ring-closed polyimide can be reacted with an alcohol-based compound using a condensing agent such as N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) or an esterification catalyst such as p-toluenesulfonic acid.
- a condensing agent such as N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) or an esterification catalyst such as p-toluenesulfonic acid.
- reaction solvent may be used to efficiently carry out the reaction in a homogeneous system.
- the reaction solvent is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or suspend the tetracarboxylic dianhydride, the diamine, and the compound having a polymerizable functional group at its terminal.
- reaction solvents include ⁇ -butyrolactone (GBL), dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylacetoacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, and N,N-dimethylacetamide.
- GBL ⁇ -butyrolactone
- dimethyl sulfoxide N,N-dimethylacetoacetamide
- 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
- 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide
- N,N-dimethylformamide N-methyl-2-pyrrolidone
- an azeotropic solvent may be used to promote the imidization reaction.
- the azeotropic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that forms an azeotrope with water, and examples thereof include toluene, ethyl acetate, N-dicyclohexylpyrrolidone, orthodichlorobenzene, xylene, and benzene.
- the polyimide resin (A) may be purified by a method described in Patent Document 2 (JP 2012-194520 A) or the like.
- the purification method include a method in which the (A) polyimide resin solution is dropped into water to remove unreacted substances by reprecipitation, a method in which the condensing agent insoluble in the reaction solvent is removed by filtration, a method in which the catalyst is removed by an ion exchange resin, etc. After these purification steps, the (A) polyimide resin may be dried by a known method and isolated in a powder state.
- the tetrazole compound (B) used in this embodiment has an acid dissociation constant (pKa) of 1.3 or more and 4.1 or less.
- pKa acid dissociation constant
- the pKa is preferably 2.0 or more and 3.6 or less.
- the calculated value by Advanced Chemistry Software V11.02 (1994-2018 ACD/Labs) is used.
- the (B) tetrazole compound has an appropriate acidity, which allows both adhesion to copper and the copper migration suppression effect to be achieved, and further improves resolution.
- Examples of (B) tetrazole compounds having a pKa of 1.3 or more and 4.1 or less include, but are not limited to, 1H-tetrazole-5-carboxylic acid (also known as 1H-tetrazole-5-formic acid), 1H-tetrazole-5-acetic acid, 1H-tetrazole-5-propionic acid, 1H-tetrazole-1-acetic acid, ethyl 1H-tetrazole-5-carboxylate (also known as ethyl 1H-tetrazole-5-formate), methyl 1H-tetrazole-5-acetate, 2-[4-(1H-1,2,3,4-tetrazol-5-yl)phenyl]acetic acid, 2-(2H-tetrazol-5-yl)butanedioic acid, 2,2-bis(2-2H-tetrazol-5-yl)ethyl)propanedioic acid, and 4-
- the tetrazole compound (B) is preferably a compound having a carboxyl group from the viewpoints of copper adhesion, copper migration suppression effect, and resolution.
- suitable carboxylic acids include, but are not limited to, 1H-tetrazole-5-carboxylic acid (also known as 1H-tetrazole-5-formic acid), 1H-tetrazole-5-acetic acid, 1H-tetrazole-5-propionic acid, 1H-tetrazole-1-acetic acid, 2-[4-(1H-1,2,3,4-tetrazol-5-yl)phenyl]acetic acid, 2-(2H-tetrazol-5-yl)butanedioic acid, 2,2-bis(2-2H-tetrazol-5-yl)ethyl)propanedioic acid, and 4-(1H-tetrazol-5-yl)benzoic acid.
- these compounds When these compounds are added to the resin composition, they may be in
- the tetrazole compound (B) is represented by the following general formula (1):
- R 1 represents a carboxyl group or a group represented by the following general formula (2): and R2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, and an amino group.
- R2 is not particularly limited as long as it is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with at least one of a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, and an amino group, and examples thereof include a branched or linear alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or a structure in which these are linked together. These may have a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxysilyl group, or an amino group.
- examples of the compound represented by general formula (1) include 1H-tetrazole-5-carboxylic acid (also known as 1H-tetrazole-5-formic acid), 1H-tetrazole-5-acetic acid, 1H-tetrazole-5-propionic acid, 2-[4-(1H-1,2,3,4-tetrazol-5-yl)phenyl]acetic acid, and 4-(1H-tetrazol-5-yl)benzoic acid.
- 1H-tetrazole-5-acetic acid and 4-(1H-tetrazol-5-yl)benzoic acid are more preferred.
- the (B) tetrazole compound is a compound represented by the above formula (1), excellent copper adhesion, copper migration suppression effect, and copper void suppression effect can be obtained.
- the reason for this is unclear, and without being bound by theory, it is believed that the lone electron pair associated with the nitrogen atom in the tetrazole acts on copper and is unevenly distributed at the copper interface, and that the constituent atoms of the carboxylic acid in the tetrazole compound form hydrogen bonds with the (A) polyimide precursor, thereby allowing the (A) polyimide resin to interact with copper and improve copper adhesion.
- N at position 1 of the tetrazole compound is bonded to hydrogen also appears to facilitate coordination of the (B) tetrazole compound to copper. Furthermore, it is believed that the uneven distribution of the (B) tetrazole compound at the copper interface strongly suppresses oxidation reactions at the copper interface, thereby suppressing copper migration and copper voids.
- R2 in general formula (2) is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- the boiling point of the molecule is high and the (B) tetrazole compound is unlikely to volatilize during pre-baking when the resin composition is coated on a substrate, so it can remain in the film, and furthermore, it is likely to move within the film and be unevenly distributed at the interface, which is presumably more effective in improving copper adhesion and suppressing copper migration.
- the content of (B) tetrazole compound is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and even more preferably 0.2 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor and/or polyimide resin. From the viewpoint of copper adhesion, the content is preferably 0.01 parts by mass or more, and from the viewpoint of copper migration suppression and storage stability of the resin composition, the content is preferably 20 parts by mass or less.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure contains a heterocyclic compound (C) other than the component (B).
- a heterocyclic compound (C) other than the component (B).
- copper adhesion, copper migration suppression ability, and resolution are improved.
- heterocyclic compounds (C) heterocyclic compounds containing oxygen or nitrogen are preferred, and heterocyclic compounds containing nitrogen are particularly preferred.
- the (C) heterocyclic compound include azole compounds, such as indazole and its derivatives, imidazole and its derivatives, triazole and its derivatives, and tetrazoles other than the (B) tetrazole compound and their derivatives.
- indazole and its derivatives examples include 1H-indazole, 5-aminoindazole, 6-aminoindazole, 1-benzyl-3-hydroxy-1H-indazole, 5-bromoindazole, 6-bromoindazole, 6-hydroxyindazole, 3-carboxyindazole, and 5-nitroindazole.
- triazoles and their derivatives include 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-mercaptotriazole, 3-amino-5-mercaptotriazole, benzotriazole, 1H-benzotriazole-1-acetonitrile, 1-[N,N-bis(2-ethylhexyl)aminomethyl]benzotriazole, 1-(2-di-n-butylaminomethyl)-5-carboxybenzotriazole, 1-(2-di-n-butylaminomethyl)-6-carboxybenzotriazole, 1H-benzotriazole-1-methanol, 5-methyl-1H-benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 5-carboxybenzotriazole, 5-aminobenzotriazole, 5-chlorobenzotriazole, and 5-nitrobenzotriazole.
- tetrazoles and derivatives thereof other than tetrazole compounds include 1H-tetrazole, 5-methyl-1H-tetrazole, 5-phenyl-1H-tetrazole, 5-amino-1H-tetrazole, 5-benzyl-1H-tetrazole, 5-amino-1-methyltetrazole, 5-(4-methylphenyl)-1H-tetrazole, 1-methyl-5-ethyl-1H-tetrazole, 1-methyl-5-mercapto-1H-tetrazole, and 1-(4-hydroxyphenyl)-5-mercapto-1H-tetrazole.
- fused ring compounds are preferred, and in particular, compounds containing nitrogen in each of the fused rings are preferred.
- fused ring compounds include, but are not limited to, 7-methyl-2,4-dioxo-1,2,3,4-tetrahydropyrido[2,3-d]pyrimidine-5-carboxylic acid, xanthopterin, allopurinol, 4-[2-(2-amino-4,7-dihydro-4-oxo-3H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidin-5-yl)ethyl]benzoic acid, pyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ol, 1H,2H,3H,4H-pyrido[2,3-d]pyrimidine-2,4-dione, pteridin-4-ol, lumazine, 7-phenyl
- Purine derivatives are also a type of fused ring compound.
- the reason for this is unclear, and without being bound by theory, it is thought that, since the heterocyclic compound (C) is a fused ring compound, the heterocyclic compound (C) is less likely to decompose or volatilize even after the high-temperature curing step that is performed when the photosensitive resin composition is made into a cured film, and remains in the cured film, thereby exhibiting copper adhesion and copper migration suppression ability.
- heterocyclic compounds (C) it is preferable to include a purine derivative, particularly from the viewpoint of copper adhesion at high temperatures and copper migration inhibition, and further from the viewpoint of solubility in the photosensitive resin composition.
- purine derivatives include purine, adenine, guanine, hypoxanthine, xanthine, theobromine, caffeine, uric acid, isoguanine, 2,6-diaminopurine, 6-methoxypurine, N6-benzoyladenine, 9-methyladenine, 2-hydroxyadenine, 2-methyladenine, 1-methyladenine, N-methyladenine, N,N-dimethyladenine, 2-fluoroadenine, 9-(2-hydroxyethyl)adenine, and glucan.
- Anine oxime N-(2-hydroxyethyl)adenine, 8-aminoadenine, 6-amino-8-phenyl-9H-purine, 1-ethyladenine, 6-ethylaminopurine, 1-benzyladenine, N-methylguanine, 7-(2-hydroxyethyl)guanine, N-(3-chlorophenyl)guanine, N-(3-ethylphenyl)guanine, 2-azaadenine, 5-azaadenine, 8-azaadenine, 8-azaguanine, 8-azapurine guanosine, 8-azaxanthine, 8-azahypoxanthine, 2-acetamido-6-hydroxypurine, N-(6-oxo-6,9-dihydro-1H-purin-2-yl)benzamide, ganciclovir, guanosine, 3'-amino-2',3'-dideoxyguanosine, penciclovir,
- the heterocyclic compound (C) is represented by the following general formula (3): ⁇ wherein R3 is an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, R4 is an amino group which may be substituted with a plurality of hydrogen atoms or organic groups having 1 to 10 carbon atoms, and R5 is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms.
- R3 and R8 are not particularly limited as long as they are an amino group or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. From the viewpoints of copper adhesion, copper migration inhibition, and solubility in the photosensitive resin composition, they are more preferably an amino group or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
- R 4 , R 6 , R 9 , and R 11 in the formula are not particularly limited as long as they are amino groups optionally substituted with a plurality of hydrogen atoms or organic groups having 1 to 10 carbon atoms.
- the organic groups substituting the amino groups of R 4 , R 6 , R 9 , and R 11 may be branched or linear alkyl groups, aromatic or carboxyl groups, and may be substituted with functional groups such as acetyl groups or acetoxy groups.
- R 4 , R 6 , R 9 , and R 11 in the formula are preferably amino groups or amino groups in which one hydrogen atom is substituted with an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably amino groups in which one hydrogen atom is substituted with an organic group having 1 to 6 carbon atoms and a carbonyl group.
- R 5 , R 7 , R 10 and R 12 are not particularly limited as long as they are a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, but may be a branched or linear alkyl group, an aromatic group or a carboxyl group, and may be substituted with a functional group such as a hydroxyl group, a carbonyl group, an amino group, an amide group, a nitro group or a halogen group.
- R 5 , R 7 , R 10 and R 12 are preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms and a carbonyl group and/or a hydroxyl group, more preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 6 carbon atoms and a carbonyl group.
- excellent copper adhesion can be obtained not only with low-temperature curing (in this disclosure, curing at 200°C or less), but also with high-temperature curing. Furthermore, copper migration suppression effects and copper void suppression effects can be obtained with low-temperature curing as well as high-temperature curing.
- high-temperature curing temperatures refer to temperatures of 250°C or higher.
- the photosensitive resin composition of this embodiment contains a purine compound represented by formula (3), (4), (5), or (6)
- the unshared electron pair associated with the nitrogen atom in the purine skeleton acts on copper and is unevenly distributed at the copper interface, and the constituent atoms of the primary or secondary amine form hydrogen bonds with the (A) polyimide precursor or polyimide, thereby allowing the (A) polyimide resin to interact with copper and improve copper adhesion.
- the uneven distribution of the purine compound at the copper interface is thought to strongly suppress oxidation reactions at the copper interface, thereby suppressing copper migration and copper voids.
- Examples of compounds represented by general formula (3) include adenine, 2,6-diaminopurine, 6-methoxypurine, 9-methyladenine, 9-(2-hydroxyethyl)adenine, and 9-ethyl-N2-methyl-9H-purine-2,6-diamine.
- Examples of compounds represented by general formula (4) include guanine, hypoxanthine, N-methylguanine, N-(3-chlorophenyl)guanine, N-(3-ethylphenyl)guanine, 2-acetamido-6-hydroxypurine, N-(6-oxo-6,9-dihydro-1H-purin-2-yl)benzamide, ganciclovir, guanosine, 3'-amino-2',3'-dideoxyguanosine, penciclovir, 9-ethylguanine, N2-pivaloylguanine, 2-[2-isobutylamido-6 -oxo-1H-purin-9(6H)-yl]acetic acid, N-acetyl-di-O-acetylganciclovir, N2-isobutyrylguanosine, 2-amino-9-phenyl-1H-purin-6(9H)-one, N-(
- Examples of compounds represented by general formula (5) include 8-azaadenine, 3H-1,2,3-triazolo[4,5-d]pyrimidine-5,7-diamine, 3-ethyl-1,2,3-triazolo[4,5-d]pyrimidine-5,7-diamine, and N5-methyl-3H-1,2,3-triazolo[4,5-d]pyrimidine-5,7-diamine.
- Examples of compounds represented by general formula (6) include 8-azaguanine and 8-azahypoxanthine.
- the heterocyclic compound (C) is preferably a compound represented by the following general formula (7): ⁇ wherein R 13 is an organic group having 1 to 10 carbon atoms, and R 14 is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms. ⁇ is more preferred from the viewpoints of copper adhesion and copper migration suppression ability during high-temperature curing, and solubility in the photosensitive resin composition.
- R 13 in the formula is not particularly limited as long as it is an organic group having 1 to 10 carbon atoms, but it may be a branched or linear alkyl group, an aromatic or carboxyl group, or may be substituted with a functional group such as an acetyl group or an acetoxy group. From the viewpoints of copper adhesion, copper migration inhibition, and solubility in the photosensitive resin composition, it is preferably an organic group having 1 to 6 carbon atoms and a carbonyl group.
- R 14 in the formula is not particularly limited as long as it is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, but it may be a branched or linear alkyl group, an aromatic group, or a carboxyl group, and may be substituted with a functional group such as a hydroxyl group, a carbonyl group, an amino group, an amide group, a nitro group, or a halogen group.
- R 14 is preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms and having a carbonyl group and/or a hydroxyl group, and more preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 6 carbon atoms and having a carbonyl group.
- Examples of compounds represented by formula (7) include N-methylguanine, N-(3-chlorophenyl)guanine, N-(3-ethylphenyl)guanine, 2-acetamido-6-hydroxypurine, N-(6-oxo-6,9-dihydro-1H-purin-2-yl)benzamide, N2-pivaloylguanine, 2-[2-isobutylamido-6-oxo-1H-purin-9(6H)-yl]acetic acid, N-acetyl-di-O-acetylganciclovir, N2-isobutyrylguanosine, N- Examples include (6-oxo-6,7-dihydro-1H-purin-2-yl)isobutyramide, N2,9-diacetylguanine, 9-[(2-acetoxyethoxy)methyl]-N2-acetylguanine, N2-acetylacyclovir, and N2-
- the content of the (C) heterocyclic compound is preferably 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and even more preferably 0.2 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor and/or polyimide resin. From the viewpoint of copper adhesion, the content is preferably 0.01 parts by mass or more, and from the viewpoint of copper migration suppression and storage stability of the photosensitive resin composition, the content is preferably 20 parts by mass or less.
- the total content of the (B) tetrazole compound and the (C) heterocyclic compound is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the (A) component, and more preferably 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the (A) component.
- the total content is preferably 0.1 parts by mass or more in order to exert sufficient effects from the viewpoints of copper adhesion, copper migration inhibition, and resolution, and is preferably 10 parts by mass or less from the viewpoints of copper adhesion, copper migration inhibition, and solubility in the photosensitive resin composition.
- the ratio of the content of the (B) tetrazole compound to the content of the (C) heterocyclic compound satisfies the following formula (9):
- the content of the (B) tetrazole compound relative to the content of the (C) heterocyclic compound satisfies the following formula (9):
- the ratio (parts by mass) of the (B) tetrazole compound to the (C) heterocyclic compound is preferably 0.1 or more, and from the viewpoint of copper adhesion by high-temperature curing, the ratio is preferably 10 or less. More preferably, the ratio (parts by mass) of the (B) tetrazole compound to the (C) heterocyclic compound is 1 or more and 5 or less.
- the photopolymerization initiator includes a photoacid generator and a photoradical polymerization initiator. From the viewpoint of improving photosensitivity and suppressing copper migration, a photoradical polymerization initiator is preferred, and examples thereof include benzophenone derivatives such as benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, and fluorenone; acetophenone derivatives such as 2,2'-diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone; thioxanthone, thioxanthone derivatives such as 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone and diethylthioxanthone; benzil, benzil derivatives such as benzil dimethyl ketal and benz
- the photoradical polymerization initiator is preferably an oxime initiator.
- Preferred examples of the photoacid generator include, but are not limited to, ⁇ -(n-octanesulfonyloxyimino)-4-methoxybenzyl cyanide, diarylsulfonium salts, triarylsulfonium salts, dialkylphenacylsulfonium salts, diaryliodonium salts, aryldiazonium salts, aromatic tetracarboxylic acid esters, aromatic sulfonic acid esters, and naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid esters.
- the content of (D) photopolymerization initiator is preferably 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 8 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or more and 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of (A) polyimide precursor and/or polyimide resin. From the viewpoint of photosensitivity or patterning ability, the content is preferably 0.1 parts by mass or more, and from the viewpoint of the physical properties of the photosensitive resin layer after curing of the photosensitive resin composition, the content is preferably 20 parts by mass or less.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment may contain a solvent (E).
- the solvent (E) include amides, sulfoxides, ureas, ketones, esters, lactones, ethers, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, and alcohols.
- the solvent examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), tetramethylurea, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl oxalate, ethyl lactate, Methyl lactate, butyl lactate, ⁇ -butyrolactone (GBL), propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, benzyl alcohol, phenyl glycol, tetrahydrofurfuryl alcohol, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, morpholine, dichloromethane, 1,2-dichloroe
- N-methyl-2-pyrrolidone dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, butyl acetate, ethyl lactate, ⁇ -butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, benzyl alcohol, phenyl glycol, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide, and tetrahydrofurfuryl alcohol are preferred.
- those that completely dissolve the (A) polyimide precursor are particularly preferred, such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, ⁇ -butyrolactone, 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, and 3-butoxy-N,N-dimethylpropanamide.
- ⁇ -butyrolactone and 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide are preferred from the viewpoint of in-plane uniformity when the photosensitive resin composition is applied to a substrate.
- the (E) solvent may be used alone or in combination of two or more types, but from the viewpoint of appropriately adjusting the stability of the photosensitive resin composition, two or more types are preferred.
- the photosensitive resin composition of this embodiment contains two or more (E) solvents, from the viewpoint of in-plane uniformity, it is preferred that 50% by weight or more of the (E) solvents be either ⁇ -butyrolactone or 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide, and it is even more preferred that the (E) solvent contain ⁇ -butyrolactone.
- the content of (E) solvent is preferably 100 to 1,000 parts by mass, more preferably 120 to 700 parts by mass, and even more preferably 125 to 500 parts by mass, per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor and/or polyimide resin.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may further contain (F) a photopolymerizable monomer.
- a photopolymerizable monomer promotes crosslinking of the photosensitive resin composition upon exposure, improving resolution, and further reducing the moisture permeability of the cured film, thereby suppressing copper migration.
- the photosensitive resin composition of this embodiment preferably contains 5 to 150 parts by mass of the photopolymerizable monomer (F) per 100 parts by mass of the polyimide precursor and/or polyimide resin (A). To obtain good resolution, the photosensitive resin composition of this embodiment preferably contains 5 parts by mass or more of the photopolymerizable monomer (F), more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more. On the other hand, if the photopolymerizable monomer (F) is contained in too much amount, copper adhesion may be reduced.
- the reason for this is not clear and is not limited to a specific theory, but it is speculated that the high content of (F) photopolymerizable monomer causes a weak layer to form between the copper layer and the photosensitive resin layer, resulting in reduced copper adhesion.
- the upper limit which can be arbitrarily combined with the above lower limit, is preferably 150 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and even more preferably 50 parts by mass or less, from the viewpoint of copper adhesion.
- the photopolymerizable monomer (F) is not particularly limited as long as it is a compound that undergoes a radical polymerization reaction with the photopolymerization initiator (D) and the thermal polymerization initiator (D). However, it is preferably a (meth)acrylic compound, and examples thereof include compounds represented by the following general formula (52): ⁇ In formula (52), X3 is an organic group having 1 to 200 carbon atoms, L4 , L5 , and L6 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms, and n3 is an integer of 1 to 10. ⁇
- Photopolymerizable monomers include, but are not limited to, tris-(2-acryloxyethyl)isocyanurate, mono- or diacrylates and methacrylates of ethylene glycol or polyethylene glycol such as diethylene glycol dimethacrylate and tetraethylene glycol dimethacrylate, mono- or diacrylates and methacrylates of propylene glycol or polypropylene glycol, mono-, di- or triacrylates and methacrylates of glycerol, Cyclohexane diacrylate and dimethacrylate, diacrylate and dimethacrylate of 1,4-butanediol, diacrylate and dimethacrylate of 1,6-hexanediol, diacrylate and dimethacrylate of neopentyl glycol, Mono- or diacrylate and methacrylate of bisphenol A, benzene trimethacrylate, isobornyl acrylate and methacrylate, acrylamide and its derivatives
- the number of radical polymerizable groups in the (F) photopolymerizable monomer is one, it is referred to as a monofunctional group, and when the number is two or more, it is referred to as an x-functional group according to the number x of radical polymerizable groups, but bifunctional or more functional groups may also be collectively referred to as polyfunctional.
- the (F) photopolymerizable monomer may be monofunctional or may be difunctional or higher. From the viewpoint of suppressing copper migration, the (F) photopolymerizable monomer is preferably trifunctional or higher, more preferably tetrafunctional or higher, and even more preferably hexafunctional or higher. On the other hand, from the viewpoint of copper adhesion, the (F) photopolymerizable monomer is preferably decafunctional or lower.
- the lower limit of the weight-average molecular weight of the photopolymerizable monomer is preferably 100 or more, more preferably 200 or more, and even more preferably 300 or more.
- the upper limit of the weight-average molecular weight of the photopolymerizable monomer is preferably 1000 or less, and even more preferably 800 or less.
- the photopolymerizable monomer (F) may contain a hydroxyl group or a urea group in the molecule.
- the photopolymerizable monomer (F) having a hydroxyl group in the molecule includes a monomer represented by the following general formula (55): ⁇ In the formula, X4 is an organic group having 1 to 200 carbon atoms, and L7 , L8 , and L9 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms.
- n4 is an integer from 1 to 10
- n5 is an integer from 1 to 10. ⁇
- L7 is a hydrogen atom or a methyl group
- L8 and L9 are hydrogen atoms, from the viewpoint of radical reactivity.
- the photopolymerizable monomer (F) having a hydroxyl group in the molecule includes a compound represented by the following general formula (56):
- Examples of the compound include, but are not limited to, compounds represented by the following formula: (F) Having hydroxyl groups in the molecular structure of the photopolymerizable monomer improves copper adhesion.
- the number of hydroxyl groups in the molecular structure of the photopolymerizable monomer (F) is preferably one or more, and more preferably two or more.
- the upper limit of the number of hydroxyl groups in the molecular structure of the photopolymerizable monomer (F) is preferably 10 or less, more preferably 6 or less, and even more preferably 3 or less.
- the photopolymerizable monomer (F) having a urea group in the molecule is represented by the following general formula (57): ⁇ In the formula, X 5 , X 6 , X 7 and X 8 each independently represent a hydrogen atom, a monovalent organic group containing a group represented by the following general formula (58), or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom, and at least one of X 5 , X 6 , X 7 and X 8 is a monovalent organic group containing a group represented by the following general formula (58). ⁇ Examples of the heteroatom include an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, and a sulfur atom.
- L 10 , L 11 and L 12 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms. ⁇
- L 10 represents a hydrogen atom or a methyl group
- L 11 and L 12 represent hydrogen atoms.
- X5 , X6 , X7 , and X8 are monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom, they more preferably contain an oxygen atom from the viewpoint of resolution.
- the number of carbon atoms in X5 , X6 , X7 , and X8 is not particularly limited as long as it is 1 to 20, but from the viewpoint of heat resistance, they preferably have 1 to 10 carbon atoms, and more preferably have 3 to 10 carbon atoms.
- X5 , X6 , X7 , and X8 may be bonded to each other to form a cyclic structure, but from the viewpoint of chemical resistance, it is preferable that the cyclic structure is not formed.
- the degree of freedom of the bond angle of the urea group is lost, and it tends to become difficult to form a strong hydrogen bond.
- X 5 , X 6 , X 7 and X 8 are a hydrogen atom, while from the viewpoint of solubility, it is preferable that X 5 , X 6 , X 7 and X 8 each have two or less hydrogen atoms.
- the photopolymerizable monomer (F) having at least one hydroxyl group and at least one urea group in the molecule is, for example, a compound represented by the following general formula (60):
- X 9 , X 10 , X 11 and X 12 are each independently a hydrogen atom, a monovalent organic group containing a group represented by the following general formula (61), or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom
- at least one of X 9 , X 10 , X 11 and X 12 is a monovalent organic group containing a group represented by the following general formula (61)
- at least one of X 9 , X 10 , X 11 and X 12 is a hydroxyl group.
- L 13 , L 14 and L 15 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 3 carbon atoms.
- L 13 represents a hydrogen
- X 9 , X 10 , X 11 and X 12 are monovalent organic groups having 1 to 20 carbon atoms which may contain a heteroatom, they more preferably contain an oxygen atom from the viewpoint of resolution.
- the number of carbon atoms in X 9 , X 10 , X 11 and X 12 is not limited as long as it is 1 to 20, but from the viewpoint of heat resistance, they preferably have 1 to 10 carbon atoms, and more preferably have 3 to 10 carbon atoms.
- X9 , X10 , X11 , and X12 may be bonded to each other to form a cyclic structure, but from the viewpoint of chemical resistance, it is preferable that they do not have a cyclic structure.
- X 9 , X 10 , X 11 and X 12 is a hydrogen atom, while from the viewpoint of solubility, it is preferable that no more than two of X 9 , X 10 , X 11 and X 12 are hydrogen atoms.
- the photopolymerizable monomer (F) having at least one hydroxyl group and at least one urea group in the molecule is represented by the following general formula (62):
- Examples include compounds represented by the following formula:
- the method for producing a photopolymerizable monomer having a urea group is not particularly limited, but it can be obtained, for example, by reacting an isocyanate compound having a radical polymerizable group with an amine-containing compound. If the amine-containing compound contains a functional group such as a hydroxyl group that can react with isocyanate, part of the isocyanate compound may contain a compound that has reacted with the functional group such as a hydroxyl group.
- One type of (F) photopolymerizable monomer may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- two or more types of (F) photopolymerizable monomers are used in combination, from the viewpoint of controlling the crosslink density, it is preferable that six or fewer types of (F) photopolymerizable monomers are used, and it is even more preferable that four or fewer types are used.
- the multiple (F) photopolymerizable monomers has a different number of functional groups.
- three or more (F) photopolymerizable monomers it is sufficient that at least one of them has a different number of functional groups, but it is preferable that all of the (F) photopolymerizable monomers have different numbers of functional groups.
- at least one is a monofunctional photopolymerizable monomer from the standpoint of breaking elongation.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may optionally contain a thermal crosslinking agent (G).
- alkoxymethyl compound examples include, but are not limited to, compounds represented by the following general formula (63):
- alkoxymethyl compounds include alkylated urea resin (product name: MX290, manufactured by Nikalac) and 1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril (product name: MX270, manufactured by Nikalac).
- epoxy compounds include 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether, epoxy compounds containing bisphenol A groups, and hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether.
- Epolite 4000 product name, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
- Epolite 4000 is preferably used.
- Oxetane compounds include 1,4-bis ⁇ [(3-ethyl-3-oxetanyl)methoxy]methyl ⁇ benzene, bis[1-ethyl(3-oxetanyl)]methyl ether, 4,4'-bis[(3-ethyl-3-oxetanyl)methyl]biphenyl, 4,4'-bis(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy)biphenyl, ethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether, diethylene glycol bis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether, bis(3 Examples of suitable bis(3-ethyloxetanylmethyl)diphenoate, trimethylolpropane tris(3-ethyl-3-oxetanylmethyl)ether, pentaerythritol tetrakis(3-ethyl-3-oxetanylmethyl
- bismaleimide compounds include 1,2-bis(maleimide)ethane, 1,3-bis(maleimide)propane, 1,4-bis(maleimide)butane, 1,5-bis(maleimide)pentane, 1,6-bis(maleimide)hexane, 2,2,4-trimethyl-1,6-bis(maleimide)hexane, N,N'-1,3-phenylenebis(maleimide), 4-methyl-N,N'-1,3-phenylenebis(maleimide), N,N'-1,4-phenylenebis(maleimide), 3-methyl-N,N'-1,4-phenylenebis(maleimide), 4,4'-bis(maleimide)diphenylmethane, 3,3'-diethyl-5,5'-dimethyl-4,4'-bis(maleimide)diphenylmethane, and 2,2-bis[4-(4-maleimidophenoxy)phenyl]propane.
- Allyl compounds include allyl alcohol, allyl anisole, allyl benzoate, allyl cinnamate, N-allyloxyphthalimide, allylphenol, allyl phenyl sulfone, allyl urea, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, diallyl maleate, diallyl isocyanurate, triallylamine, triallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, triallylamine, triallyl 1,3,5-benzenetricarboxylate, triallyl trimellitate, triallyl phosphate, triallyl phosphite, and triallyl citrate.
- blocked isocyanate compounds include hexamethylene diisocyanate-based blocked isocyanates (for example, Asahi Kasei Corporation, trade names: Duranate SBN-70D, SBB-70P, SBF-70E, TPA-B80E, 17B-60P, MF-B60B, E402-B80B, MF-K60B, and WM44-L70G; Mitsui Chemicals, Inc., trade name: Takenate B-882N; and Baxenden, trade names: 7960, 7961, 7982, 7991, and 7992).
- hexamethylene diisocyanate-based blocked isocyanates for example, Asahi Kasei Corporation, trade names: Duranate SBN-70D, SBB-70P, SBF-70E, TPA-B80E, 17B-60P, MF-B60B, E402-B80B, MF-K60B, and WM44-L70G; Mitsui Chemical
- Tolylene diisocyanate-based blocked isocyanate for example, Mitsui Chemicals, Inc., trade name: Takenate B-830, etc.
- 4,4'-diphenylmethane diisocyanate-based blocked isocyanates for example, Mitsui Chemicals, Inc., trade name: Takenate B-815N, Daiei Sangyo Co., Ltd., trade name: Bronate PMD-OA01 and PMD-MA01, etc.
- 1,3-bis(isocyanatemethyl)cyclohexane-based blocked isocyanate for example, Mitsui Chemicals, Inc., trade name: Takenate B-846N, Tosoh Corporation, trade names: Coronate BI-301, 2507, and 2554, etc.
- Examples of the blocked isocyanate include isophorone diisocyanate-based blocked isocyanates (for example, manufactured by Baxenden, trade names 7950, 7951, and 7990, etc.).
- the content of the thermal crosslinking agent (G) in the photosensitive resin composition of the present disclosure is preferably 0.2 parts by mass or more and 40 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polyimide precursor (A) and/or polyimide resin.
- the lower limit of the content of the (G) thermal crosslinking agent in the photosensitive resin composition of the present disclosure is more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 1 part by mass or more.
- the upper limit of the content of the (G) thermal crosslinking agent in the photosensitive resin composition of the present disclosure is more preferably 20 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or less.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may optionally contain (H) a silane coupling agent.
- silane coupling agents examples include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.: trade name KBM803, manufactured by Chisso Corporation: trade name Sila-Ace S810), N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.: trade name KBM573), 3-mercaptopropyltriethoxysilane (manufactured by Azmax Corporation: trade name SIM6475.0), 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.: trade name LS1375, AZMAX Corporation: trade name SIM6474.0), mercaptomethyltrimethoxysilane (AZMAX Corporation: trade name SIM6473.5C), mercaptomethylmethyldimethoxysilane (AZMAX Corporation: trade name SIM6473.
- silane coupling agents include, for example, N-(3-triethoxysilylpropyl)urea (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.: trade name LS3610, manufactured by Azmax Corporation: trade name SIU9055.0), N-(3-trimethoxysilylpropyl)urea (manufactured by Azmax Corporation: trade name SIU9058.0), N-(3-diethoxymethoxysilylpropyl)urea, N-(3-ethoxydimethoxysilylpropyl)urea, N-(3-propyl)urea, N-(3-tripropoxysilylpropyl)urea, N-(3-diethoxypropoxysilylpropyl)urea, N-(3-ethoxydipropoxysilylpropyl)urea, N-(3-dimethoxypropoxysilylpropyl)urea, N-(3-(3-(3-tri
- silane coupling agents include, for example, 2-(trimethoxysilylethyl)pyridine (manufactured by Azmax Corporation: trade name SIT8396.0), 2-(triethoxysilylethyl)pyridine, 2-(dimethoxysilylmethylethyl)pyridine, 2-(diethoxysilylmethylethyl)pyridine, (3-triethoxysilylpropyl)-t-butylcarbamate, (3-glycidoxypropyl)triethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-i-butoxysilane, and tetra-t-butoxysilane.
- 2-(trimethoxysilylethyl)pyridine manufactured by Azmax Corporation: trade name SIT8396.0
- silane tetrakis(methoxyethoxysilane), tetrakis(methoxy-n-propoxysilane), tetrakis(ethoxyethoxysilane), tetrakis(methoxyethoxyethoxysilane), bis(trimethoxysilyl)ethane, bis(trimethoxysilyl)hexane, bis(triethoxysilyl)methane, bis(triethoxysilyl)ethane, bis(triethoxysilyl)ethylene, bis(triethoxysilyl)octane, bis(triethoxysilyl)octadiene, bis[3-(triethoxysilyl)propyl]disulfide, bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide, di-t-butoxydiacetoxysilane , di-i-butoxyaluminoxytrieth
- the (H) silane coupling agents listed above may be used alone or in combination.
- N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, (3-triethoxysilylpropyl)-t-butylcarbamate, and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane are preferred from the standpoint of copper adhesion.
- (H) silane coupling agent When (H) silane coupling agent is used, its content is preferably 0.01 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of (A) polyimide precursor and/or polyimide resin, from the viewpoint of copper adhesion.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may optionally contain (B) an acid component other than the tetrazole compound (hereinafter referred to as component (I)).
- component (I) an acid component other than the tetrazole compound
- component (I) examples include, but are not limited to, ( ⁇ )mandelic acid, benzoic acid, salicylic acid, m-hydroxybenzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, p-aminobenzoic acid, m-trifluoromethylbenzoic acid, 4-biphenylcarboxylic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid.
- component (I) When component (I) is used, its content is preferably 0.001 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor and/or polyimide resin. From the viewpoint of copper migration suppression in the photosensitive resin composition of the present disclosure, the lower limit of the content of component (I) is more preferably 0.005 parts by mass or more, and even more preferably 0.01 parts by mass or more. From the viewpoint of copper migration suppression and copper adhesion, the upper limit of the content of component (I) is more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 2 parts by mass or less.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may further contain components other than the above components (A) to (I).
- components other than components (A) to (I) include, but are not limited to, (J) a thermal base generator, (K) a hindered phenol compound, (L) an organic titanium compound, (M) a sensitizer, and (N) a polymerization inhibitor.
- Thermal base generator component J
- the photosensitive resin composition of this embodiment may contain a thermal base generator (J).
- the thermal base generator (J) refers to a compound that generates a base upon heating. By containing the thermal base generator (J), it is possible to further promote imidization of the photosensitive resin composition of this embodiment.
- the thermal base generator is not particularly limited in type, but examples include amine compounds protected by a tert-butoxycarbonyl group, or the thermal base generators disclosed in WO 2017/038598. However, it is not limited to these, and other known thermal base generators can also be used.
- Amine compounds protected by a tert-butoxycarbonyl group include, for example, ethanolamine, 3-amino-1-propanol, 1-amino-2-propanol, 2-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 2-amino-1-butanol, 1-amino-2-butanol, 3-amino-2,2-dimethyl-1-propanol, 4-amino-2-methyl-1-butanol, valinol, 3-amino-1,2-propanediol, and 2-amino-1,3-propanediol.
- the content of (J) the thermal base generator is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, per 100 parts by mass of (A) the polyimide precursor and/or polyimide resin. From the viewpoint of the imidization-promoting effect, the content of (J) the thermal base generator is preferably 0.1 parts by mass or more, and from the viewpoint of the physical properties of the photosensitive resin layer after curing of the photosensitive resin composition, it is preferably 30 parts by mass or less.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may optionally contain (K) a hindered phenol compound.
- a hindered phenol compound examples include, but are not limited to, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,5-di-t-butyl-hydroquinone, octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, isooctyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 4,4'-methylenebis(2,6-di-t-butylphenol), 4,4'-thio-bis(3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-butylidene-bis(3-methyl-6-t-butylphenol), triethylene glycol-bis[3-(3-t-butyl-5-
- examples of (K) hindered phenol compounds include 1,3,5-tris(3-hydroxy-2,6-dimethyl-4-isopropylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris(4-s-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione, 1,3,5-tris[4-(1-ethylpropyl)-3-hydroxybenzyl] 1,3,5-tris[4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl]-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3
- 1,3,5-tris(4-t-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione is particularly preferred.
- the photosensitive resin composition of this embodiment may contain an organotitanium compound (L).
- organotitanium compound (L) By containing the organotitanium compound (L), the photosensitive resin composition of this embodiment can form a photosensitive resin layer that has excellent chemical resistance even when cured at low temperatures.
- organotitanium compounds that can be used as the organotitanium compound (L) include those in which an organic chemical substance is bonded to a titanium atom via a covalent bond or an ionic bond.
- Titanium chelate compounds Titanium chelates having two or more alkoxy groups are more preferred because they provide a photosensitive resin composition with good storage stability and provide good patterns. Specific examples include titanium bis(triethanolamine) diisopropoxide, titanium di(n-butoxide) bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(2,4-pentanedionate), titanium diisopropoxide bis(tetramethylheptanedionate), and titanium diisopropoxide bis(ethylacetoacetate).
- Tetraalkoxytitanium compounds For example, titanium tetra(n-butoxide), titanium tetraethoxide, titanium tetra(2-ethylhexoxide), titanium tetraisobutoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetramethoxide, titanium tetramethoxypropoxide, titanium tetramethylphenoxide, titanium tetra(n-nonyloxide), titanium tetra(n-propoxide), titanium tetrastearyloxide, and titanium tetrakis[bis ⁇ 2,2-(allyloxymethyl)butoxide ⁇ ].
- Titanocene compounds for example, pentamethylcyclopentadienyltitanium trimethoxide, bis( ⁇ 5 -2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluorophenyl)titanium, and bis( ⁇ 5 -2,4-cyclopentadien-1-yl)bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl)titanium.
- Titanium oxide compounds For example, titanium oxide bis(pentanedionate), titanium oxide bis(tetramethylheptanedionate), and phthalocyanine titanium oxide.
- Titanium tetraacetylacetonate compounds For example, titanium tetraacetylacetonate, etc.
- Titanate coupling agents For example, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, etc.
- the content of the (L) organotitanium compound is preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 2 parts by mass, per 100 parts by mass of the (A) polyimide precursor and/or polyimide resin.
- the content of the (L) organotitanium compound is 0.05 parts by mass or more, good heat resistance and chemical resistance are exhibited, and when the content of the (L) organotitanium compound is 10 parts by mass or less, excellent storage stability is achieved.
- the photosensitive resin composition of the present embodiment may optionally contain a sensitizer (M) in order to improve photosensitivity.
- (M) Sensitizers include, for example, Michler's ketone, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone, 2,5-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclopentane, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)cyclohexanone, 2,6-bis(4'-diethylaminobenzal)-4-methylcyclohexanone, 4,4'-bis(dimethylamino)chalcone, 4,4'-bis(diethylamino)chalcone, p-dimethylaminocinnamylideneindanone, p -dimethylaminobenzylideneindanone, 2-(p-dimethylaminophenylbiphenylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)benzothiazole, 2-(p-dimethylaminophenylvinylene)isonaphtho
- the content of the sensitizer (M) in the photosensitive resin composition of this embodiment is preferably 0.1 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of the polyimide precursor and/or polyimide resin (A).
- the photosensitive resin composition of the present embodiment may optionally contain a polymerization inhibitor (N) in order to improve the stability of the viscosity and photosensitivity of the photosensitive resin composition of the present embodiment, particularly during storage in the form of a solution containing a solvent.
- polymerization inhibitors examples include hydroquinone, N-nitrosodiphenylamine, p-tert-butylcatechol, phenothiazine, N-phenylnaphthylamine, ethylenediaminetetraacetic acid, 1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycol ether diaminetetraacetic acid, 2,6-di-tert-butyl-p-methylphenol, 5-nitroso-8-hydroxyquinoline, 1-nitroso-2-naphthol, 2-nitroso-1-naphthol, 2-nitroso-5-(N-ethyl-N-sulfopropylamino)phenol, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine ammonium salt, and N-nitroso-N(1-naphthyl)hydroxylamine ammonium salt.
- Photosensitive Resin Layer Formation Step the photosensitive resin composition of the present embodiment is applied to a substrate, and then dried as necessary to form a photosensitive resin layer.
- a method conventionally used for applying a photosensitive resin composition such as application using a spin coater, bar coater, blade coater, curtain coater, screen printing machine, etc., or spray application using a spray coater, etc., can be used.
- the photosensitive resin layer formed above is exposed to an ultraviolet light source or the like using an exposure device such as a contact aligner, mirror projection, or stepper, either directly or through a photomask or reticle having a pattern.
- an exposure device such as a contact aligner, mirror projection, or stepper, either directly or through a photomask or reticle having a pattern.
- the developing method for developing the exposed (irradiated) photosensitive resin layer can be any method selected from conventionally known photoresist developing methods, such as the rotary spray method, the paddle method, and the immersion method accompanied by ultrasonic treatment.
- post-development baking may be performed at any combination of temperature and time, as needed, for the purpose of adjusting the shape of the relief pattern, etc.
- the developer used for development is preferably, for example, a good solvent for the photosensitive resin composition of this embodiment, or a combination of a good solvent and a poor solvent.
- Preferred good solvents include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, cyclopentanone, cyclohexanone, ⁇ -butyrolactone, and ⁇ -acetyl- ⁇ -butyrolactone.
- Preferred examples of poor solvents include toluene, xylene, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl lactate, propylene glycol methyl ether acetate, and water.
- the relief pattern obtained by the above development is subjected to a heat treatment to dissolve the photosensitive component and to cure the (A) polyimide precursor through imidization, thereby converting it into a cured relief pattern (cured film) made of polyimide.
- the heat treatment can be carried out by a variety of methods, such as using a hot plate, an oven, or a temperature-programmable heating oven, etc.
- the heat treatment can be carried out, for example, at 160°C to 350°C for 30 minutes to 5 hours.
- the heat treatment temperature is preferably 350° C. or lower, more preferably 230° C. or lower, even more preferably 200° C.
- the polyimide film (cured film) of the present disclosure can be produced by curing the photosensitive resin composition of the present disclosure, and the present disclosure also provides a cured film formed from a cured product of the photosensitive resin composition of the present disclosure.
- a polyimide film can be produced from the photosensitive resin composition containing the polyimide resin (A) of the present disclosure based on the above-mentioned method for producing a cured relief pattern.
- a polyimide film may be produced by imidizing a photosensitive resin composition containing the polyimide precursor (A) of the present disclosure to form a cured product with an imidization rate of 80 to 100%.
- the polyimide film can also be produced based on the above-described method for producing a cured relief pattern.
- the preferred X1 and Y1 in general formula (8) and the preferred X2 and Y2 in general formula (9) are also preferred for X3 and Y3 in general formula (64).
- the number of repeating units n3 is not particularly limited, but may be an integer of 2 to 150.
- the semiconductor device preferably has a cured relief pattern obtained by the above-described method for producing a cured relief pattern.
- the semiconductor device preferably has a substrate that is a semiconductor element and a cured relief pattern of polyimide formed on the substrate by the above-described method for producing a cured relief pattern.
- the semiconductor device uses a semiconductor element as the substrate and can be produced using the method for producing a cured relief pattern of the present disclosure as part of its manufacturing process.
- the semiconductor device of the present disclosure can be manufactured by a semiconductor device manufacturing method that includes forming the cured relief pattern formed by the cured relief pattern manufacturing method of the present disclosure as a surface protective film, an interlayer insulating film, an insulating film for rewiring, a protective film for a flip-chip device, or a protective film for a semiconductor device having a bump structure.
- the display device is a display device including a display element and a cured film provided on the display element, and the cured film preferably has the above-mentioned cured relief pattern.
- the cured relief pattern may be laminated in direct contact with the display element or may be laminated with another layer sandwiched therebetween.
- the cured film can be used as a surface protection film, an insulating film, and a planarizing film for TFT liquid crystal display elements and color filter elements, a protrusion for an MVA type liquid crystal display device, and a partition wall for a cathode of an organic EL element.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure is preferably a photosensitive resin composition for forming insulating members or interlayer insulating films.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure can also be used to form surface protective films, interlayer insulating films, rewiring insulating films, protective films for flip-chip devices, or protective films for semiconductor devices with bump structures.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure is also useful for applications such as interlayer insulating films for multilayer circuits, cover coats for flexible copper-clad boards, solder resist films, and liquid crystal alignment films.
- Weight-average molecular weight The weight-average molecular weight (Mw) of each resin was measured using gel permeation chromatography (standard polystyrene equivalent) under the following conditions.
- Standard monodisperse polystyrene Showa Denko K.K.
- Shodex STANDARD SM-105 Mobile phase: 0.1 mol/L LiBr/N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) Flow rate: 1mL/min
- the entire surface was then exposed to 800 mJ/ cm2 using a parallel light mask aligner (PLA-501FA, manufactured by Canon Inc.). Then, using a temperature-programmable curing oven (VF-2000, manufactured by Koyo Lindberg Co., Ltd.), the film was heated for 2 hours in a nitrogen atmosphere at the temperatures shown in Table 1 to obtain a sample with a cured relief pattern (thermo-cured polyimide coating film).
- PPA-501FA parallel light mask aligner
- VF-2000 temperature-programmable curing oven
- An Evercel OPP tape (No. 830NEV, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was attached to this sample, and the OPP tape and polyimide coating film were cut into 5 mm widths with a cutter. Then, using a Tensilon universal material testing machine (RTG-1210, manufactured by A&D Co., Ltd.), the polyimide coating film was peeled off so that it separated from the copper substrate.
- RTG-1210 Tensilon universal material testing machine
- the polyimide coating film with the OPP tape attached was peeled off from the copper substrate by 60 mm at a speed of 50 mm/min using a Tensilon universal material testing machine (RTG-1210, manufactured by A&D Co., Ltd.) so that the peeling direction was 180 degrees relative to the adhesive surface with the copper substrate.
- the load applied during this process was calculated as an integrated average, and this value was used as the adhesion strength to evaluate the copper adhesion. If the evaluation is C or higher, it can be suitably used as the cured relief pattern of this embodiment.
- Adhesion strength is 0.4 N/mm or more
- B Adhesion strength is 0.3 N/mm or more and less than 0.4 N/mm
- C Adhesion strength is 0.2 N/mm or more and less than 0.3 N/mm
- D Adhesion strength is less than 0.2 N/mm
- a TEG wafer was prepared by forming comb-shaped copper wiring with a line/space of 10 ⁇ m/10 ⁇ m and a height of 5 ⁇ m on a silicon wafer with SiO x laminated on the surface.
- the TEG wafer was immersed in a 1% by mass aqueous acetic acid solution and ion-exchanged water for 1 minute each, in that order, then rinsed with running ion-exchanged water and dried with an air gun.
- oxygen plasma was applied using an ashing device (NA-8000, manufactured by ULVAC) at an oxygen flow rate of 1500 mL/min, 50 Pa, MW 1500 W, and RF 200 W at 25°C for 120 seconds.
- the photosensitive resin composition prepared in the examples and the like was spin-coated using a coater developer (D-Spin 60A model, manufactured by SOKUDO Corporation) so that the film thickness after curing would be approximately 8 ⁇ m, and the coating was pre-baked on a hot plate at 110°C for 240 seconds to form a coating film on the TEG wafer.
- the wafer was then exposed to 800 mJ/ cm2 using a parallel light mask aligner (PLA-501FA model, manufactured by Canon Inc.). At this time, the copper electrode portions were exposed while masked to prevent light exposure in order to ensure conductivity during the b-HAST test, and the unexposed portions were removed in the subsequent development.
- the sample was subjected to rotary spray development using a coater developer (D-Spin 60A, manufactured by SOKUDO Co., Ltd.) at 23°C with cyclopentanone as the developer for a time 1.4 times the time required for the unexposed areas to completely dissolve and disappear, followed by rotary spray rinsing with propylene glycol monomethyl ether acetate for 10 seconds. Thereafter, the sample was heated for 2 hours in a temperature-rising programmable curing oven (VF-2000, manufactured by Koyo Lindberg Co., Ltd.) under a nitrogen atmosphere at the temperature shown in Table 1 to obtain a cured relief pattern sample.
- VF-2000 temperature-rising programmable curing oven
- This sample was subjected to a b-HAST test at an applied voltage of 50 V in an environment of 130°C and 85% RH using an ion migration evaluation system (AMI-025-U-5, manufactured by Espec Corporation) and a highly accelerated life tester HAST chamber (EHS-222M, manufactured by Espec Corporation).
- the insulation resistance value between the copper wirings was measured at 30-minute intervals, and breakdown was deemed to have occurred when it reached 1 x 10 4 ⁇ or less.
- the time from the start of the test to breakdown was calculated and evaluated based on the following criteria. If the evaluation is C or higher, it can be suitably used as the cured relief pattern of this embodiment.
- A 500 hours or more elapsed until dielectric breakdown
- B 300 hours or more but less than 500 hours elapsed until dielectric breakdown
- C 100 hours or more but less than 300 hours elapsed until dielectric breakdown
- D Less than 100 hours elapsed until dielectric breakdown
- This coating film was exposed to i-line radiation using a lithography system (Ultratech AP-200, Veeco) at a dose of 50 mJ/ cm2 to 300 mJ/ cm2 in 25 mJ/cm2 steps at a focus of 0 ⁇ m, through ⁇ 9 ⁇ m and ⁇ 10 ⁇ m circular masks.
- a lithography system Ultratech AP-200, Veeco
- the coating was subjected to rotary spray development using a coater developer (D-Spin 60A, Sokudo) at 23°C using cyclopentanone as the developer for a time period 1.4 times the time required for the unexposed areas to completely dissolve and disappear, followed by a rotary spray rinse with propylene glycol monomethyl ether acetate for 10 seconds.
- the coating was then heated for 2 hours in a temperature-programmable curing oven (VF-2000, Koyo Lindberg) under a nitrogen atmosphere at the temperatures listed in Table 1 to obtain a cured relief pattern sample.
- VF-2000 temperature-programmable curing oven
- the circular hole pattern obtained on this sample was observed for its pattern shape and width using a field emission scanning electron microscope S-4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). If there was no hollow at the bottom of the circular hole, the opening was tapered forward, and the area of the resulting circular hole opening was at least half the area of the corresponding pattern mask opening, the hole was considered to be resolved and was evaluated as follows: If the evaluation rank is C or higher, it can be suitably used as the cured relief pattern of this embodiment. A: When the opening or pattern-removed area (unexposed area) does not discolor, and the circular hole formed with the ⁇ 9 ⁇ m circular mask is open.
- B When the opening or pattern-removed area (unexposed area) does not discolor, and the circular hole formed with the ⁇ 10 ⁇ m circular mask is open.
- C When the opening or pattern-removed area (unexposed area) discolors, but the circular hole formed with the ⁇ 10 ⁇ m circular mask is open.
- D When there is residue of the photosensitive resin composition in the opening or pattern-removed area (unexposed area), and the circular hole formed with the ⁇ 10 ⁇ m circular mask is not open.
- the resulting reaction solution was added to 3 L of ethyl alcohol to produce a precipitate consisting of a crude polymer.
- the resulting crude polymer was filtered off and dissolved in 1.5 L of tetrahydrofuran to obtain a crude polymer solution.
- the resulting crude polymer solution was added dropwise to 28 L of water to precipitate the polymer, and the resulting precipitate was filtered and then vacuum dried to obtain powdered polymer A1 (polyimide precursor A1).
- the molecular weight of polyimide precursor A1 was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene equivalent), and the weight average molecular weight (Mw) was found to be 24,000.
- Production Example 2 (A) Synthesis of Polyimide Precursor A2 [0063] Except for using 155.1 g of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA) instead of 147.1 g of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), a reaction was carried out in the same manner as in the above Production Example 1 to obtain a polymer A2 (polyimide precursor A2). The molecular weight of the polyimide precursor A2 was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene equivalent) and found to have a weight average molecular weight (Mw) of 21,000.
- ODPA 4,4'-oxydiphthalic dianhydride
- BPDA 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride
- Mw weight average molecular weight
- Production Example 8 (A) Synthesis of Polyimide Resin A8 Polymer A8 (polyimide resin A8) was obtained in the same manner as in Production Example 6, except that NMP in Production Example 6 was changed to GBL, the amount of PDPE added was changed to 23.0 g (0.083 mol), and BCD was changed to 44.4 g (0.1 mol) of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA). The weight average molecular weight of polyimide resin A8 was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene equivalent) to find that Mw was 14,000.
- Production Example 9 (A) Synthesis of Polyimide Resin A9 Polymer A9 (polyimide resin A9) was obtained in the same manner as in Production Example 6, except that NMP in Production Example 6 was changed to GBL, PDPE was changed to 30.1 g (0.088 mol) of 9,9'-bis(4-aminophenyl)fluorene (BAFL), and BCD was changed to 19.6 g (0.1 mol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic anhydride (CBDA). The weight average molecular weight of polyimide resin A9 was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene equivalent) to find that Mw was 29,000.
- Example 1 Photosensitive resin compositions were prepared using the polyimide precursors A1 and A2 by the following method, and the prepared photosensitive resin compositions were evaluated.
- A Polyimide precursors A1 and A2: 40 g of the polyimide precursor A1 described in Production Example 1 and 60 g of the polyimide precursor A2 described in Production Example 2,
- B as a tetrazole compound
- B1 1 g of 1H-tetrazole-5-acetic acid
- C as a heterocyclic compound
- C1 0.5 g of N-(6-oxo-6,7-dihydro-1H-purin-2-yl)isobutyramide
- D as a photopolymerization initiator
- D1 5 g of 1-phenyl-1,2-propanedione-2-(O-benzoyl)oxime
- F as a photopolymerizable monomer
- F1 10 g of tetraethylene glycol dimethacrylate
- G g
- Examples 2 to 43 and Comparative Examples 1 to 8 The photosensitive resin compositions of Examples 2 to 43 and Comparative Examples 1 to 8 were prepared by dissolving the components other than the solvent (E) in the blending ratios shown in Table 1 and adjusting the viscosity in the same manner as in Example 1, and then each evaluation was carried out.
- the compounds listed in Table 1 are as follows.
- A Polyimide precursor/polyimide resin or comparative polymer
- A1 Polyimide precursor described in Production Example 1
- A2 Polyimide precursor described in Production Example 2
- A3 Polyimide precursor described in Production Example 3
- A4 Polyimide precursor described in Production Example 4
- A5 Polyimide precursor described in Production Example 5
- A6 Polyimide resin described in Production Example 6
- A7 Polyimide resin described in Production Example 7
- A8 Polyimide resin described in Production Example 8
- A9 Polyimide resin described in Production Example 9
- A'1 ZCR-1797H (acid-modified epoxy acrylate having a biphenyl skeleton, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
- B Tetrazole compound B1: 1H-tetrazole-5-acetic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- B2 1H-tetrazole-5-carboxylic acid (Advanced ChemBlocks)
- B3 1H-tetrazole-5-propionic acid (manufactured by Enamine Building Blocks)
- B4 4-(1H-tetrazol-5-yl)benzoic acid (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- B6 2,2-bis(2-2H-tetrazol-5-yl)ethyl)propanedioic acid
- B7 1H-tetrazole-5-carboxylate ethyl (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- D1 1-phenyl-1,2-propanedione-2-(O-benzoyl)oxime (manufactured by Changzhou Strong Electronic New Materials Co., Ltd.)
- D2 TR-PBG3057 (manufactured by Changzhou Strong Electronics New Materials Co., Ltd.)
- F1 Tetraethylene glycol dimethacrylate (trade name: NK Ester 4G, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
- F2 Tris-(2-acryloxyethyl) isocyanurate (product name: NK Ester A-9300, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
- F3 Methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (product name: PME-400, manufactured by NOF Corporation)
- G Thermal crosslinking agent
- G1 alkylated urea resin (product name: Nikalac MX-290, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.)
- G2 1,3,4,6-tetrakis(methoxymethyl)glycoluril (product name: Nikalac MX-270, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.)
- Comparative Examples 1 to 8 which do not satisfy the requirements of the present disclosure, are unable to improve all of the copper adhesion, copper migration suppression performance (corresponding to the b-HAST test results), and resolution.
- Examples 1 to 43 which met the requirements of the present disclosure, were excellent in all performances, including copper adhesion, copper migration suppression performance, and resolution.
- Comparative Example 1 shows that the use of the (A) polyimide precursor and/or polyimide resin of the present disclosure improves both copper adhesion and copper migration suppression performance. Furthermore, from a comparison of Comparative Examples 2 and 3 with Example 1, it can be said that by including the (B) tetrazole compound of the present disclosure, which has a pKa of 1.3 or more and 4.1 or less, among tetrazole compounds, copper adhesion, copper migration suppression performance, and resolution are all improved.
- Comparative Example 4 shows that, among compounds having a pKa of 1.3 or more and 4.1 or less, by including the component (B) of the present disclosure, which is a tetrazole compound, copper adhesion, copper migration suppression performance, and resolution are all improved.
- Comparative Example 5 is compared with Example 7
- Comparative Example 8 is compared with Example 8
- the copper migration suppression performance is improved by including the tetrazole compound (B) of the present disclosure.
- Comparative Example 6 is compared with Example 17
- the copper adhesion is improved by including the heterocyclic compound (C) of the present disclosure.
- the comparison was made at a high cure temperature of 250°C.
- Comparative Example 7 Comparative Example 34, it can be seen that the inclusion of the tetrazole compound (B) results in good copper migration suppression performance even at a low cure temperature of 200°C.
- Example 12 which contains a fused ring compound as the heterocyclic compound (C)
- Example 10 which contains a fused ring compound as the heterocyclic compound (C)
- a comparison between Example 10 and Example 11 shows that the composition containing a purine derivative as the heterocyclic compound (C) is excellent in terms of copper adhesion, copper migration suppression performance, and resolution in a well-balanced manner.
- a comparison of Example 10 with Examples 4 to 9, and a comparison of Examples 4 to 9 with Examples 1 to 3 reveals that the copper adhesion is improved when the heterocyclic compound (C) contains a purine derivative corresponding to any of the compounds of formulas (3) to (6), and further a compound represented by formula (7).
- Example 20 when Example 20 is compared with Examples 19 and 18, it is found that the copper adhesion and copper migration suppression performance are improved by the carboxyl group of the (B) tetrazole compound. Furthermore, when Examples 18 and 19 are compared with Examples 15 to 17, it is found that the copper adhesion is improved when the tetrazole compound (B) has a structure represented by formula (1).
- Example 21 when Example 21 is compared with Example 1, it is found that the inclusion of the photopolymerizable monomer (F) improves the resolution. Furthermore, a comparison of Examples 21 to 24 reveals that a good balance of copper adhesion, copper migration suppression performance, and resolution is achieved when the total content of the (B) tetrazole compound and the (C) heterocyclic compound is 0.1 to 10 parts by mass.
- Example 21 when Example 21 is compared with Examples 25 to 28, it is found that the performance balance is better when the ratio of the content of the (B) tetrazole compound to the content of the (C) heterocyclic compound is 0.1 ⁇ content of the (B) tetrazole compound (parts by mass)/content of the (C) heterocyclic compound (parts by mass) ⁇ 10.
- Example 30 By comparing Example 30 and Example 31, it can be seen that the inclusion of the thermal crosslinking agent (G) improves the copper migration suppression performance. Furthermore, by comparing Example 32 with Examples 29 and 30, it is clear that the copper migration suppression performance is improved by including an acid component other than (I) (B) the tetrazole compound. A comparison between Example 33 and Example 30 shows that the inclusion of the silane coupling agent (H) improves copper adhesion. Furthermore, when Example 21 is compared with Examples 34 to 36, it is clear that all of the performances are excellent at any of the curing temperatures of 200°C, 250°C, 280°C and 350°C.
- the photosensitive resin composition of the present disclosure can be suitably used in the field of photosensitive materials useful for manufacturing electrical and electronic materials such as semiconductor devices and multilayer wiring boards. More specifically, it can be used, for example, to form relief patterns for insulating materials for electronic components, as well as passivation films, buffer coat films, and interlayer insulating films in semiconductor devices.
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Abstract
以下の成分:(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と、(B)pKaが1.3以上4.1以下であるテトラゾール化合物と、(C)前記(B)テトラゾール化合物以外の複素環化合物と、(D)光重合開始剤と、を含む、感光性樹脂組成物が提供される。
Description
本開示は、感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた硬化レリーフパターンの製造方法、硬化膜及びポリイミド膜の製造方法に関するものである。
従来、電子部品の絶縁材料、及び半導体装置のパッシベーション膜、表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、電気特性及び機械特性を併せ持つポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フェノール樹脂等が用いられている。これらの樹脂の中でも、感光性樹脂組成物の形態で提供されるものは、該組成物の塗布、露光、現像、及びキュアによる熱イミド化処理によって、耐熱性のレリーフパターン皮膜を容易に形成することができる。このような感光性樹脂組成物は、従来の非感光型材料に比べて、大幅な工程短縮を可能にするという特徴を有している。
他方、近年は、集積度及び演算機能の向上、並びにチップサイズの矮小化の観点から、半導体装置のプリント配線基板への実装方法(パッケージング構造)も変化している。従来の金属ピンと鉛-スズ共晶ハンダによる実装方法から、より高密度実装が可能なBGA(ボールグリッドアレイ)、CSP(チップサイズパッケージング)等のように、ポリイミド被膜がハンダバンプに直接接触する構造が用いられるようになってきている。さらには、FO(ファンアウト)のように、半導体チップの表面に、その半導体チップの面積より大きな面積をもつ再配線層を複数層有する構造も提案されている(特許文献1参照)。
半導体装置の配線には銅がよく用いられるが、大きな面積を持つパッケージング構造では、異種材料の熱膨張係数の違いにより発生する応力によって、銅と層間絶縁材料の剥離に伴う電気特性の低下が特に問題になる。そのため、層間絶縁膜として用いられる材料には、銅との高い密着性が求められている。例えば特許文献2には、銅の変色の抑制及び密着性向上のためにプリン誘導体を用いることが記載されている。
近年、半導体装置の高性能化や多機能化、低消費電力化、低コスト化のため、半導体装置の配線の微細配線化が進んでおり、それによって絶縁膜についてもより高い解像性が必要とされている。また、半導体装置の配線の微細配線化に伴い、半導体装置の配線幅、間隔が狭まる為、樹脂層へ銅がマイグレーション(以下、本開示において「銅マイグレーション」ともいう。)し、配線間で短絡する問題が顕著となっており、絶縁膜として使用される感光性樹脂組成物の銅マイグレーション抑制能は重要な性能の一つである。
さらに、自動車用途又は携帯電話用途において半導体装置の応用が目覚ましく、この分野での半導体装置は高い信頼性を要求されており、高温高湿環境下における信頼性試験が行われている。
しかしながら、従来の層間絶縁膜は、銅マイグレーション抑制能が不十分であり、高温高湿下での信頼性試験(b-HAST:Biased Highly Accelerated Stress Test)において、銅マイグレーションが生じることがあった。また、銅マイグレーションが進行すると、銅配線と樹脂層との界面でボイド(以下、本開示において「銅ボイド」ともいう。)が発生することがある。銅配線と樹脂層との界面で銅ボイドが発生すると、両者の密着性が低下し、酷い場合には樹脂が銅上から剥離してしまい絶縁性が損なわれる。
一方で、銅マイグレーション抑制能や膜物性等を向上するために高温でのキュアが行われるが、銅密着性が低下する傾向がある。そのため、b-HAST試験でも銅マイグレーションが少なく、かつ、高温キュアでも良好な銅密着性を示す絶縁膜が望まれる。
一方で、銅マイグレーション抑制能や膜物性等を向上するために高温でのキュアが行われるが、銅密着性が低下する傾向がある。そのため、b-HAST試験でも銅マイグレーションが少なく、かつ、高温キュアでも良好な銅密着性を示す絶縁膜が望まれる。
本開示は、高温キュア時においても高い銅密着性が得られ、b-HAST試験における銅マイグレーションが少なく長時間にわたり短絡せず、かつ、解像性の高い感光性樹脂組成物を提供することを目的の一つとする。また、本開示の感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの形成方法、硬化膜及びポリイミド膜の製造方法を提供することも目的の一つである。
本開示の実施形態の例を以下の項目[1]~[22]に列記する。
[1] 以下の成分:
(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と、
(B)pKaが1.3以上4.1以下であるテトラゾール化合物と、
(C)前記(B)テトラゾール化合物以外の複素環化合物と、
(D)光重合開始剤と、
を含む、感光性樹脂組成物。
[2] 前記(B)テトラゾール化合物がカルボキシル基を有する化合物である、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3] 前記(D)光重合開始剤が、光ラジカル重合開始剤である、[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4] 前記光ラジカル重合開始剤が、オキシム開始剤である、[3]に記載の感光性樹脂組成物。
[5] 前記(C)複素環化合物として、プリン誘導体を含有する、[1]~[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[6] 前記(B)テトラゾール化合物が下記一般式(1):
{式(1)中、R1は、カルボキシル基又は下記一般式(2):
で表され、R2はハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1~10の炭化水素基である。}で表される化合物である、[1]~[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[7] 前記(C)複素環化合物が、下記一般式(3):
{式中、R3はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であり、R4は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R5は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、下記一般式(4):
{式中、R6は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R7は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、下記一般式(5):
{式中、R8はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であり、R9は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R10は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、又は下記一般式(6):
{式中、R11は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R12は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}
で表される化合物である、[1]~[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] 前記(C)複素環化合物が、下記一般式(7):
{式中、R13は炭素数1~10の有機基であり、R14は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物である、[1]~[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[9] 下記一般式(8):
{式中、X1は四価の有機基であり、Y1は二価の有機基であり、n1は2~150の整数であり、そしてR15及びR16はそれぞれ独立に、水素原子、又は一価の有機基である。}
で表される、前記ポリイミド前駆体を含み、及び/又は、
下記一般式(9):
{式中、X2は四価の有機基であり、Y2は二価の有機基であり、n2は2~150の整数である。}
で表される、前記ポリイミド樹脂を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[10] 上記一般式(8)において、R15及びR16の少なくとも一方が、下記一般式(10):
{式中、L1、L2及びL3は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基であり、そしてm1は、2~10の整数である。}
で表される構造単位を含む、[9]に記載の感光性樹脂組成物。
[11] 前記(A)成分100質量部に対する前記(B)テトラゾール化合物及び前記(C)複素環化合物の合計含有量が0.1~10質量部である、[1]~[10]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[12] 前記(B)テトラゾール化合物と前記(C)複素環化合物の含有量の比が下記式(9):
0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10 ・・・(9)
を満たす、[1]~[11]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[13](E)溶剤を更に含む、[1]~[12]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[14] (F)光重合性モノマーを更に含む、[1]~[13]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[15] (G)熱架橋剤を更に含む、[1]~[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[16] (H)シランカップリング剤を更に含む、[1]~[15]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[17] (I)前記(B)テトラゾール化合物以外の酸成分を含む、[1]~[16]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[18] 前記感光性樹脂組成物は、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜を形成するための感光性樹脂組成物である、[1]~[17]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[19] 以下の工程:
(1)[1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を前記基板上に形成する工程と、
(2)前記感光性樹脂層を露光する工程と、
(3)前記露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程と、
(4)前記レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程とを含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
[20] 前記工程(4)の加熱処理は、170℃以上350℃以下の加熱処理である、[19]に記載の硬化レリーフパターンの製造方法。
[21] [1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む、硬化膜。
[22] [1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を硬化することを含む、ポリイミド膜の製造方法。
(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と、
(B)pKaが1.3以上4.1以下であるテトラゾール化合物と、
(C)前記(B)テトラゾール化合物以外の複素環化合物と、
(D)光重合開始剤と、
を含む、感光性樹脂組成物。
[2] 前記(B)テトラゾール化合物がカルボキシル基を有する化合物である、[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3] 前記(D)光重合開始剤が、光ラジカル重合開始剤である、[1]又は[2]に記載の感光性樹脂組成物。
[4] 前記光ラジカル重合開始剤が、オキシム開始剤である、[3]に記載の感光性樹脂組成物。
[5] 前記(C)複素環化合物として、プリン誘導体を含有する、[1]~[4]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[6] 前記(B)テトラゾール化合物が下記一般式(1):
[7] 前記(C)複素環化合物が、下記一般式(3):
で表される化合物である、[1]~[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] 前記(C)複素環化合物が、下記一般式(7):
[9] 下記一般式(8):
で表される、前記ポリイミド前駆体を含み、及び/又は、
下記一般式(9):
で表される、前記ポリイミド樹脂を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[10] 上記一般式(8)において、R15及びR16の少なくとも一方が、下記一般式(10):
で表される構造単位を含む、[9]に記載の感光性樹脂組成物。
[11] 前記(A)成分100質量部に対する前記(B)テトラゾール化合物及び前記(C)複素環化合物の合計含有量が0.1~10質量部である、[1]~[10]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[12] 前記(B)テトラゾール化合物と前記(C)複素環化合物の含有量の比が下記式(9):
0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10 ・・・(9)
を満たす、[1]~[11]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[13](E)溶剤を更に含む、[1]~[12]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[14] (F)光重合性モノマーを更に含む、[1]~[13]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[15] (G)熱架橋剤を更に含む、[1]~[14]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[16] (H)シランカップリング剤を更に含む、[1]~[15]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[17] (I)前記(B)テトラゾール化合物以外の酸成分を含む、[1]~[16]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[18] 前記感光性樹脂組成物は、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜を形成するための感光性樹脂組成物である、[1]~[17]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[19] 以下の工程:
(1)[1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を前記基板上に形成する工程と、
(2)前記感光性樹脂層を露光する工程と、
(3)前記露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程と、
(4)前記レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程とを含む、硬化レリーフパターンの製造方法。
[20] 前記工程(4)の加熱処理は、170℃以上350℃以下の加熱処理である、[19]に記載の硬化レリーフパターンの製造方法。
[21] [1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む、硬化膜。
[22] [1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を硬化することを含む、ポリイミド膜の製造方法。
本開示によれば、高温キュアでも高い銅密着性が得られ、b-HAST試験における銅マイグレーションが少なく、かつ、解像性が高い感光性樹脂組成物を提供することができる。また、該感光性樹脂組成物を用いた硬化レリーフパターンの製造方法、硬化膜及びポリイミド膜の製造方法を提供することができる。
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、本開示を通じ、一般式において同一符号で表されている構造は、分子中に複数存在する場合に、互いに同一であるか、又は異なっていてもよい。また、本開示の各数値範囲における上限値及び下限値は、任意に組み合わせて任意の数値範囲を構成することができる。
<感光性樹脂組成物>
本開示の感光性樹脂組成物は、以下の成分(A)~(D):
(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と、
(B)pKaが1.3以上4.1以下であるテトラゾール化合物と、
(C)(B)テトラゾール化合物以外の複素環化合物と、
(D)光重合開始剤とを含む。
本開示の感光性樹脂組成物は、以下の成分(A)~(D):
(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と、
(B)pKaが1.3以上4.1以下であるテトラゾール化合物と、
(C)(B)テトラゾール化合物以外の複素環化合物と、
(D)光重合開始剤とを含む。
(A)ポリイミド前駆体(成分A)
(A)ポリイミド前駆体は、感光性樹脂組成物に含まれる樹脂成分であり、加熱環化処理を施すことによってポリイミドに変換される。(A)ポリイミド前駆体は、感光性樹脂組成物に使用することのできる樹脂であればその構造は制限されないが、アルカリ可溶性樹脂でないことが好ましい。(A)ポリイミド前駆体に使用する樹脂がアルカリ可溶性でないことで、高い耐薬品性や、より高い銅マイグレーション抑制能を得ることができる。
アルカリ可溶性ではないポリイミド前駆体とするために樹脂骨格中に酸性基を有しないことが好ましい。また、(A)ポリイミド前駆体はフッ素原子を有しないことも好ましい。これにより、銅マイグレーションをより抑制することができる。
(A)ポリイミド前駆体は、感光性樹脂組成物に含まれる樹脂成分であり、加熱環化処理を施すことによってポリイミドに変換される。(A)ポリイミド前駆体は、感光性樹脂組成物に使用することのできる樹脂であればその構造は制限されないが、アルカリ可溶性樹脂でないことが好ましい。(A)ポリイミド前駆体に使用する樹脂がアルカリ可溶性でないことで、高い耐薬品性や、より高い銅マイグレーション抑制能を得ることができる。
アルカリ可溶性ではないポリイミド前駆体とするために樹脂骨格中に酸性基を有しないことが好ましい。また、(A)ポリイミド前駆体はフッ素原子を有しないことも好ましい。これにより、銅マイグレーションをより抑制することができる。
(A)ポリイミド前駆体は、下記一般式(8):
{式中、X1は四価の有機基であり、Y1は二価の有機基であり、n1は、2~150の整数であり、そしてR15及びR16はそれぞれ独立に、水素原子、又は一価の有機基である。}で表される構造を含むポリアミドが好ましい。
上記式(8)で表されるポリイミド前駆体は、上記Y1がカルボン酸基及びフェノール性水酸基等の酸性基を含まない構造を有するポリアミドであることも好ましい。X1は、R15又はR16が水素原子である場合に存在するカルボキシ基を除いて、酸性基を有さないことが好ましい。(A)ポリイミド前駆体は、構造中に酸性基を有しないことにより、アルカリ可溶性ではないポリイミド前駆体が得られやすい。
上記式(8)で表されるポリイミド前駆体は、上記Y1がカルボン酸基及びフェノール性水酸基等の酸性基を含まない構造を有するポリアミドであることも好ましい。X1は、R15又はR16が水素原子である場合に存在するカルボキシ基を除いて、酸性基を有さないことが好ましい。(A)ポリイミド前駆体は、構造中に酸性基を有しないことにより、アルカリ可溶性ではないポリイミド前駆体が得られやすい。
一般式(8)において、R15及びR16の少なくとも一方は、光重合性官能基を含むことが好ましく、下記一般式(10):
{式中、L1、L2及びL3は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基であり、そしてm1は、2~10の整数である。}で表される構造単位を含むことがより好ましい。
一般式(8)におけるR15及びR16が水素原子である割合は、R15及びR16全体のモル数を基準として10モル%以下であることがより好ましく、5%モル以下であることがより好ましく、1%モル以下であることが更に好ましい。この割合とすることでアルカリ可溶性ではないポリイミド前駆体が得られやすい。
また、一般式(8)におけるR15及びR16が上記一般式(10)で表される一価の有機基である割合は、R15及びR16全体のモル数を基準として70モル%以上であることが好ましく、80%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い。一般式(8)におけるR15及びR16が水素原子である割合、及び一般式(8)におけるR15及びR16が一般式(10)の有機基である割合が上記範囲であることは、感光特性と保存安定性の観点から好ましい。
また、一般式(8)におけるR15及びR16が上記一般式(10)で表される一価の有機基である割合は、R15及びR16全体のモル数を基準として70モル%以上であることが好ましく、80%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い。一般式(8)におけるR15及びR16が水素原子である割合、及び一般式(8)におけるR15及びR16が一般式(10)の有機基である割合が上記範囲であることは、感光特性と保存安定性の観点から好ましい。
一般式(8)におけるn1は、2~150の整数であれば限定されないが、感光性樹脂組成物の感光特性及び機械特性の観点から、3~100の整数が好ましく、5~70の整数がより好ましい。
一般式(8)中、X1で表される四価の有機基は、耐熱性と感光特性とを両立するという観点で、好ましくは炭素数6~40の有機基であり、より好ましくは、-COOR15基及び-COOR16基と-CONH-基とが互いにオルト位置にある芳香族基、又は脂環式脂肪族基である。
X1で表される四価の有機基として、具体的には、芳香族環を含有する炭素原子数6~40の有機基として、例えば、下記一般式(11):
{式中、R17は水素原子、フッ素原子、炭素数1~10の一価の炭化水素基、及び炭素数1~10の一価の含フッ素炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、lは0~2の整数であり、mは0~3の整数であり、そしてnは0~4の整数である。}で表される構造を含む基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、X1の構造は1種でも2種以上の組み合わせでもよい。上記式(11)で表される構造を含むX1基は、耐熱性と感光特性とを両立するという観点で特に好ましい。
X1で表される四価の有機基として、具体的には、芳香族環を含有する炭素原子数6~40の有機基として、例えば、下記一般式(11):
また、X1の構造は1種でも2種以上の組み合わせでもよい。上記式(11)で表される構造を含むX1基は、耐熱性と感光特性とを両立するという観点で特に好ましい。
X1基としては、上記式(11)で表される構造の中でも特に、下記式(12):
{式中、R18は、フッ素原子、炭素数1~10の一価の炭化水素基、及び炭素数1~10の一価の含フッ素炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、そしてmは0~3の整数である。}で表される四価の有機基は、低温加熱時のイミド化率、脱ガス性、銅密着性及び耐薬品性などの観点から好ましい。
上記一般式(8)中、Y1で表される二価の有機基は、耐熱性と感光特性とを両立するという観点で、好ましくは炭素数6~40の芳香族基であり、例えば、下記一般式(13):
{式中、R17は水素原子、フッ素原子、炭素数1~10の一価の炭化水素基、及び炭素数1~10の一価の含フッ素炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、lは0~4の整数であり、mは0~4の整数であり、そしてnは0~4から選ばれる整数である。}で表される構造が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、Y1の構造は1種でも2種以上の組み合わせでもよい。上記式(13)で表される構造を含むY1基は、耐熱性及び感光特性を両立するという観点で特に好ましい。
Y1基としては、上記式(13)で表される構造の中でも特に、下記式(14):
{式中、R18は、フッ素原子、炭素数1~10の一価の炭化水素基、及び炭素数1~10の一価の含フッ素炭化水素基からなる群から選ばれる少なくとも1つであり、そしてlは0~4の整数であり、mは0~4の整数である。}で表される二価の基は、低温加熱時のイミド化率、脱ガス性、銅密着性及び耐薬品性などの観点から好ましい。
上記一般式(10)におけるL1、L2及びL3の炭素数1~3の一価の有機基としては、例えば、炭素数1~3の炭化水素基、好ましくはアルキル基である。L1は、水素原子又はメチル基であることが好ましく、L2及びL3は、感光特性の観点から水素原子であることが好ましい。また、m1は、感光特性の観点から2以上10以下の整数であり、好ましくは2以上4以下の整数である。
一実施形態において、(A)ポリイミド前駆体は、下記一般式(15):
{式中、R15、R16、及びn1は、それぞれ上記一般式(8)において定義したものである。}
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。
一般式(15)において、R15及びR16の少なくとも一方は、上記一般式(10)で表される一価の有機基であることがより好ましい。
(A)ポリイミド前駆体が、下記一般式(16):
で表されるX1を構造単位中に含むことで、特に耐薬品性が高くなる。
(A)ポリイミド前駆体が、下記一般式(16):
一実施形態において、(A)ポリイミド前駆体は、下記一般式(17):
{式中、R15、R16、及びn1は、それぞれ上記一般式(8)において定義したものである。}
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが熱物性の観点から好ましい。
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが熱物性の観点から好ましい。
一般式(17)において、R15及びR16の少なくとも一方は、上記一般式(10)で表される一価の有機基であることがより好ましい。
(A)ポリイミド前駆体は、一般式(15)で表される構造単位と、一般式(17)で表される構造単位の両方を含むことにより、特に解像性が高くなる傾向がある。例えば、(A)ポリイミド前駆体は、一般式(15)で表される構造単位と、一般式(17)で表される構造単位との共重合体を含んでもよく、又は一般式(15)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体と、一般式(17)で表される構造単位を含むポリイミド前駆体との混合物であってもよい。
(A)ポリイミド前駆体は、下記一般式(18):
{式中、R15、R16、及びn1は、それぞれ上記一般式(8)において定義したものである。}
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。
(A)ポリイミド前駆体は、下記一般式(19):
{式中、R15、R16、及びn1は、それぞれ上記一般式(8)において定義したものである。}
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。(A)ポリイミド前駆体が、一般式(19)で表される構造単位を含むことで、特に耐薬品性が高くなる。
で表される構造単位を含むポリイミド前駆体であることが好ましい。(A)ポリイミド前駆体が、一般式(19)で表される構造単位を含むことで、特に耐薬品性が高くなる。
(A)ポリイミド前駆体は、溶剤を含む感光性樹脂組成物の全質量を基準として、好ましくは、10質量%~70質量%、より好ましくは20質量%~65質量%含まれる。
(A)ポリイミド前駆体の調製方法
(A)ポリイミド前駆体は、前述の四価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物と、光重合性の不飽和二重結合を有するアルコール類、及び任意に不飽和二重結合を有さないアルコール類とを反応させて、部分的にエステル化したテトラカルボン酸(以下、アシッド/エステル体ともいう)を調製する。その後、部分的にエステル化したテトラカルボン酸と、前述の二価の有機基Y1を含むジアミン類とをアミド重縮合させることにより得られる。
(A)ポリイミド前駆体は、前述の四価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物と、光重合性の不飽和二重結合を有するアルコール類、及び任意に不飽和二重結合を有さないアルコール類とを反応させて、部分的にエステル化したテトラカルボン酸(以下、アシッド/エステル体ともいう)を調製する。その後、部分的にエステル化したテトラカルボン酸と、前述の二価の有機基Y1を含むジアミン類とをアミド重縮合させることにより得られる。
(アシッド/エステル体の調製)
(A)ポリイミド前駆体を調製するために好適に用いられる、四価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、ベンゾフェノン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(BPDA)、ジフェニルスルホン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルメタン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-無水フタル酸)プロパン及び2,2-ビス(3,4-無水フタル酸)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン等を挙げることができる。しかし、四価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物としては、これらに限定されるものではない。
これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物として、好ましくは、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、及びビフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(BPDA)を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(A)ポリイミド前駆体を調製するために好適に用いられる、四価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、ベンゾフェノン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(BPDA)、ジフェニルスルホン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルメタン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-無水フタル酸)プロパン及び2,2-ビス(3,4-無水フタル酸)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン等を挙げることができる。しかし、四価の有機基X1を含むテトラカルボン酸二無水物としては、これらに限定されるものではない。
これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物として、好ましくは、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、及びビフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(BPDA)を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(A)ポリイミド前駆体を調製するために好適に用いられる、光重合性の不飽和二重結合を有するアルコール類としては、例えば、2-アクリロイルオキシエチルアルコール、1-アクリロイルオキシ-3-プロピルアルコール、2-アクリルアミドエチルアルコール、メチロールビニルケトン、2-ヒドロキシエチルビニルケトン、2-ヒドロキシ-3-メトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-t-ブトキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルオキシプロピルアクリレート、2-メタクリロイルオキシエチルアルコール、1-メタクリロイルオキシ-3-プロピルアルコール、2-メタクリルアミドエチルアルコール、メチロールビニルケトン、2-ヒドロキシエチルビニルケトン、2-ヒドロキシ-3-メトキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-ブトキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-t-ブトキシプロピルメタクリレート及び2-ヒドロキシ-3-シクロヘキシルオキシプロピルメタクリレート等を挙げることができる。
上記光重合性の不飽和二重結合を有するアルコール類に、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、ネオペンチルアルコール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、1-オクタノール、2-オクタノール、3-オクタノール、1-ノナノール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル及びベンジルアルコールなどの不飽和二重結合を有さないアルコール類を一部混合して用いることもできる。
また、(A)ポリイミド前駆体として、上記不飽和二重結合を有さないアルコール類のみで調製された非感光性ポリイミド前駆体を、感光性ポリイミド前駆体と混合して用いてもよい。解像性の観点から、非感光性ポリイミド前駆体は、感光性ポリイミド前駆体100質量部を基準として、200質量部以下であることが好ましい。上記の好適なテトラカルボン酸二無水物と上記のアルコール類とを、ピリジン等の塩基性触媒の存在下、後述するような溶剤中、温度20~50℃で4~24時間に亘って撹拌溶解、混合することにより、酸無水物のエステル化反応が進行し、所望のアシッド/エステル体を得ることができる。
((A)ポリイミド前駆体の調製)
上記アシッド/エステル体(典型的には後述する溶剤中の溶液)に、氷冷下、適当な脱水縮合剤、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド、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及びN,N’-ジスクシンイミジルカーボネート等を投入混合してアシッド/エステル体をポリ酸無水物とした後、これに、二価の有機基Y1を含むジアミン類を別途溶媒に溶解又は分散させたものを滴下投入し、アミド重縮合させることにより、目的のポリイミド前駆体を得ることができる。
代替的には、上記アシッド/エステル体を、塩化チオニル等を用いてアシッド部分を酸クロライド化した後に、ピリジン等の塩基存在下に、ジアミン化合物と反応させることにより、目的のポリイミド前駆体を得ることができる。
上記アシッド/エステル体(典型的には後述する溶剤中の溶液)に、氷冷下、適当な脱水縮合剤、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド、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及びN,N’-ジスクシンイミジルカーボネート等を投入混合してアシッド/エステル体をポリ酸無水物とした後、これに、二価の有機基Y1を含むジアミン類を別途溶媒に溶解又は分散させたものを滴下投入し、アミド重縮合させることにより、目的のポリイミド前駆体を得ることができる。
代替的には、上記アシッド/エステル体を、塩化チオニル等を用いてアシッド部分を酸クロライド化した後に、ピリジン等の塩基存在下に、ジアミン化合物と反応させることにより、目的のポリイミド前駆体を得ることができる。
二価の有機基Y1を含むジアミン類としては、下記一般式(20):
に示される構造を有するジアミンをはじめ、例えば、p-フェニレンジアミン(1,4―フェニレンジアミン(pPD))、m-フェニレンジアミン、4,4’-オキシジアニリン(ODA)、3,4’-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’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-Q)、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(APB)、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、4,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4-(3-アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、1,4-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェニル)ベンゼン、9,10-ビス(4-アミノフェニル)アントラセン、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〔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(HFBAPP)、1,4-ビス(3-アミノプロピルジメチルシリル)ベンゼン、オルト-トリジンスルホン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)、及びこれらのベンゼン環上の水素原子の一部が、メチル基、エチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ハロゲン等で置換されたもの、例えば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’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジメチトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノビフェニル、及びその混合物等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ジアミンとしては、好ましくは、4,4’-オキシジアニリン(ODA)、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン(m-TB)、及び1,4―フェニレンジアミン(pPD)を挙げることができる。これらのジアミンは単独で用いることができ、又は2種以上を混合して用いてもよい。
ジアミンとしては、好ましくは、4,4’-オキシジアニリン(ODA)、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン(m-TB)、及び1,4―フェニレンジアミン(pPD)を挙げることができる。これらのジアミンは単独で用いることができ、又は2種以上を混合して用いてもよい。
アミド重縮合反応終了後、当該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、又はその反応液等の貧溶媒を、得られた重合体成分に投入し、重合体成分を析出させ、さらに、再溶解、再沈析出操作等を繰り返すことにより、重合体を精製し、真空乾燥を行い、目的のポリイミド前駆体を単離する。精製度を向上させるために、陰イオン及び/又は陽イオン交換樹脂を適当な有機溶剤で膨潤させて充填したカラムに、この重合体の溶液を通し、イオン性不純物を除去してもよい。
上記(A)ポリイミド前駆体の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算重量平均分子量で測定した場合に、8,000~150,000であることが好ましく、9,000~50,000であることがより好ましい。(A)ポリイミド前駆体の重量平均分子量が8,000以上である場合、機械物性が良好であり、150,000以下である場合現像液への分散性が良好で、レリーフパターンの解像性能が良好である。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーの展開溶媒としては、テトラヒドロフラン、及びN-メチル-2-ピロリドンが推奨される。また、(A)ポリイミド前駆体の重量平均分子量は、標準単分散ポリスチレンを用いて作成した検量線から求める。標準単分散ポリスチレンとしては、昭和電工社製 有機溶媒系標準試料 STANDARD SM-105から選ぶことが推奨される。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーの展開溶媒としては、テトラヒドロフラン、及びN-メチル-2-ピロリドンが推奨される。また、(A)ポリイミド前駆体の重量平均分子量は、標準単分散ポリスチレンを用いて作成した検量線から求める。標準単分散ポリスチレンとしては、昭和電工社製 有機溶媒系標準試料 STANDARD SM-105から選ぶことが推奨される。
(A)ポリイミド樹脂(成分A)
本開示の感光性樹脂組成物は、(A)ポリイミド前駆体と共に、又はこれに変えて、(A)ポリイミド樹脂を含んでもよい。
本開示の感光性樹脂組成物は、(A)ポリイミド前駆体と共に、又はこれに変えて、(A)ポリイミド樹脂を含んでもよい。
(A)ポリイミド樹脂は、樹脂由来の脱離成分が発生しないため、感光性樹脂組成物の硬化収縮を抑制できる。そのため、ポリイミド前駆体に比べて、高いキュア残膜率を有し、かつ、改善されたキュア後平坦性を有する感光性樹脂組成物を得ることができる。
(A)ポリイミド樹脂は、側鎖に重合性基を有してもよいが、硬化膜の伸度及び保管安定性の観点から側鎖に重合性基を有さないことが好ましい。(A)ポリイミド樹脂は、ポリアミック酸又はポリアミック酸エステル構造を実質的に含まないことが好ましい。本開示において、「ポリアミック酸又はポリアミック酸エステル構造を実質的に含まない」とは、例えばポリイミド樹脂のイミド化率が90%以上、好ましくは95%以上であることを意味する。
(A)ポリイミド樹脂のイミド化率は公知の方法で測定できるが、本開示では以下の方法で算出する。まず、熱処理前のポリイミド樹脂の赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造の吸収ピーク(1780cm-1付近、1377cm-1付近)の存在を確認する。次に、そのポリイミド樹脂を350℃で1時間、熱処理し、熱処理後のポリイミドの赤外吸収スペクトルを測定し、熱処理後のポリイミドの1377cm-1付近のピーク強度を熱処理前のポリイミドのピーク強度と比較することによって、ポリイミド樹脂のイミド化率を算出する。
(A)ポリイミド樹脂は、溶媒への溶解性及びコート時平坦性の観点から一般式(9)で表される構造を含んでいることが好ましい。また、これは溶剤現像タイプの感光性樹脂組成物に適する構造である。(A)ポリイミド樹脂は、銅マイグレーション抑制の観点からアルカリ可溶性ではない樹脂であることが好ましい。更に、(A)ポリイミド樹脂が一般式(9)で表される構造を含む場合、X2及び/Y2にカルボン酸基及びフェノール性水酸基等の酸性基を有さないことも好ましい。また、(A)ポリイミド樹脂はフッ素原子を有さないことも好ましい。これにより、銅マイグレーションをより抑制することができる。
{式中、X2は四価の有機基であり、Y2は二価の有機基であり、n2は2~150の整数である。}
X2は四価の有機基であり、既知のテトラカルボン酸二無水物に由来する構造であれば特に限定はしないが、硬化膜の高い銅密着性、高温保存試験後の銅ボイドの抑制、及びb-HAST試験における銅マイグレーション抑制、硬化膜の伸度及び耐薬品性に優れ、且つ溶媒への溶解性の観点から、下記一般式(21)~(29)で示される構造を少なくとも1つ以上含むことが好ましい。
また、X2は本開示の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の高温保存試験後の銅ボイドの抑制、b-HAST試験における銅マイグレーション抑制、硬化膜の伸度及び耐薬品性の観点から式(21)~(28)で示される構造を1つ以上含むことが好ましい。
さらに、X2は本開示の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の耐熱性の観点から、式(21)~(23)及び(25)~(28)で示される構造を1つ以上含むことがより好ましい。
加えて、X2は本開示の感光性樹脂組成物の塗膜均一性及び硬化膜の伸度が特に優れることから、式(21)及び(26)~(28)で示される構造を1つ以上含むことが特に好ましい。
さらに、X2は本開示の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の耐熱性の観点から、式(21)~(23)及び(25)~(28)で示される構造を1つ以上含むことがより好ましい。
加えて、X2は本開示の感光性樹脂組成物の塗膜均一性及び硬化膜の伸度が特に優れることから、式(21)及び(26)~(28)で示される構造を1つ以上含むことが特に好ましい。
式(9)中のY2は、二価の有機基であり、既知のジアミンに由来する構造であれば特に限定はしないが、硬化膜の高い銅密着性、及びb-HAST試験における銅マイグレーション抑制、硬化膜の伸度、耐薬品性に優れ、且つ溶媒への溶解性の観点から、下記一般式(30)~(38)で示される構造を1つ以上含むことが好ましい。
また、Y2は本開示の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の高温保存試験後の銅ボイドの抑制、b-HAST試験における銅マイグレーション抑制、硬化膜の伸度及び耐薬品性の観点から、式(30)~(36)で示される構造を1つ以上含むことが好ましい。
さらに、Y2は本開示の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の機械特性の観点から、式(30)~(35)で示される構造を1つ以上含むことがさらに好ましい。
加えて、Y2は本開示の感光性樹脂組成物(一態様において、本開示のネガ型感光性樹脂組成物)の塗膜均一性及び硬化膜の伸度が特に優れることから、式(32)~(35)で示される構造を1つ以上含むことが特に好ましい。式(32)~(35)で示される構造が溶媒への溶解性に優れるのは、これらの構造がペンダントフェニル構造を含むことに由来する。
さらに、Y2は本開示の感光性樹脂組成物から得られる硬化膜の機械特性の観点から、式(30)~(35)で示される構造を1つ以上含むことがさらに好ましい。
加えて、Y2は本開示の感光性樹脂組成物(一態様において、本開示のネガ型感光性樹脂組成物)の塗膜均一性及び硬化膜の伸度が特に優れることから、式(32)~(35)で示される構造を1つ以上含むことが特に好ましい。式(32)~(35)で示される構造が溶媒への溶解性に優れるのは、これらの構造がペンダントフェニル構造を含むことに由来する。
式(9)中のn2は、2~150の整数、好ましくは3~100の整数、より好ましくは5~70の整数である。n2は、(A)ポリイミド樹脂の重量平均分子量を満たす整数であることが好ましい。
溶媒への溶解性の観点から、(A)ポリイミド樹脂の末端(一態様において、(A)ポリイミド樹脂の側鎖末端又は(A)ポリイミド樹脂の主鎖末端)、好ましくは(A)ポリイミド樹脂の主鎖末端は、酸無水物基、カルボキシル基、アミノ基、及び下記一般式(39)~(41)からなる群から選択される一つ以上の構造を含むことが好ましい。
{式中、R19及びR20は、それぞれ独立に、水素原子、及び炭素数1~3の1価の有機基から選択され、R21はヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~20の2価の有機基であり、kは1~2の整数である。R22は、水素原子、及び炭素数1~4の1価の有機基であり、*は(A)ポリイミド樹脂の末端との結合部位を示す。}
{式中、R23及びR24はそれぞれ独立に、水素原子、及び炭素数1~3の1価の有機基である。また、*は(A)ポリイミド樹脂の末端との結合部位を示す。}
{式中、R25、R26及びR27はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~3の1価の有機基であり、jは2~10の整数である。また、*は(A)ポリイミド樹脂の末端との結合部位を示す。}
酸無水物基は、原料のテトラカルボン酸無水物に由来し、カルボキシル基は前述の酸無水物基が開環したものであり、アミノ基は原料のジアミンに由来するものであることが好ましい。(A)ポリイミド樹脂の末端が一般式(39)で表される構造である場合のより詳細な具体例としては、下記一般式(42)~(45)で表される構造が挙げられる。
{式中の*は(A)ポリイミド樹脂の末端との結合部位を示す。}
一般式(40)で示される構造の、より詳細な具体例としては、下記一般式(46)及び(47)で表される構造が挙げられる。
{式中の*は(A)ポリイミド樹脂の末端との結合部位を示す。}
一般式(40)で示される構造の、より詳細な具体例としては、下記一般式(46)及び(47)で表される構造が挙げられる。
一般式(41)で示される構造の、より詳細な具体例としては、下記一般式(48)~(51)で表される構造が挙げられる。
{式中の*は(A)ポリイミド樹脂の末端との結合部位を示す。}
硬化膜の高い銅密着性、高温保存試験後の銅ボイドの抑制、b-HAST試験における銅マイグレーション抑制、硬化膜の伸度、耐薬品性及び溶媒への溶解性の観点から、一般式(9)のX2が一般式(21)~(29)で表されるいずれかの構造であり、かつ、Y2が一般式(30)~(38)で表されるいずれかの構造であることが好ましい。
(A)ポリイミド樹脂の重量平均分子量(Mw)は、溶剤に溶解する範囲であれば特に限定しない。硬化膜の膜物性や銅密着性の観点から、(A)ポリイミド樹脂の重量平均分子量は、5,000以上100,000以下が好ましい。機械特性の観点から、(A)ポリイミド樹脂の重量平均分子量の下限値は、6,000以上がより好ましく、8,000以上がさらに好ましい。また、(A)ポリイミド樹脂の重量平均分子量の上限値は、溶媒への溶解性及びコート時平坦性の観点から50,000以下がより好ましく、30,000以下が特に好ましい。
(A)ポリイミド樹脂の分子量分布(Mw/Mn)は、1.0以上2.0以下であることが好ましい。製造効率の観点から、(A)ポリイミド樹脂の分子量分布の下限値は1.15以上がより好ましく、1.25以上がさらに好ましい。(A)ポリイミド樹脂の分子量分布の上限値は、解像性の観点から、上限値は1.8以下がより好ましく、1.6以下がさらに好ましい。
(A)ポリイミド樹脂は、溶剤を含む感光性樹脂組成物の全質量を基準として、好ましくは10質量%~70質量%、より好ましくは20質量%~65質量%含まれる。
(A)ポリイミド樹脂の調製方法
(A)ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリアミド酸を、脱水閉環してイミド化することで得られる。
(A)ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリアミド酸を、脱水閉環してイミド化することで得られる。
ポリアミド酸を脱水閉環させる方法は、限定されないが、例えば、ポリアミド酸を高温で加熱して脱水閉環する加熱イミド化法や、脱水還元剤である無水酢酸と3級アミンを添加して脱水閉環する化学イミド化法などが挙げられる。
加熱イミド化法での温度は、特に限定しないが、閉環反応を促進する観点から、その下限値は150℃以上が好ましく、160℃以上が更に好ましい。一方、副反応を抑制する観点で、その上限値は200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましい。
テトラカルボン酸二無水物としては特に限定しないが、具体例としてはピロメリット酸無水物(PMDA)、4,4’-オキシジフタル酸無水物(ODPA)、3,4’-オキシジフタル酸無水物、4,4’-ビフタル酸二無水物(BPDA)、3,4’-ビフタル酸二無水物、4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ジフタル酸無水物(BPADA)、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物(BPAF)、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(CpODA)、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BCD)、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸無水物(CBDA)及び4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)などが挙げられる。
これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物としては、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BCD)、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、及び4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)等が好ましい。
これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物としては、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BCD)、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(CBDA)、及び4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)等が好ましい。
ジアミンとしては特に限定しないが、具体例としては、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADPE)、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-Q)、2-フェノキシベンゼン-1,4-ジアミン(PND)、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)、6-(4-アミノフェノキシ)ビフェニル-3-アミン(PDPE)、3,3’-ジフェニル-4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル(APBP-DP)、2,2-ビス[3-フェニル-4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(DAOPPA)、2,2’-ジメチルベンジジン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)、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(HFBAPP)及び2-(メタクリロイルオキシ)エチル-3,5-ジアミノベンゾエート(MAEDAB)などが挙げられる。
これらの中でも、ジアミンとしては、6-(4-アミノフェノキシ)ビフェニル-3-アミン(PDPE)、及び9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)等が好ましい。
これらの中でも、ジアミンとしては、6-(4-アミノフェノキシ)ビフェニル-3-アミン(PDPE)、及び9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)等が好ましい。
(A)ポリイミド樹脂の末端が、酸無水物基、カルボキシル基、及びアミノ基である場合、(A)ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリアミド酸を、脱水閉環してイミド化させて得られるポリイミド樹脂である。(A)ポリイミド樹脂の末端の酸無水物基、カルボキシル基、及びアミノ基と、所定の化合物とを反応させて、(A)ポリイミド樹脂の末端を、上記一般式(39)~(41)で表される構造としてもよい。
末端が一般式(39)で表される構造である(A)ポリイミド樹脂は、例えば、ポリイミド末端のアミノ基をイソシアネート系化合物と反応させることで得られる。
イソシアネート系化合物の具体例としては、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(2-イソシアナトエチルメタクリレート:MOI)、2-アクリロイルオキシエチルイソシアナート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート、及び2-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアナートなどが挙げられる。
ポリイミド末端のアミノ基と、イソシアネート系化合物とを反応させる方法は特に限定されないが、脱水閉環したポリイミド溶液にイソシアネート系化合物を加えて室温下で撹拌することで、脱水閉環したポリイミドのアミノ基と反応させることができる。
イソシアネート系化合物の具体例としては、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(2-イソシアナトエチルメタクリレート:MOI)、2-アクリロイルオキシエチルイソシアナート、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート、及び2-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)エチルイソシアナートなどが挙げられる。
ポリイミド末端のアミノ基と、イソシアネート系化合物とを反応させる方法は特に限定されないが、脱水閉環したポリイミド溶液にイソシアネート系化合物を加えて室温下で撹拌することで、脱水閉環したポリイミドのアミノ基と反応させることができる。
末端が一般式(40)で表される構造である(A)ポリイミド樹脂は、例えば、ポリイミド末端のアミノ基をクロライド系化合物と反応させることで得られる。
クロライド系化合物としては、アクリロイルクロライド、及びメタクリロイルクロライドなどが挙げられる。
ポリイミド末端のアミノ基と、クロライド系化合物とを反応させる方法としては特に限定されないが、脱水閉環したポリイミド溶液を氷冷し、クロライド系化合物を滴下によって加えることで脱水閉環したポリイミドのアミノ基と反応させることができる。
クロライド系化合物としては、アクリロイルクロライド、及びメタクリロイルクロライドなどが挙げられる。
ポリイミド末端のアミノ基と、クロライド系化合物とを反応させる方法としては特に限定されないが、脱水閉環したポリイミド溶液を氷冷し、クロライド系化合物を滴下によって加えることで脱水閉環したポリイミドのアミノ基と反応させることができる。
末端が一般式(41)で表される構造である(A)ポリイミド樹脂は、例えば、ポリイミド末端の酸無水物基及びカルボキシル基をアルコール系化合物と反応させることで得られる。
アルコール系化合物としては、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(2-ヒドロキシエチルメタクリレート:HEMA)、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸4-ヒドロキシエチル、及びアクリル酸4-ヒドロキシエチルなどが挙げられる。
ポリイミド末端の酸無水物基及びカルボキシル基と、アルコール系化合物とを反応させる方法としては特に限定されないが、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)などの縮合剤や、p-トルエンスルホン酸などのエステル化触媒を用いて、脱水閉環したポリイミドの酸無水物基及びカルボキシル基と、アルコール系化合物とを反応させることができる。
アルコール系化合物としては、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(2-ヒドロキシエチルメタクリレート:HEMA)、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸4-ヒドロキシエチル、及びアクリル酸4-ヒドロキシエチルなどが挙げられる。
ポリイミド末端の酸無水物基及びカルボキシル基と、アルコール系化合物とを反応させる方法としては特に限定されないが、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)などの縮合剤や、p-トルエンスルホン酸などのエステル化触媒を用いて、脱水閉環したポリイミドの酸無水物基及びカルボキシル基と、アルコール系化合物とを反応させることができる。
(A)ポリイミド樹脂の製造において、反応を均一系で効率的に行うために反応溶媒を用いてもよい。
反応溶媒としては、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン、及び末端に重合性官能基を有する化合物を均一に溶解又は懸濁できるものであれば特に限定されない。
反応溶媒としては、例えば、γ-ブチロラクトン(GBL)、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアセトアセトアミド、1,3-ジメチル―2-イミダゾリジノン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、及びN,N-ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。
反応溶媒としては、テトラカルボン酸二無水物、ジアミン、及び末端に重合性官能基を有する化合物を均一に溶解又は懸濁できるものであれば特に限定されない。
反応溶媒としては、例えば、γ-ブチロラクトン(GBL)、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルアセトアセトアミド、1,3-ジメチル―2-イミダゾリジノン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、及びN,N-ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。
(A)ポリイミド樹脂の製造において、加熱イミド化法を用いる場合には、イミド化反応促進のために共沸溶媒を用いてもよい。
共沸溶媒としては、水と共沸する溶媒であれば特に限定しないが、トルエン、酢酸エチル、N-ジクロヘキシルピロリドン、オルトジクロロベンゼン、キシレン、及びベンゼンなどが挙げられる。
共沸溶媒としては、水と共沸する溶媒であれば特に限定しないが、トルエン、酢酸エチル、N-ジクロヘキシルピロリドン、オルトジクロロベンゼン、キシレン、及びベンゼンなどが挙げられる。
(A)ポリイミド樹脂は、特許文献2(特開2012-194520号公報)などに記載の方法で精製を行ってもよい。
例えば、精製法としては、(A)ポリイミド樹脂溶液を水に滴下して再沈殿により未反応物を除去する方法、濾別して反応溶媒に不溶の縮合剤などを除去する方法、イオン交換樹脂によって触媒を除去する方法などが挙げられる。これら精製を行った後、(A)ポリイミド樹脂は既知の方法で乾燥を行い、粉末状態として単離してもよい。
例えば、精製法としては、(A)ポリイミド樹脂溶液を水に滴下して再沈殿により未反応物を除去する方法、濾別して反応溶媒に不溶の縮合剤などを除去する方法、イオン交換樹脂によって触媒を除去する方法などが挙げられる。これら精製を行った後、(A)ポリイミド樹脂は既知の方法で乾燥を行い、粉末状態として単離してもよい。
(B)テトラゾール化合物(成分B)
本実施形態で使用する(B)テトラゾール化合物は、酸解離定数(pKa)が1.3以上4.1以下である。このような(B)テトラゾール化合物を含むことによって、銅密着性と銅マイグレーション抑制効果が得られ、更に解像性も向上する。銅との密着性と銅マイグレーション抑制効果の観点から、pKaは2.0以上3.6以下であることが好ましい。
pKaに関しては、Advanced Chemistry Software V11.02(1994-2018 ACD/Labs)による計算値を使用する。
本実施形態で使用する(B)テトラゾール化合物は、酸解離定数(pKa)が1.3以上4.1以下である。このような(B)テトラゾール化合物を含むことによって、銅密着性と銅マイグレーション抑制効果が得られ、更に解像性も向上する。銅との密着性と銅マイグレーション抑制効果の観点から、pKaは2.0以上3.6以下であることが好ましい。
pKaに関しては、Advanced Chemistry Software V11.02(1994-2018 ACD/Labs)による計算値を使用する。
このような(B)テトラゾール化合物を使用することで上記の効果が発揮される理由は定かではなく、理論に限定されないが、本発明者らは次の通り考えている。
(B)テトラゾール化合物は、基材の銅へ配位して効果を発揮すると考えられるが、その際、(B)テトラゾール化合物のpKaが4.1以下であると(A)ポリイミド樹脂との相互作用が強まり、銅密着性が向上すると推測される。一方で、(B)テトラゾール化合物のpKaが1.3以上であると(A)ポリイミド樹脂との相互作用が強すぎず、また基材の銅表面を不要に酸化させることが無く、銅マイグレーションを抑制することができ、解像性も良好となると思われる。よって、(B)テトラゾール化合物が適度な酸性度をもつことで、銅との密着性と銅マイグレーション抑制効果とを両立することができ、更に解像性も良好となると推測される。
(B)テトラゾール化合物は、基材の銅へ配位して効果を発揮すると考えられるが、その際、(B)テトラゾール化合物のpKaが4.1以下であると(A)ポリイミド樹脂との相互作用が強まり、銅密着性が向上すると推測される。一方で、(B)テトラゾール化合物のpKaが1.3以上であると(A)ポリイミド樹脂との相互作用が強すぎず、また基材の銅表面を不要に酸化させることが無く、銅マイグレーションを抑制することができ、解像性も良好となると思われる。よって、(B)テトラゾール化合物が適度な酸性度をもつことで、銅との密着性と銅マイグレーション抑制効果とを両立することができ、更に解像性も良好となると推測される。
pKaが1.3以上4.1以下である(B)テトラゾール化合物としては、例えば1H-テトラゾール-5-カルボン酸(別名:1H-テトラゾール-5-ギ酸)、1H-テトラゾール-5-酢酸、1H-テトラゾール-5-プロピオン酸、1H-テトラゾール-1-酢酸、1H-テトラゾール-5-カルボン酸エチル(別名:1H-テトラゾール-5-ギ酸エチル)、1H-テトラゾール-5-酢酸メチル、2-[4-(1H-1,2,3,4-テトラゾール-5-イル)フェニル]酢酸、2-(2H-テトラゾール-5-イル)ブタン二酸、2,2―ビス(2-2H-テトラゾール-5―イル)エチル)プロパン二酸、及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸が挙げられるが、これらに限定されない。
なお、これらの化合物を感光性樹脂組成物に添加する際は、水和物の形態であってもよい。
なお、これらの化合物を感光性樹脂組成物に添加する際は、水和物の形態であってもよい。
また、(B)テトラゾール化合物は銅密着性、銅マイグレーション抑制効果及び解像性の観点から、カルボキシル基を有する化合物であることが好ましい。
特に限定されないが、例えば、1H-テトラゾール-5-カルボン酸(別名:1H-テトラゾール-5-ギ酸)、1H-テトラゾール-5-酢酸、1H-テトラゾール-5-プロピオン酸、1H-テトラゾール-1-酢酸、2-[4-(1H-1,2,3,4-テトラゾール-5-イル)フェニル]酢酸、2-(2H-テトラゾール-5-イル)ブタン二酸、2,2―ビス(2-2H-テトラゾール-5―イル)エチル)プロパン二酸、及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸等が挙げられる。なお、これらの化合物を樹脂組成物に添加する際は、水和物の形態であってもよい。
特に限定されないが、例えば、1H-テトラゾール-5-カルボン酸(別名:1H-テトラゾール-5-ギ酸)、1H-テトラゾール-5-酢酸、1H-テトラゾール-5-プロピオン酸、1H-テトラゾール-1-酢酸、2-[4-(1H-1,2,3,4-テトラゾール-5-イル)フェニル]酢酸、2-(2H-テトラゾール-5-イル)ブタン二酸、2,2―ビス(2-2H-テトラゾール-5―イル)エチル)プロパン二酸、及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸等が挙げられる。なお、これらの化合物を樹脂組成物に添加する際は、水和物の形態であってもよい。
更に、銅密着性、銅マイグレーション抑制効果及び解像性の観点から、(B)テトラゾール化合物が下記一般式(1):
{式(1)中、R1は、カルボキシル基又は下記一般式(2):
で表され、R2はハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1~10の炭化水素基である。}で表される化合物であることが、より好ましい。
R2はハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1~10の炭化水素基であれば特に限定しないが、例えば、分岐鎖状又は直鎖状の炭素数1~10のアルキレン基、又は炭素数6~10のアリール基が挙げられ、又は、これらが連結した構造でもよい。これらは、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の置換基を有していてもよい。
特に限定されないが、一般式(1)で表される化合物としては、例えば1H-テトラゾール-5-カルボン酸(別名:1H-テトラゾール-5-ギ酸)、1H-テトラゾール-5-酢酸、1H-テトラゾール-5-プロピオン酸、2-[4-(1H-1,2,3,4-テトラゾール-5-イル)フェニル]酢酸、及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸等が挙げられる。より好ましくは、1H-テトラゾール-5-酢酸及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸である。
R2はハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1~10の炭化水素基であれば特に限定しないが、例えば、分岐鎖状又は直鎖状の炭素数1~10のアルキレン基、又は炭素数6~10のアリール基が挙げられ、又は、これらが連結した構造でもよい。これらは、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の置換基を有していてもよい。
特に限定されないが、一般式(1)で表される化合物としては、例えば1H-テトラゾール-5-カルボン酸(別名:1H-テトラゾール-5-ギ酸)、1H-テトラゾール-5-酢酸、1H-テトラゾール-5-プロピオン酸、2-[4-(1H-1,2,3,4-テトラゾール-5-イル)フェニル]酢酸、及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸等が挙げられる。より好ましくは、1H-テトラゾール-5-酢酸及び4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸である。
(B)テトラゾール化合物が、上記式(1)で表される化合物であることで、優れた銅密着性、銅マイグレーション抑制効果及び銅ボイド抑制効果を得ることができる。
その理由は定かではなく、理論に拘束されないが、テトラゾール中の窒素原子に付随する非共有電子対が銅へ作用して銅界面に偏在し、そして、テトラゾール化合物中のカルボン酸の構成原子が、(A)ポリイミド前駆体と水素結合を形成することで、(A)ポリイミド樹脂が銅と相互作用して銅密着力を向上することができると考えられる。テトラゾール化合物の1位のNが水素と結合していることも、(B)テトラゾール化合物が銅へと配位しやすくしていると考える。
また、(B)テトラゾール化合物が銅界面に偏在することで、銅界面での酸化反応を強く抑制し、それにより銅マイグレーション及び銅ボイドが抑制できたと考えられる。また、一般式(2)においてR2が炭素数1~10の炭化水素基であれば、分子の沸点が高く樹脂組成物を基材にコートする際のプリベーク時に(B)テトラゾール化合物が揮発しにくいため膜中に残存でき、更に膜中でも動きやすく界面に偏在しやすいことから、より銅密着性や銅マイグレーション抑制に効果的であると推測される。
その理由は定かではなく、理論に拘束されないが、テトラゾール中の窒素原子に付随する非共有電子対が銅へ作用して銅界面に偏在し、そして、テトラゾール化合物中のカルボン酸の構成原子が、(A)ポリイミド前駆体と水素結合を形成することで、(A)ポリイミド樹脂が銅と相互作用して銅密着力を向上することができると考えられる。テトラゾール化合物の1位のNが水素と結合していることも、(B)テトラゾール化合物が銅へと配位しやすくしていると考える。
また、(B)テトラゾール化合物が銅界面に偏在することで、銅界面での酸化反応を強く抑制し、それにより銅マイグレーション及び銅ボイドが抑制できたと考えられる。また、一般式(2)においてR2が炭素数1~10の炭化水素基であれば、分子の沸点が高く樹脂組成物を基材にコートする際のプリベーク時に(B)テトラゾール化合物が揮発しにくいため膜中に残存でき、更に膜中でも動きやすく界面に偏在しやすいことから、より銅密着性や銅マイグレーション抑制に効果的であると推測される。
(B)テトラゾール化合物の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは0.1質量部以上10質量部以下であり、さらに好ましくは0.2質量部以上5質量部以下である。上記含有量は、銅密着性の観点で0.01質量部以上であり、銅マイグレーション抑制や樹脂組成物の保存安定性の観点から20質量部以下であることが好ましい。
(C)複素環化合物(成分C)
本開示の感光性樹脂組成物は、(B)成分以外の(C)複素環化合物を含有する。(B)成分に加えて(C)複素環化合物を含有することで、銅密着性や銅マイグレーション抑制能及び解像性が向上する。(C)複素環化合物の中でも、酸素や窒素を含む複素環化合物が好ましく、特に窒素を含む複素環化合物が好ましい。
(C)複素環化合物としては、例えば、アゾール化合物が挙げられる。アゾール化合物としては、インダゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、(B)テトラゾール化合物以外のテトラゾール及びその誘導体等が挙げられる。
本開示の感光性樹脂組成物は、(B)成分以外の(C)複素環化合物を含有する。(B)成分に加えて(C)複素環化合物を含有することで、銅密着性や銅マイグレーション抑制能及び解像性が向上する。(C)複素環化合物の中でも、酸素や窒素を含む複素環化合物が好ましく、特に窒素を含む複素環化合物が好ましい。
(C)複素環化合物としては、例えば、アゾール化合物が挙げられる。アゾール化合物としては、インダゾール及びその誘導体、イミダゾール及びその誘導体、トリアゾール及びその誘導体、(B)テトラゾール化合物以外のテトラゾール及びその誘導体等が挙げられる。
インダゾール及びその誘導体の例としては、1H-インダゾール、5-アミノインダゾール、6-アミノインダゾール、1-ベンジル-3-ヒドロキシ-1H-インダゾール、5-ブロモインダゾール、6-ブロモインダゾール、6-ヒドロキシインダゾール、3-カルボキシインダゾール及び5-ニトロインダゾール等が挙げられる。
イミダゾール化合物及びその誘導体としては、例えばイミダゾール、ウンデシルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、5-カルボキシベンゾイミダゾール、6-ブロモベンゾイミダゾール、5-クロロベンゾイミダゾール、2-ヒドロキシベンゾイミダゾール、2-(1-ヒドロキシメチル)ベンゾイミダゾール、2-メチルベンゾイミダゾール、5-ニトロベンゾイミダゾール、2-フェニルベンゾイミダゾール、2-アミノベンゾイミダゾール、5-アミノベンゾイミダゾール及び5-アミノ-2-メルカプトベンゾイミダゾール等が挙げられる。
トリアゾール及びその誘導体としては、例えば1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-メルカプトトリアゾール、3-アミノ-5-メルカプトトリアゾール、ベンゾトリアゾール、1H-ベンゾトリアゾール-1-アセトニトリル、1-[N,N-ビス(2-エチルヘキシル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1-(2-ジ-n-ブチルアミノメチル)-5-カルボキシベンゾトリアゾール、1-(2-ジ-n-ブチルアミノメチル)-6-カルボキシベンゾトリアゾール、1H-ベンゾトリアゾール-1-メタノール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール、5-カルボキシベンゾトリアゾール、5-アミノベンゾトリアゾール、5-クロロベンゾトリアゾール及び5-ニトロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
(B)テトラゾール化合物以外のテトラゾール及びその誘導体としては、例えば1H-テトラゾール、5-メチル-1H-テトラゾール、5-フェニル-1H-テトラゾール、5-アミノ-1H-テトラゾール、5-ベンジル-1H-テトラゾール、5-アミノ-1-メチルテトラゾール、5-(4-メチルフェニル)-1H-テトラゾール、1-メチル-5-エチル-1H-テトラゾール、1-メチル-5-メルカプト-1H-テトラゾール及び1-(4-ヒドロキシフェニル)-5-メルカプト-1H-テトラゾール等が挙げられる。
更に、(C)複素環化合物の中でも、高温キュアでの銅密着性や銅マイグレーション抑制能の観点から、縮合環化合物が好ましい。とりわけ、縮合した環のそれぞれに窒素を含有するものが好ましい。
特に限定はされないが、縮合環化合物としては、例えば、7-メチル-2,4-ジオキソ-1,2,3,4-テトラヒドロピリド[2,3-d]ピリミジン-5-カルボン酸、キサントプテリン、アロプリノール、4-[2-(2-アミノ-4,7-ジヒドロ-4-オキソ-3H-ピロロ[2,3-d]ピリミジン-5-イル)エチル]安息香酸、ピリド[2,3-d]ピリミジン-4-オール、1H,2H,3H,4H-ピリド[2,3-d]ピリミジン-2,4-ジオン、プテリジン-4-オール、ルマジン、7-フェニル-プテリジン-4-オール、プテリン-6-カルボン酸、6-アミノ-1H-ピラゾーロ[3,4-d]ピリミジン-4(7H)-オン、1H-ピラゾーロ[3,4-d]ピリミジン-4,6(2H,5H)-ジオン、7-デアザヒポキサンチン、7-デアザキサンチン、2-アミノ-4-オキソ-4,7-ジヒドロ-1H-ピローロ[2,3-d]ピリミジン-5-カルボン酸、6-ニトロ-3H-ピリド[2,3-d]ピリミジン-4-オン、7-クロロピリド[2,3-d]ピリミジン-2,4(1H,3H)-ジオン、6-(トリフルオロメチル)-1H-ピラゾーロ[3,4-d]ピリミジン-4-オール及び5-(4-ヨードフェニル)-1H-ピローロ[2,3-d]ピリミジン-2,4(3H,7H)-ジオン等が挙げられる。また、プリン誘導体も縮合環化合物の一種である。
理由は定かではなく、理論に拘束されないが、(C)複素環化合物が縮合環化合物であることで、感光性樹脂組成物を硬化膜とする際の高温キュア工程を経ても、(C)複素環化合物の分解や揮発しにくく、硬化膜中に残存して銅密着性や銅マイグレーション抑制能を発揮すると考えられる。
特に限定はされないが、縮合環化合物としては、例えば、7-メチル-2,4-ジオキソ-1,2,3,4-テトラヒドロピリド[2,3-d]ピリミジン-5-カルボン酸、キサントプテリン、アロプリノール、4-[2-(2-アミノ-4,7-ジヒドロ-4-オキソ-3H-ピロロ[2,3-d]ピリミジン-5-イル)エチル]安息香酸、ピリド[2,3-d]ピリミジン-4-オール、1H,2H,3H,4H-ピリド[2,3-d]ピリミジン-2,4-ジオン、プテリジン-4-オール、ルマジン、7-フェニル-プテリジン-4-オール、プテリン-6-カルボン酸、6-アミノ-1H-ピラゾーロ[3,4-d]ピリミジン-4(7H)-オン、1H-ピラゾーロ[3,4-d]ピリミジン-4,6(2H,5H)-ジオン、7-デアザヒポキサンチン、7-デアザキサンチン、2-アミノ-4-オキソ-4,7-ジヒドロ-1H-ピローロ[2,3-d]ピリミジン-5-カルボン酸、6-ニトロ-3H-ピリド[2,3-d]ピリミジン-4-オン、7-クロロピリド[2,3-d]ピリミジン-2,4(1H,3H)-ジオン、6-(トリフルオロメチル)-1H-ピラゾーロ[3,4-d]ピリミジン-4-オール及び5-(4-ヨードフェニル)-1H-ピローロ[2,3-d]ピリミジン-2,4(3H,7H)-ジオン等が挙げられる。また、プリン誘導体も縮合環化合物の一種である。
理由は定かではなく、理論に拘束されないが、(C)複素環化合物が縮合環化合物であることで、感光性樹脂組成物を硬化膜とする際の高温キュア工程を経ても、(C)複素環化合物の分解や揮発しにくく、硬化膜中に残存して銅密着性や銅マイグレーション抑制能を発揮すると考えられる。
更に、(C)複素環化合物の中でも、プリン誘導体を含むことが、特に高温での銅密着性と銅マイグレーション抑制の観点、更には感光性樹脂組成物への溶解性の観点で好ましい。
プリン誘導体の具体例としては、プリン、アデニン、グアニン、ヒポキサンチン、キサンチン、テオブロミン、カフェイン、尿酸、イソグアニン、2,6-ジアミノプリン、6-メトキシプリン、N6-ベンゾイルアデニン、9-メチルアデニン、2-ヒドロキシアデニン、2-メチルアデニン、1-メチルアデニン、N-メチルアデニン、N,N-ジメチルアデニン、2-フルオロアデニン、9-(2-ヒドロキシエチル)アデニン、グアニンオキシム、N-(2-ヒドロキシエチル)アデニン、8-アミノアデニン、6-アミノ‐8-フェニル‐9H-プリン、1-エチルアデニン、6-エチルアミノプリン、1-ベンジルアデニン、N-メチルグアニン、7-(2-ヒドロキシエチル)グアニン、N-(3-クロロフェニル)グアニン、N-(3-エチルフェニル)グアニン、2-アザアデニン、5-アザアデニン、8-アザアデニン、8-アザグアニン、8-アザプリン、8-アザキサンチン、8-アザヒポキサンチン、2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン、N-(6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)ベンズアミド,ガンシクロビル、グアノシン、3’-アミノ-2’,3’-ジデオキシグアノシン、ペンシクロビル、N2-ピバロイルグアニン、2-[2-イソブチルアミド-6-オキソ-1H-プリン-9(6H)-イル]酢酸、N-アセチル-ジ-O-アセチルガンシクロビル、N2-イソブチリルグアノシン、9-エチルグアニン、2-アミノ-9-フェニル-1H-プリン-6(9H)-オン、N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド、N2,9-ジアセチルグアニン、9-[(2-アセトキシエトキシ)メチル]-N2-アセチルグアニン、N2-アセチルアシクロビル、N2-イソブチリル-2’-デオキシグアノシン等及びその誘導体が挙げられる。
プリン誘導体の具体例としては、プリン、アデニン、グアニン、ヒポキサンチン、キサンチン、テオブロミン、カフェイン、尿酸、イソグアニン、2,6-ジアミノプリン、6-メトキシプリン、N6-ベンゾイルアデニン、9-メチルアデニン、2-ヒドロキシアデニン、2-メチルアデニン、1-メチルアデニン、N-メチルアデニン、N,N-ジメチルアデニン、2-フルオロアデニン、9-(2-ヒドロキシエチル)アデニン、グアニンオキシム、N-(2-ヒドロキシエチル)アデニン、8-アミノアデニン、6-アミノ‐8-フェニル‐9H-プリン、1-エチルアデニン、6-エチルアミノプリン、1-ベンジルアデニン、N-メチルグアニン、7-(2-ヒドロキシエチル)グアニン、N-(3-クロロフェニル)グアニン、N-(3-エチルフェニル)グアニン、2-アザアデニン、5-アザアデニン、8-アザアデニン、8-アザグアニン、8-アザプリン、8-アザキサンチン、8-アザヒポキサンチン、2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン、N-(6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)ベンズアミド,ガンシクロビル、グアノシン、3’-アミノ-2’,3’-ジデオキシグアノシン、ペンシクロビル、N2-ピバロイルグアニン、2-[2-イソブチルアミド-6-オキソ-1H-プリン-9(6H)-イル]酢酸、N-アセチル-ジ-O-アセチルガンシクロビル、N2-イソブチリルグアノシン、9-エチルグアニン、2-アミノ-9-フェニル-1H-プリン-6(9H)-オン、N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド、N2,9-ジアセチルグアニン、9-[(2-アセトキシエトキシ)メチル]-N2-アセチルグアニン、N2-アセチルアシクロビル、N2-イソブチリル-2’-デオキシグアノシン等及びその誘導体が挙げられる。
前記(C)複素環化合物は、下記一般式(3):
{式中、R3はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であり、R4は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R5は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、下記一般式(4):
{式中、R6は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R7は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、下記一般式(5):
{式中、R8はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であり、R9は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R10は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、又は下記一般式(6):
{式中、R11は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R12は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物であることが、銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点で更に好ましい。
式中のR3及びR8はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であれば特に限定されないが、銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点から、アミノ基又は炭素数1~3のアルコキシ基であることがより好ましい。
また、式中のR4、R6、R9及びR11は、水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であれば、特に限定されない。R4、R6、R9及びR11のアミノ基を置換する有機基は、分岐鎖又は直鎖状のアルキル基、芳香族又はカルボキシル基であってもよく、アセチル基やアセトキシ基等の官能基で置換されていてもよい。銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点から、式中のR4、R6、R9及びR11は、アミノ基又は、1つの水素原子が炭素数1~10の有機基で置換されているアミノ基が好ましく、より好ましくは1つの水素原子がカルボニル基を有する炭素数1~6の有機基で置換されているアミノ基である。
また、R5、R7、R10及びR12は、水素原子又は炭素数1~10の有機基であれば特に限定されないが、分岐鎖又は直鎖状のアルキル基、芳香族基又はカルボキシル基であってもよく、水酸基、カルボニル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基又は、ハロゲン基等の官能基で置換されていてもよい。銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点から、R5、R7、R10及びR12は、水素原子であるか、カルボニル基及び/又は水酸基を有する炭素数1~10の有機基であることが好ましく、より好ましくは、水素原子又は、カルボニル基を有する炭素数1~6の有機基である。
上記式(3)、(4)、(5)又は(6)で表される化合物を含むことで、低温キュア(本開示において、200℃以下のキュア)だけでなく、高温キュアでも優れた銅密着性が得られる。また、高温キュアはもちろんのこと、低温キュアでも銅マイグレーション抑制効果、銅ボイド抑制効果を得ることができる。本開示において、高温キュアの温度とは、温度250℃以上のことをいう。
その理由は定かではなく、理論に拘束されないが、本実施形態の感光性樹脂組成物が上記式(3)、(4)、(5)又は(6)で表されるプリン化合物を含むと、プリン骨格中の窒素原子に付随する非共有電子対が銅へ作用して銅界面に偏在し、そして一級又は二級アミンの構成原子が、(A)ポリイミド前駆体又はポリイミドと水素結合を形成することで、(A)ポリイミド樹脂が銅と相互作用して銅密着力を向上することができると考えられる。また、プリン化合物が銅界面に偏在することで、銅界面での酸化反応を強く抑制し、それにより銅マイグレーション及び銅ボイドが抑制できると考えられる。また、前述の通り、これらの構造を有することで、感光性樹脂組成物を硬化膜とする際の高温キュア工程を経ても、(C)複素環化合物の分解や揮発が生じにくく、硬化膜中に残存し銅密着性や銅マイグレーション抑制能を発揮すると考えられる。
一般式(3)で表される化合物としては、例えばアデニン、2,6-ジアミノプリン、6-メトキシプリン、9-メチルアデニン、9-(2-ヒドロキシエチル)アデニン及び9-エチル-N2-メチル-9H-プリン-2,6-ジアミン等が挙げられる。
一般式(4)で表される化合物としては、例えばグアニン、ヒポキサンチン、N-メチルグアニン、N-(3-クロロフェニル)グアニン、N-(3-エチルフェニル)グアニン、2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン、N-(6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)ベンズアミド、ガンシクロビル、グアノシン、3’-アミノ-2’,3’-ジデオキシグアノシン、ペンシクロビル、9-エチルグアニン、N2-ピバロイルグアニン、2-[2-イソブチルアミド-6-オキソ-1H-プリン-9(6H)-イル]酢酸、N-アセチル-ジ-O-アセチルガンシクロビル、N2-イソブチリルグアノシン、2-アミノ-9-フェニル-1H-プリン-6(9H)-オン、N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド、N2,9-ジアセチルグアニン、9-[(2-アセトキシエトキシ)メチル]-N2-アセチルグアニン、N2-アセチルアシクロビル及びN2-イソブチリル-2’-デオキシグアノシン等が挙げられる。
一般式(5)で表される化合物としては、例えば8-アザアデニン、3H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-5,7-ジアミン、3-エチル-1,2,3-トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-5,7-ジアミン、N5-メチル-3H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-d]ピリミジン-5,7-ジアミン等が挙げられる。
一般式(6)で表される化合物としては、例えば8-アザグアニン及び8-アザヒポキサンチン等が挙げられる。
一般式(4)で表される化合物の中でも、(C)複素環化合物が、下記一般式(7):
{式中、R13は炭素数1~10の有機基であり、R14は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物であることが、高温キュアでの銅密着性と銅マイグレーション抑制能と感光性樹脂組成物への溶解性の観点からより好ましい。
式中のR13は、炭素数1~10の有機基であれば特に限定されないが、分岐鎖状又は直鎖状のアルキル基、芳香族又はカルボキシル基であってもよく、アセチル基及びアセトキシ基等の官能基で置換されていてもよい。銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点から、好ましくはカルボニル基を有する炭素数1~6の有機基である。
また、式中のR14は、水素原子又は炭素数1~10の有機基であれば特に限定されないが、分岐鎖状又は直鎖状のアルキル基、芳香族基又はカルボキシル基であってもよく、水酸基、カルボニル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基又は、ハロゲン基等の官能基で置換されていてもよい。銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点から、R14は、水素原子若しくは、カルボニル基及び/又は水酸基を有する炭素数1~10の有機基であることが好ましく、より好ましくは水素原子又は、カルボニル基を有する炭素数1~6の有機基である。
また、式中のR14は、水素原子又は炭素数1~10の有機基であれば特に限定されないが、分岐鎖状又は直鎖状のアルキル基、芳香族基又はカルボキシル基であってもよく、水酸基、カルボニル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基又は、ハロゲン基等の官能基で置換されていてもよい。銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点から、R14は、水素原子若しくは、カルボニル基及び/又は水酸基を有する炭素数1~10の有機基であることが好ましく、より好ましくは水素原子又は、カルボニル基を有する炭素数1~6の有機基である。
式(7)で表される化合物としては、例えばN-メチルグアニン、N-(3-クロロフェニル)グアニン、N-(3-エチルフェニル)グアニン、2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン、N-(6-オキソ-6,9-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)ベンズアミド,N2-ピバロイルグアニン、2-[2-イソブチルアミド-6-オキソ-1H-プリン-9(6H)-イル]酢酸、N-アセチル-ジ-O-アセチルガンシクロビル、N2-イソブチリルグアノシン、N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド、N2,9-ジアセチルグアニン、9-[(2-アセトキシエトキシ)メチル]-N2-アセチルグアニン、N2-アセチルアシクロビル、N2-イソブチリル-2’-デオキシグアノシン等が挙げられ、銅密着性の観点から2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン、N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド及び9-ジアセチルグアニンがより好ましい。
(C)複素環化合物の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは0.1質量部以上10質量部以下であり、さらに好ましくは0.2質量部以上5質量部以下である。上記含有量は、銅密着性の観点で0.01質量部以上であり、銅マイグレーション抑制や感光性樹脂組成物の保存安定性の観点から20質量部以下であることが好ましい。
(B)テトラゾール化合物と、(C)複素環化合物の合計含有量は、(A)成分100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。より好ましくは、(B)テトラゾール化合物と、(C)複素環化合物の合計含有量は、(A)成分100質量部に対して0.5質量部以上5質量部以下である。
上記合計含有量は、銅密着性、銅マイグレーション抑制及び解像性の観点で十分な効果を発揮するために0.1質量部以上であることが好ましく、銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点で10質量部以下が好ましい。
理由は定かではなく、理論に限定されないが、上記合計含有量であれば、基材の銅と感光性樹脂層の間に脆弱な層が発生しにくいため銅密着性が良好となり、かつ、感光性樹脂層中のイオン成分が必要以上に増加せず、銅マイグレーション抑制効果も良好となると推測される。また、基材の銅界面に(B)成分及び(C)成分が偏在すると考えられるが、偏在量が適切となり解像性も良好になると考えられる。
上記合計含有量は、銅密着性、銅マイグレーション抑制及び解像性の観点で十分な効果を発揮するために0.1質量部以上であることが好ましく、銅密着性、銅マイグレーション抑制及び感光性樹脂組成物への溶解性の観点で10質量部以下が好ましい。
理由は定かではなく、理論に限定されないが、上記合計含有量であれば、基材の銅と感光性樹脂層の間に脆弱な層が発生しにくいため銅密着性が良好となり、かつ、感光性樹脂層中のイオン成分が必要以上に増加せず、銅マイグレーション抑制効果も良好となると推測される。また、基材の銅界面に(B)成分及び(C)成分が偏在すると考えられるが、偏在量が適切となり解像性も良好になると考えられる。
更に、(B)テトラゾール化合物と(C)複素環化合物の含有量の比((C)複素環化合物の含有量に対する(B)テトラゾール化合物の含有量)が下記式(9):
0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10 ・・・(9)を満たすことが、銅密着性、銅マイグレーション抑制効果及び解像性をバランスよく向上させるために好ましい。
解像性及び銅マイグレーション抑制効果の観点から、(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)は0.1以上が好ましく、高温キュアによる銅密着性の観点から10以下が好ましい。より好ましくは、(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)が、1以上5以下である。
0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10 ・・・(9)を満たすことが、銅密着性、銅マイグレーション抑制効果及び解像性をバランスよく向上させるために好ましい。
解像性及び銅マイグレーション抑制効果の観点から、(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)は0.1以上が好ましく、高温キュアによる銅密着性の観点から10以下が好ましい。より好ましくは、(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)が、1以上5以下である。
(D)光重合開始剤(成分D)
(D)光重合開始剤としては、光酸発生剤や光ラジカル重合開始剤があるが、光感度向上や銅マイグレーション抑制の観点からは、光ラジカル重合開始剤であることが好ましく、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン及びフルオレノン等のベンゾフェノン誘導体、
2,2’-ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン及び1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のアセトフェノン誘導体、
チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン及びジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導体、
ベンジル、ベンジルジメチルケタール及びベンジル-β-メトキシエチルアセタール等のベンジル誘導体、
ベンゾイン及びベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン誘導体、
1-フェニル-1,2-ブタンジオン-2-(o-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-ベンゾイル)オキシム、1,3-ジフェニルプロパントリオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム及び1-フェニル-3-エトキシプロパントリオン-2-(o-ベンゾイル)オキシム等のオキシム類、
N-フェニルグリシン等のN-アリールグリシン類、ベンゾイルパークロライド等の過酸化物類、芳香族ビイミダゾール類及び、チタノセン類、等が好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記の光ラジカル重合開始剤の中では、特に光感度の点で、オキシム類(オキシム開始剤)が好ましい。一態様において、光感度の観点から、光ラジカル重合開始剤としては、オキシム開始剤であることが好ましい。
光酸発生剤としては、α-(n-オクタンスルフォニルオキシイミノ)-4-メトキシベンジルシアニド、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、アリールジアゾニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル及び、ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステルなどが好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(D)光重合開始剤としては、光酸発生剤や光ラジカル重合開始剤があるが、光感度向上や銅マイグレーション抑制の観点からは、光ラジカル重合開始剤であることが好ましく、ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン及びフルオレノン等のベンゾフェノン誘導体、
2,2’-ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン及び1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のアセトフェノン誘導体、
チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-イソプロピルチオキサントン及びジエチルチオキサントン等のチオキサントン誘導体、
ベンジル、ベンジルジメチルケタール及びベンジル-β-メトキシエチルアセタール等のベンジル誘導体、
ベンゾイン及びベンゾインメチルエーテル等のベンゾイン誘導体、
1-フェニル-1,2-ブタンジオン-2-(o-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-メトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム、1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(o-ベンゾイル)オキシム、1,3-ジフェニルプロパントリオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム及び1-フェニル-3-エトキシプロパントリオン-2-(o-ベンゾイル)オキシム等のオキシム類、
N-フェニルグリシン等のN-アリールグリシン類、ベンゾイルパークロライド等の過酸化物類、芳香族ビイミダゾール類及び、チタノセン類、等が好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記の光ラジカル重合開始剤の中では、特に光感度の点で、オキシム類(オキシム開始剤)が好ましい。一態様において、光感度の観点から、光ラジカル重合開始剤としては、オキシム開始剤であることが好ましい。
光酸発生剤としては、α-(n-オクタンスルフォニルオキシイミノ)-4-メトキシベンジルシアニド、ジアリールスルホニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、アリールジアゾニウム塩、芳香族テトラカルボン酸エステル、芳香族スルホン酸エステル及び、ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸エステルなどが好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(D)光重合開始剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは1質量部以上8質量部以下であり、さらに好ましくは1質量部以上5質量部以下である。上記含有量は、光感度又はパターニング性の観点で0.1質量部以上であり、感光性樹脂組成物の硬化後の感光性樹脂層の物性の観点から20質量部以下であることが好ましい。
(E)溶剤(成分E)
本実施形態の感光性樹脂組成物では(E)溶剤を含有してもよく、(E)溶剤としては、アミド類、スルホキシド類、ウレア類、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類、アルコール類等が挙げられ、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳酸ブチル、γ-ブチロラクトン(GBL)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、モルフォリン、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,4-ジクロロブタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、アニソール、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びメシチレン等を使用することができる。
中でも、樹脂の溶解性、感光性樹脂組成物の安定性、及び基板への密着性の観点から、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド及びテトラヒドロフルフリルアルコールが好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物では(E)溶剤を含有してもよく、(E)溶剤としては、アミド類、スルホキシド類、ウレア類、ケトン類、エステル類、ラクトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、炭化水素類、アルコール類等が挙げられ、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラメチル尿素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、シュウ酸ジエチル、乳酸エチル、乳酸メチル、乳酸ブチル、γ-ブチロラクトン(GBL)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、モルフォリン、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、1,4-ジクロロブタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン、アニソール、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン及びメシチレン等を使用することができる。
中でも、樹脂の溶解性、感光性樹脂組成物の安定性、及び基板への密着性の観点から、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ベンジルアルコール、フェニルグリコール、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド及びテトラヒドロフルフリルアルコールが好ましい。
このような溶剤の中で、とりわけ、(A)ポリイミド前駆体を完全に溶解するものが好ましく、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、γ-ブチロラクトン、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド及び3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド等が挙げられる。特に、感光性樹脂組成物を基板上に塗布したときの面内均一性の観点から、γ-ブチロラクトン及び3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドであることが好ましい。
(E)溶剤は1種単独であってもよいし、2種以上の溶剤を混ぜて使用してもよいが、感光性樹脂組成物の安定性を適切に調整する観点から、2種以上であることが好ましい。本実施形態の感光性樹脂組成物が(E)溶剤を2種以上含む場合においては、面内均一性の観点から、(E)溶剤の50重量%以上は、γ-ブチロラクトン及び3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミドのいずれかであることが好ましく、γ-ブチロラクトンを含むことがさらに好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物において、(E)溶剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、好ましくは100~1000質量部であり、より好ましくは120~700質量部であり、さらに好ましくは125~500質量部の範囲である。
(F)光重合性モノマー(成分F)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(F)光重合性モノマーを更に含有してもよい。(F)光重合性モノマーを使用すると、露光時に感光性樹脂組成物の架橋が進むことで解像性が良好になり、更に硬化膜の透湿性が低下することで銅マイグレーション抑制効果も得られる。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(F)光重合性モノマーを更に含有してもよい。(F)光重合性モノマーを使用すると、露光時に感光性樹脂組成物の架橋が進むことで解像性が良好になり、更に硬化膜の透湿性が低下することで銅マイグレーション抑制効果も得られる。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対し、(F)光重合性モノマーを5質量部以上150質量部以下含むことが好ましい。良好な解像性を得るためには、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(F)光重合性モノマーを5質量部以上含むことが好ましく、10質量部以上含むことがより好ましく、20質量部以上含むことがさらに好ましい。一方で、(F)光重合性モノマーを多く含み過ぎると、銅密着性が低下することがある。
理由は定かではなく、理論に限定されないが、(F)光重合性モノマーが多いことで、銅層と感光性樹脂層の間に脆弱な層が発生し、銅密着性が低下することが推測される。
上記下限値と任意に組み合わせることのできる上限値は、銅密着性の観点から150質量部以下であることが好ましく、100質量部以下であることがより好ましく、50質量部以下であることがさらに好ましい。
理由は定かではなく、理論に限定されないが、(F)光重合性モノマーが多いことで、銅層と感光性樹脂層の間に脆弱な層が発生し、銅密着性が低下することが推測される。
上記下限値と任意に組み合わせることのできる上限値は、銅密着性の観点から150質量部以下であることが好ましく、100質量部以下であることがより好ましく、50質量部以下であることがさらに好ましい。
(F)光重合性モノマーとは、(D)光重合開始剤及び熱重合開始剤によりラジカル重合反応する化合物であれば特に制限を受けないが、(メタ)アクリル化合物であることが好ましく、例えば下記一般式(52):
{式(52)中、X3は、炭素数1~200の有機基であり、L4、L5及びL6は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基である。n3は、1~10の整数である。}で表される。
(F)光重合性モノマーは、特に以下に限定するものではないが、トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ジ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などのエチレングリコール又はポリエチレングリコールのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、プロピレングリコール又はポリプロピレングリコールのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、グリセロールのモノ、ジ又はトリアクリレート及びメタクリレート、
シクロヘキサンジアクリレート及びジメタクリレート、1,4-ブタンジオールのジアクリレート及びジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールのジアクリレート及びジメタクリレート、ネオペンチルグリコールのジアクリレート及びジメタクリレート、
ビスフェノールAのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、ベンゼントリメタクリレート、イソボルニルアクリレート及びメタクリレート、アクリルアミド及びその誘導体、メタクリルアミド及びその誘導体、
トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリレート、ペンタエリスリトールのジ、トリ、又はテトラアクリレート及びメタクリレート、並びにこれら化合物のエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物等の化合物を挙げることができる。
シクロヘキサンジアクリレート及びジメタクリレート、1,4-ブタンジオールのジアクリレート及びジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールのジアクリレート及びジメタクリレート、ネオペンチルグリコールのジアクリレート及びジメタクリレート、
ビスフェノールAのモノ又はジアクリレート及びメタクリレート、ベンゼントリメタクリレート、イソボルニルアクリレート及びメタクリレート、アクリルアミド及びその誘導体、メタクリルアミド及びその誘導体、
トリメチロールプロパントリアクリレート及びメタクリレート、ペンタエリスリトールのジ、トリ、又はテトラアクリレート及びメタクリレート、並びにこれら化合物のエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物等の化合物を挙げることができる。
より具体的には、下記一般式(53)及び(54):
で表される化合物が挙げられるが、上記に限定されるものではない。
本開示では、(F)光重合性モノマーのラジカル重合性基の数が一つの場合、単官能と呼び、二つ以上の場合、ラジカル重合性基の数xに従い、x官能基と呼ぶが、二官能以上をまとめて多官能と呼ぶ場合もある。
(F)光重合性モノマーは、単官能であってもよく、二官能以上であってもよい。銅マイグレーション抑制の観点から、(F)光重合性モノマーは、三官能以上であることが好ましく、四官能以上であることがさらに好ましく、六官能以上であることがより更に好ましい。一方で、銅密着性の観点より、(F)光重合性モノマーは、十官能以下であることが好ましい。
(F)光重合性モノマーは、単官能であってもよく、二官能以上であってもよい。銅マイグレーション抑制の観点から、(F)光重合性モノマーは、三官能以上であることが好ましく、四官能以上であることがさらに好ましく、六官能以上であることがより更に好ましい。一方で、銅密着性の観点より、(F)光重合性モノマーは、十官能以下であることが好ましい。
(F)光重合性モノマーの重量平均分子量の下限値は、100以上であることが好ましく、200以上であることがさらに好ましく、300以上であることがより更に好ましい。(F)光重合性モノマーの重量平均分子量の上限値としては1000以下であることが好ましく、800以下であることがさらに好ましい。(F)光重合性モノマーの重量平均分子量を上記範囲とすることで、解像性が向上する。
また、(F)光重合性モノマーは、分子中に水酸基又はウレア基を含有してもよい。
分子中に水酸基を有する(F)光重合性モノマーとしては、下記一般式(55):
{式中、X4は、炭素数1~200の有機基であり、L7、L8及びL9は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基である。n4は、1~10の整数であり、n5は、1~10の整数である。}で表される構造が挙げられる。上記式(55)中、L7は水素原子、又はメチル基であり、L8及びL9は水素原子であることがラジカル反応性の観点より好ましい。
分子中に水酸基を有する(F)光重合性モノマーとしては、下記一般式(55):
分子中に水酸基を有する(F)光重合性モノマーとして、より具体的には、下記一般式(56):
で表される化合物が挙げられるが、上記に限定されるものではない。
(F)光重合性モノマーが分子構造中に水酸基を有することで、銅密着性が良好となる。(F)光重合性モノマー分子構造中の水酸基の数は、1つ以上が好ましく、2つ以上がさらに好ましい。(F)光重合性モノマー分子構造中の水酸基の数の上限値としては、10以下が好ましく、6つ以下がより好ましく、3つ以下がさらに好ましい。(F)光重合性モノマー分子構造中の水酸基の数を上記範囲とすることで、基板への銅密着性が良好になる。
(F)光重合性モノマーが分子構造中に水酸基を有することで、銅密着性が良好となる。(F)光重合性モノマー分子構造中の水酸基の数は、1つ以上が好ましく、2つ以上がさらに好ましい。(F)光重合性モノマー分子構造中の水酸基の数の上限値としては、10以下が好ましく、6つ以下がより好ましく、3つ以下がさらに好ましい。(F)光重合性モノマー分子構造中の水酸基の数を上記範囲とすることで、基板への銅密着性が良好になる。
分子中にウレア基を有する光重合性モノマー(F)は、下記一般式(57):
{式中、X5、X6、X7及びX8はそれぞれ独立に水素原子、下記一般式(58)で表される基を含む1価の有機基、又は、ヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~20の1価の有機基であり、X5、X6、X7及びX8の少なくとも一つが下記一般式(58)で表される基を含む1価の有機基である。}
ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、リン原子、及び硫黄原子等を挙げることができる。
{式中、L10、L11及びL12は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基である。}で表わすことができる。上記式(58)中、L10は水素原子、又はメチル基であり、L11及びL12は水素原子であることがラジカル反応性の観点より好ましい。
ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、リン原子、及び硫黄原子等を挙げることができる。
式(57)中、X5、X6、X7及びX8が、ヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~20の1価の有機基である場合、解像性の観点から酸素原子を含むことがより好ましい。X5、X6、X7及びX8の炭素数は1~20であれば、特に限定されないが、耐熱性の観点から炭素数1~10が好ましく、炭素数3~10がより好ましい。
式(57)中のX5、X6、X7及びX8は互いに結合して環状構造を有してもよいが、耐薬品性の観点からは、環状構造を有さない方が好ましい。X5、X6、X7及びX8が互いに結合して環状構造を有することで、ウレア基の結合角の自由度が失われ、強固な水素結合の形成が困難になる傾向がある。
式(57)中のX5、X6、X7及びX8は互いに結合して環状構造を有してもよいが、耐薬品性の観点からは、環状構造を有さない方が好ましい。X5、X6、X7及びX8が互いに結合して環状構造を有することで、ウレア基の結合角の自由度が失われ、強固な水素結合の形成が困難になる傾向がある。
他の分子と水素結合を形成する観点から、X5、X6、X7及びX8の少なくとも一つは水素原子であることが好ましい。一方で、溶解性の観点から、X5、X6、X7及びX8の水素原子は、2つ以下であることが好ましい。
具体的には、下記一般式(59):
で表される化合物が例示される。
具体的には、下記一般式(59):
また、分子中に水酸基を少なくとも1つ以上と、ウレア基を少なくとも1つ以上を有する光重合性モノマー(F)は、例えば、下記一般式(60):
{式中、X9、X10、X11及びX12はそれぞれ独立に水素原子、下記一般式(61)で表される基を含む1価の有機基、又はヘテロ原子を含んでもよい炭素数1~20の1価の有機基であり、X9、X10、X11及びX12の少なくとも一つが下記一般式(61)で表される基を含む1価の有機基であり、X9、X10、X11及びX12の少なくとも一つが水酸基である。}
{式中、L13、L14及びL15は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基である。}で表すことができる。上記式(61)中、L13は水素原子、又はメチル基であり、L14及びL15は水素原子であることがラジカル反応性の観点より好ましい。
式(60)中、X9、X10、X11及びX12が、ヘテロ原子を含んでもよい、炭素数1~20の1価の有機基である場合、解像性の観点から酸素原子を含むことがより好ましい。X9、X10、X11及びX12の炭素数は1~20であれば限定されないが、耐熱性の観点から炭素数1~10が好ましく、炭素数3~10がより好ましい。
式(60)中のX9、X10、X11及びX12は互いに結合して環状構造を有してもよいが、耐薬品性の観点から、環状構造を有さない方が好ましい。X9、X10、X11及びX12が互いに結合して環状構造を有することで、ウレア基の結合角の自由度が失われ、強固な水素結合の形成が困難になる傾向がある。
式(60)中のX9、X10、X11及びX12は互いに結合して環状構造を有してもよいが、耐薬品性の観点から、環状構造を有さない方が好ましい。X9、X10、X11及びX12が互いに結合して環状構造を有することで、ウレア基の結合角の自由度が失われ、強固な水素結合の形成が困難になる傾向がある。
他の分子と水素結合を形成する観点から、X9、X10、X11及びX12の少なくとも一つは水素原子であることが好ましい。一方で、溶解性の観点から、X9、X10、X11及びX12の2つ以下が、水素原子であることが好ましい。
分子中に水酸基を少なくとも1つ以上と、ウレア基を少なくとも1つ以上を有する光重合性モノマー(F)は、具体的には、下記一般式(62):
で表される化合物が例示される。
(F)光重合性モノマーのうち、ウレア基を有する光重合性モノマーの製造方法は、特に限定されないが、例えばラジカル重合性基を有するイソシアネート化合物とアミン含有化合物とを反応させることによって得ることができる。アミン含有化合物が、イソシアネートと反応しうる水酸基等の官能基を含む場合、イソシアネート化合物の一部が、水酸基等の官能基と反応した化合物を含んでいてもよい。
(F)光重合性モノマーは、1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。(F)光重合性モノマーを2種以上混合して用いる場合、架橋密度を制御する観点から、使用する(F)光重合性モノマーは、6種以下であることが好ましく、4種以下であることがさらに好ましい。
複数の(F)光重合性モノマーを混合して用いる場合、複数の(F)光重合性モノマーのうち、少なくとも一つの(F)光重合性モノマーの官能基数が異なることが好ましい。3つ以上の(F)光重合性モノマーを用いる場合は、そのうちの少なくとも一つの官能基数が異なっていればよいが、すべての(F)光重合性モノマーの官能基数が異なることが好ましい。複数の(F)光重合性モノマーを用いる場合、破断伸度の観点から、単官能光重合性モノマーを少なくとも一つ含むことが好ましい。
(G)熱架橋剤(成分G)
硬化膜の銅マイグレーションを抑制させるために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(G)熱架橋剤を任意に含むことができる。
硬化膜の銅マイグレーションを抑制させるために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(G)熱架橋剤を任意に含むことができる。
(G)熱架橋剤は、本実施形態の感光性樹脂組成物を用いて形成されたレリーフパターンを加熱硬化する際に、架橋体を形成するものであれば特に制限されないが、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と(G)熱架橋剤、(G)熱架橋剤同士、及び(G)熱架橋剤とその他成分と反応し架橋体を形成することができるものが好ましい。架橋の際の反応温度としては、150℃以上が好ましい。
(G)熱架橋剤の例としては、アルコキシメチル化合物、エポキシ化合物、オキセタン化合物、ビスマレイミド化合物、アリル化合物、及びブロックイソシアネート化合物等が挙げられる。硬化収縮抑制の観点から、(G)熱架橋剤は窒素原子を含むことが好ましい。
アルコキシメチル化合物の例としては、下記一般式(63)で表される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
また、市販品のアルコキシメチル化合物としては、アルキル化尿素樹脂(製品名:MX290、ニカラック社製)や、1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(製品名:MX270、ニカラック社製)等が挙げられる。
エポキシ化合物の例としては、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、ビスフェノールA型基を含むエポキシ化合物、及び水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル等が挙げられる。例えば、エポライト4000(製品名、共栄社化学(株)製)が好適に使用できる。
オキセタン化合物としては、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、ビス[1-エチル(3-オキセタニル)]メチルエーテル、4,4’-ビス[(3-エチル-3-オキセタニル)メチル]ビフェニル、4,4′-ビス(3-エチル-3-オキセタニルメトキシ)ビフェニル、エチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ビス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)ジフェノエート、トリメチロールプロパントリス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3-エチル-3-オキセタニルメチル)エーテル、ポリ[[3-[(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ]プロピル]シラセスキオキサン]誘導体、オキセタニルシリケート、フェノールノボラック型オキセタン、及び1,3-ビス[(3-エチルオキセタンー3-イル)メトキシ]ベンゼン等が挙げられる。例えば、OXT121(製品名、東亞合成製)、OXT221(製品名、東亞合成製)等が好適に使用できる。
ビスマレイミド化合物としては、1,2-ビス(マレイミド)エタン、1,3-ビス(マレイミド)プロパン、1,4-ビス(マレイミド)ブタン、1,5-ビス(マレイミド)ペンタン、1,6-ビス(マレイミド)ヘキサン、2,2,4-トリメチル-1,6-ビス(マレイミド)ヘキサン、N,N’-1,3-フェニレンビス(マレイミド)、4-メチル-N,N’-1,3-フェニレンビス(マレイミド)、N,N’-1,4-フェニレンビス(マレイミド)、3-メチル-N,N’-1,4-フェニレンビス(マレイミド)、4,4’-ビス(マレイミド)ジフェニルメタン、3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチル-4,4’-ビス(マレイミド)ジフェニルメタン、及び2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン等が挙げられる。
アリル化合物としては、アリルアルコール、アリルアニソール、安息香酸アリルエステル、桂皮酸アリルエステル、N-アリロキシフタルイミド、アリルフェノール、アリルフェニルスルフォン、アリルウレア、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、イソシアヌル酸ジアリル、トリアリルアミン、イソシアヌル酸トリアリル、シアヌル酸トリアリル、トリアリルアミン、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸トリアリル、トリメリト酸トリアリル、トリアリルホスフェート、トリアリルホスファイト、及びクエン酸トリアリルなどが挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート系ブロックイソシアネート(例えば、旭化成(株)製、以下商品名:デュラネートSBN-70D、SBB-70P、SBF-70E、TPA-B80E、17B-60P、MF-B60B、E402-B80B、MF-K60B、及びWM44-L70G、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-882N、Baxenden社製、以下商品名:7960、7961、7982、7991、及び7992など);
トリレンジイソシアネート系ブロックイソシアネート(例えば、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-830など);
4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネ-ト系ブロックイソシアネート(例えば、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-815N、大榮産業(株)製、商品名:ブロネートPMD-OA01、及びPMD-MA01など)、
1,3―ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン系ブロックイソシアネート(例えば、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-846N、東ソー(株)製、以下商品名:コロネートBI-301、2507、及び2554など);並びに、
イソホロンジイソシアネート系ブロックイソシアネート(例えば、Baxenden社製、以下商品名:7950、7951、及び7990など)が挙げられる。
トリレンジイソシアネート系ブロックイソシアネート(例えば、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-830など);
4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネ-ト系ブロックイソシアネート(例えば、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-815N、大榮産業(株)製、商品名:ブロネートPMD-OA01、及びPMD-MA01など)、
1,3―ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン系ブロックイソシアネート(例えば、三井化学(株)製、商品名:タケネートB-846N、東ソー(株)製、以下商品名:コロネートBI-301、2507、及び2554など);並びに、
イソホロンジイソシアネート系ブロックイソシアネート(例えば、Baxenden社製、以下商品名:7950、7951、及び7990など)が挙げられる。
これらの中で、銅密着性の観点から、アルコキシメチル化合物が好ましい。(G)熱架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本開示の感光性樹脂組成物中の(G)熱架橋剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、0.2質量部以上40質量部以下であることが好ましい。
本開示の感光性樹脂組成物中の(G)熱架橋剤の含有量の下限値は、銅マイグレーション抑制の観点から、0.5質量部以上であることがより好ましく、1質量部以上であることが更に好ましい。本開示の感光性樹脂組成物中の(G)熱架橋剤の含有量の上限値は、本開示の感光性樹脂組成物の銅密着性の観点から20質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下であることが更に好ましい。
本開示の感光性樹脂組成物中の(G)熱架橋剤の含有量の下限値は、銅マイグレーション抑制の観点から、0.5質量部以上であることがより好ましく、1質量部以上であることが更に好ましい。本開示の感光性樹脂組成物中の(G)熱架橋剤の含有量の上限値は、本開示の感光性樹脂組成物の銅密着性の観点から20質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下であることが更に好ましい。
(H)シランカップリング剤(成分H)
硬化膜の銅密着性を向上させるために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(H)シランカップリング剤を任意に含むことができる。
硬化膜の銅密着性を向上させるために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(H)シランカップリング剤を任意に含むことができる。
(H)シランカップリング剤としては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名KBM803、チッソ株式会社製:商品名サイラエースS810)、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名KBM573)、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SIM6475.0)、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業株式会社製:商品名LS1375、アズマックス株式会社製:商品名SIM6474.0)、メルカプトメチルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SIM6473.5C)、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SIM6473.0)、3-メルカプトプロピルジエトキシメトキシシラン、3-メルカプトプロピルエトキシジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、3-メルカプトプロピルジエトキシプロポキシシラン、3-メルカプトプロピルエトキシジプロポキシシラン、3-メルカプトプロピルジメトキシプロポキシシラン、3-メルカプトプロピルメトキシジプロポキシシラン、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルジエトキシメトキシシラン、2-メルカプトエチルエトキシジメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2-メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2-メルカプトエチルエトキシジプロポキシシラン、2-メルカプトエチルジメトキシプロポキシシラン、2-メルカプトエチルメトキシジプロポキシシラン、4-メルカプトブチルトリメトキシシラン、4-メルカプトブチルトリエトキシシラン、4-メルカプトブチルトリプロポキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、(3-トリエトキシシリルプロピル)―t―ブチルカルバメート、4,4-カルボニルビス(2-(((3-トリエトキシシリル)プロピル)アミノ)カルボニル)安息香酸及び2-(3-トリエトキシシリルプロピルカルバモイル)安息香酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、(H)シランカップリング剤として、上記の他にも、例えば、N-(3-トリエトキシシリルプロピル)ウレア(信越化学工業株式会社製:商品名LS3610、アズマックス株式会社製:商品名SIU9055.0)、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)ウレア(アズマックス株式会社製:商品名SIU9058.0)、N-(3-ジエトキシメトキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-エトキシジメトキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-トリプロポキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-ジエトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-エトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-ジメトキシプロポキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-メトキシジプロポキシシリルプロピル)ウレア、N-(3-トリメトキシシリルエチル)ウレア、N-(3-エトキシジメトキシシリルエチル)ウレア、N-(3-トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N-(3-トリプロポキシシリルエチル)ウレア、N-(3-エトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N-(3-ジメトキシプロポキシシリルエチル)ウレア、N-(3-メトキシジプロポキシシリルエチル)ウレア、N-(3-トリメトキシシリルブチル)ウレア、N-(3-トリエトキシシリルブチル)ウレア、N-(3-トリプロポキシシリルブチル)ウレア、3-(m-アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0598.0)、m-アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0599.0)、p-アミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0599.1)及びアミノフェニルトリメトキシシラン(アズマックス株式会社製:商品名SLA0599.2)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
更に、(H)シランカップリング剤としては、例えば、2-(トリメトキシシリルエチル)ピリジン(アズマックス株式会社製:商品名SIT8396.0)、2-(トリエトキシシリルエチル)ピリジン、2-(ジメトキシシリルメチルエチル)ピリジン、2-(ジエトキシシリルメチルエチル)ピリジン、(3-トリエトキシシリルプロピル)-t-ブチルカルバメート、(3-グリシドキシプロピル)トリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトラ-i-プロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシラン、テトラ-i-ブトキシシラン、テトラ-t-ブトキシシラン、テトラキス(メトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシ-n-プロポキシシラン)、テトラキス(エトキシエトキシシラン)、テトラキス(メトキシエトキシエトキシシラン)、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エチレン、ビス(トリエトキシシリル)オクタン、ビス(トリエトキシシリル)オクタジエン、ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド、ジ-t-ブトキシジアセトキシシラン、ジ-i-ブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、フェニルシラントリオール、メチルフェニルシランジオール、エチルフェニルシランジオール、n-プロピルフェニルシランジオール、イソプロピルフェニルシランジオール、n-ブチルシフェニルシランジオール、イソブチルフェニルシランジオール、tert-ブチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール、ジメトキシジフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、ジメトキシジ-p-トリルシラン、エチルメチルフェニルシラノール、n-プロピルメチルフェニルシラノール、イソプロピルメチルフェニルシラノール、n-ブチルメチルフェニルシラノール、イソブチルメチルフェニルシラノール、tert-ブチルメチルフェニルシラノール、エチルn-プロピルフェニルシラノール、エチルイソプロピルフェニルシラノール、n-ブチルエチルフェニルシラノール、イソブチルエチルフェニルシラノール、tert-ブチルエチルフェニルシラノール、メチルジフェニルシラノール、エチルジフェニルシラノール、n-プロピルジフェニルシラノール、イソプロピルジフェニルシラノール、n-ブチルジフェニルシラノール、イソブチルジフェニルシラノール、tert-ブチルジフェニルシラノール及びトリフェニルシラノール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記で列挙された(H)シランカップリング剤は、単独でも複数組み合わせて用いてもよい。上記で列挙した(H)シランカップリング剤の中でも、銅密着性の観点から、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、(3-トリエトキシシリルプロピル)-t-ブチルカルバメート、及び2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが好ましい。
(H)シランカップリング剤を使用する場合の含有量としては、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、銅密着性の観点から0.01~20質量部が好ましい。
(I)(B)テトラゾール化合物以外の酸成分(成分I)
硬化膜の銅密着性向上や銅マイグレーション抑制のために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(B)テトラゾール化合物以外の酸成分(以下、(I)成分)を任意に含むことができる。(G)熱架橋剤と併せて使用することで、(G)熱架橋剤の熱架橋反応を促進させ、銅マイグレーション抑制効果を向上することができる。
硬化膜の銅密着性向上や銅マイグレーション抑制のために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(B)テトラゾール化合物以外の酸成分(以下、(I)成分)を任意に含むことができる。(G)熱架橋剤と併せて使用することで、(G)熱架橋剤の熱架橋反応を促進させ、銅マイグレーション抑制効果を向上することができる。
(I)成分としては、例えば、(±)マンデル酸、安息香酸、サリチル酸、m-ヒドロキシ安息香酸、p-ヒドロキシ安息香酸、p-アミノ安息香酸、m-トリフルオロメチル安息香酸、4-ビフェニルカルボン酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸及びトリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(I)成分を使用する場合の含有量としては、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、0.001~5質量部が好ましい。本開示の感光性樹脂組成物の銅マイグレーション抑制の観点から、(I)成分の含有量の下限値は、0.005質量部以上であることがより好ましく、0.01質量部以上であることが更に好ましい。(I)成分の含有量の上限値は、銅マイグレーション抑制及び銅密着性の観点から3質量部以下であることがより好ましく、2質量部以下であることが更に好ましい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、上記(A)~(I)成分以外の成分をさらに含有していてもよい。(A)~(I)成分以外の成分としては、限定されないが、(J)熱塩基発生剤、(K)ヒンダードフェノール化合物、(L)有機チタン化合物、(M)増感剤及び(N)重合禁止剤等が挙げられる。
(J)熱塩基発生剤(成分J)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(J)熱塩基発生剤を含有していてもよい。(J)熱塩基発生剤とは、加熱することで塩基を発生する化合物をいう。(J)熱塩基発生剤を含有することで、本実施形態の感光性樹脂組成物のイミド化をさらに促進することができる。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(J)熱塩基発生剤を含有していてもよい。(J)熱塩基発生剤とは、加熱することで塩基を発生する化合物をいう。(J)熱塩基発生剤を含有することで、本実施形態の感光性樹脂組成物のイミド化をさらに促進することができる。
(J)熱塩基発生剤としては、その種類を特に定めるものではないが、tert-ブトキシカルボニル基によって保護されたアミン化合物、又は国際公開第2017/038598号に開示された熱塩基発生剤等が挙げられる。しかしながら、これらに限定されず、その他にも公知の熱塩基発生剤を用いることができる。
tert-ブトキシカルボニル基によって保護されたアミン化合物としては、例えば、エタノールアミン、3-アミノ-1-プロパノール、1-アミノ-2-プロパノール、2-アミノ-1-プロパノール、4-アミノ-1-ブタノール、2-アミノ-1-ブタノール、1-アミノ-2-ブタノール、3-アミノ-2,2-ジメチル-1-プロパノール、4-アミノ-2-メチル-1-ブタノール、バリノール、3-アミノ-1,2-プロパンジオール、2-アミノ-1,3-プロパンジオール、チラミン、ノルエフェドリン、2-アミノ-1-フェニル-1,3-プロパンジオール、2-アミノシクロヘキサノール、4-アミノシクロヘキサノール、4-アミノシクロヘキサンエタノール、4-(2-アミノエチル)シクロヘキサノール、N-メチルエタノールアミン、3-(メチルアミノ)-1-プロパノール、3-(イソプロピルアミノ)プロパノール、N-シクロヘキシルエタノールアミン、α-[2-(メチルアミノ)エチル]ベンジルアルコール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、3-ピロリジノール、2-ピロリジンメタノール、4-ヒドロキシピペリジン、3-ヒドロキシピペリジン、4-ヒドロキシ-4-フェニルピペリジン、4-(3-ヒドロキシフェニル)ピペリジン、4-ピペリジンメタノール、3-ピペリジンメタノール、2-ピペリジンメタノール、4-ピペリジンエタノール、2-ピペリジンエタノール、2-(4-ピペリジル)-2-プロパノール、1,4-ブタノールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、2,2’-オキシビス(エチルアミン)、1,14-ジアミノ-3,6,9,12-テトラオキサテトラデカン、1-アザ-15-クラウン5-エーテル、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,11-ジアミノ-3,6,9-トリオキサウンデカン、並びに、アミノ酸及びその誘導体のアミノ基をtert-ブトキシカルボニル基によって保護した化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(J)熱塩基発生剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上30質量部以下であり、より好ましくは1質量部以上20質量部以下である。(J)熱塩基発生剤の含有量は、イミド化促進効果の観点で0.1質量部以上であり、感光性樹脂組成物の硬化後の感光性樹脂層の物性の観点から30質量部以下であることが好ましい。
(K)ヒンダードフェノール化合物(成分K)
銅表面上の変色を抑制するために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(K)ヒンダードフェノール化合物を任意に含んでもよい。
(K)ヒンダードフェノール化合物としては、限定されるものではないが、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,5-ジ-t-ブチル-ハイドロキノン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネ-ト、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4、4’-メチレンビス(2、6-ジ-t-ブチルフェノール)、4,4’-チオ-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート及び1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン等が挙げられる。
銅表面上の変色を抑制するために、本実施形態の感光性樹脂組成物は、(K)ヒンダードフェノール化合物を任意に含んでもよい。
(K)ヒンダードフェノール化合物としては、限定されるものではないが、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,5-ジ-t-ブチル-ハイドロキノン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネ-ト、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4、4’-メチレンビス(2、6-ジ-t-ブチルフェノール)、4,4’-チオ-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレート及び1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン等が挙げられる。
また、(K)ヒンダードフェノール化合物としては、例えば、1,3,5-トリス(3-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-4-イソプロピルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-s-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[4-(1-エチルプロピル)-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス[4-トリエチルメチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル]-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(3-ヒドロキシ-2,6-ジメチル-4-フェニルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,5,6-トリメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5-エチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-6-エチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-6-エチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5,6-ジエチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,5-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン及び1,3,5-トリス(4-t-ブチル-5‐エチル-3-ヒドロキシ-2-メチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
これらの中でも、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)-トリオン等が特に好ましい。
(K)ヒンダードフェノール化合物の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対し、0.1~20質量部であることが好ましく、光感度特性の観点から0.5~10質量部であることがより好ましい。(K)ヒンダードフェノール化合物の含有量が0.1質量部以上である場合、例えば銅又は銅合金の上に感光性樹脂組成物を形成した場合に、銅又は銅合金の変色・腐食が防止され、一方、(K)ヒンダードフェノール化合物の含有量が20質量部以下である場合には光感度に優れる。
(L)有機チタン化合物(成分L)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(L)有機チタン化合物を含有してもよい。本実施形態の感光性樹脂組成物が(L)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感光性樹脂層を形成できる。(L)有機チタン化合物として使用可能な有機チタン化合物としては、チタン原子に有機化学物質が共有結合又はイオン結合を介して結合しているものが挙げられる。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、(L)有機チタン化合物を含有してもよい。本実施形態の感光性樹脂組成物が(L)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感光性樹脂層を形成できる。(L)有機チタン化合物として使用可能な有機チタン化合物としては、チタン原子に有機化学物質が共有結合又はイオン結合を介して結合しているものが挙げられる。
(L)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:感光性樹脂組成物の保存安定性及び良好な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がより好ましい。
具体例は、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)及び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。
I)チタンキレート化合物:感光性樹脂組成物の保存安定性及び良好な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がより好ましい。
具体例は、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)及び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及び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)チタニウム及びビス(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及びチタニウムトリス(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)及び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。
(L)有機チタン化合物は、上記I)チタンキレート化合物、II)テトラアルコキシチタン化合物、及びIII)チタノセン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが、より良好な耐薬品性を奏するという観点から好ましい。特に、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)、チタニウムテトラ(n-ブトキサイド)、及びビス(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)チタニウムが好ましい。
(L)有機チタン化合物の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対し、0.05~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~2質量部である。(L)有機チタン化合物の含有量が0.05質量部以上である場合、良好な耐熱性及び耐薬品性が発現し、(L)有機チタン化合物の含有量が10質量部以下である場合、保存安定性に優れる。
(M)増感剤(成分M)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、光感度を向上させるために、(M)増感剤を任意に含んでもよい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、光感度を向上させるために、(M)増感剤を任意に含んでもよい。
(M)増感剤としては、例えば、ミヒラーズケトン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,5-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロペンタン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)-4-メチルシクロヘキサノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p-ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p-ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2-(p-ジメチルアミノフェニルビフェニレン)-ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)ベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3-ビス(4’-ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3-ビス(4’-ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3’-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノクマリン)、3-アセチル-7-ジメチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-ベンジロキシカルボニル-7-ジメチルアミノクマリン、3-メトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、3-エトキシカルボニル-7-ジエチルアミノクマリン、N-フェニル-N’-エチルエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-p-トリルジエタノールアミン、N-フェニルエタノールアミン、4-モルホリノベンゾフェノン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、2-メルカプトベンズイミダゾール、1-フェニル-5-メルカプトテトラゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズオキサゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ベンズチアゾール、2-(p-ジメチルアミノスチリル)ナフト(1,2-d)チアゾール、2-(p-ジメチルアミノベンゾイル)スチレン及び2,2’-(フェニルイミノ)ジエタノール等が挙げられる。これらは単独で又は例えば2~5種類の組合せで用いることができる。
本実施形態の感光性樹脂組成物の(M)増感剤の含有量は、(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂100質量部に対し、0.1~25質量部であることが好ましい。
(N)重合禁止剤(成分N)
本実施形態の感光性樹脂組成物は、特に溶剤を含む溶液の状態での保存時の本実施形態の感光性樹脂組成物の粘度及び光感度の安定性を向上させるために、(N)重合禁止剤を任意に含んでもよい。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、特に溶剤を含む溶液の状態での保存時の本実施形態の感光性樹脂組成物の粘度及び光感度の安定性を向上させるために、(N)重合禁止剤を任意に含んでもよい。
(N)重合禁止剤としては、ヒドロキノン、N-ニトロソジフェニルアミン、p-tert-ブチルカテコール、フェノチアジン、N-フェニルナフチルアミン、エチレンジアミン四酢酸、1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、2,6-ジ-tert-ブチル-p-メチルフェノール、5-ニトロソ-8-ヒドロキシキノリン、1-ニトロソ-2-ナフトール、2-ニトロソ-1-ナフトール、2-ニトロソ-5-(N-エチル-N-スルホプロピルアミノ)フェノール、N-ニトロソ-N-フェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩及びN-ニトロソ-N(1-ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩等が用いられる。
<硬化レリーフパターンの製造方法及び半導体装置>
本開示の硬化レリーフパターンの製造方法は、以下の工程:(1)上述した本開示の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を基板上に形成する工程と、(2)感光性樹脂層を露光する工程と、(3)露光後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを形成する工程と、(4)レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程とを含む。
本開示の硬化レリーフパターンの製造方法は、以下の工程:(1)上述した本開示の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を基板上に形成する工程と、(2)感光性樹脂層を露光する工程と、(3)露光後の感光性樹脂層を現像してレリーフパターンを形成する工程と、(4)レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程とを含む。
(1)感光性樹脂層形成工程
本工程では、本実施形態の感光性樹脂組成物を基材上に塗布し、必要に応じてその後乾燥させて感光性樹脂層を形成する。塗布方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられていた方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法等を用いることができる。
本工程では、本実施形態の感光性樹脂組成物を基材上に塗布し、必要に応じてその後乾燥させて感光性樹脂層を形成する。塗布方法としては、従来から感光性樹脂組成物の塗布に用いられていた方法、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、カーテンコーター、スクリーン印刷機等で塗布する方法、スプレーコーターで噴霧塗布する方法等を用いることができる。
(2)露光工程
本工程では、上記で形成した感光性樹脂層を、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光装置を用いて、パターンを有するフォトマスク又はレチクルを介して又は直接に、紫外線光源等により露光する。
本工程では、上記で形成した感光性樹脂層を、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー等の露光装置を用いて、パターンを有するフォトマスク又はレチクルを介して又は直接に、紫外線光源等により露光する。
(3)レリーフパターン形成工程
本工程では、露光後の感光性樹脂層のうち未露光部を現像除去する。露光(照射)後の感光性樹脂層を現像する現像方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば、回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸漬法等の中から任意の方法を選択して使用することができる。また、現像の後、レリーフパターンの形状を調整する等の目的で、必要に応じて、任意の温度及び時間の組合せによる現像後ベークを施してもよい。
本工程では、露光後の感光性樹脂層のうち未露光部を現像除去する。露光(照射)後の感光性樹脂層を現像する現像方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば、回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸漬法等の中から任意の方法を選択して使用することができる。また、現像の後、レリーフパターンの形状を調整する等の目的で、必要に応じて、任意の温度及び時間の組合せによる現像後ベークを施してもよい。
現像に使用される現像液としては、例えば、本実施形態の感光性樹脂組成物に対する良溶媒、又は良溶媒と貧溶媒との組合せが好ましい。
良溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン及びα-アセチル-γ-ブチロラクトン等が好ましい。
貧溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、乳酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び水等が好ましい。良溶媒と貧溶媒とを混合して用いる場合には、本実施形態の感光性樹脂組成物中のポリマーの溶解性によって良溶媒に対する貧溶媒の割合を調整することが好ましい。また、各溶媒を2種以上組合せて用いることもできる。
良溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン及びα-アセチル-γ-ブチロラクトン等が好ましい。
貧溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、乳酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び水等が好ましい。良溶媒と貧溶媒とを混合して用いる場合には、本実施形態の感光性樹脂組成物中のポリマーの溶解性によって良溶媒に対する貧溶媒の割合を調整することが好ましい。また、各溶媒を2種以上組合せて用いることもできる。
本実施形態の感光性樹脂組成物は、溶剤現像に供されること、又は溶剤現像型に調製されることが好ましい。本開示において、溶剤現像とは、有機溶剤(例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン及びα-アセチル-γ-ブチロラクトン等)が主成分である(現像液中に有機溶剤が濃度50質量%以上含まれること)現像液中で現像を行うことを指す。現像液中の有機溶剤の濃度は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは100質量%である。溶剤現像では現像液中にイオン成分が少ないため、硬化膜中にイオン成分が混入しにくく、銅マイグレーション抑制効果が奏されやすい。
(4)硬化レリーフパターン形成工程
本工程では、上記現像により得られたレリーフパターンを加熱処理して感光成分を希散させるとともに、(A)ポリイミド前駆体をイミド化により硬化させることによって、ポリイミドからなる硬化レリーフパターン(硬化膜)に変換する。
加熱処理の方法としては、例えば、ホットプレートによるもの、オーブンを用いるもの、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いるもの等種々の方法を選ぶことができる。加熱処理は、例えば、160℃~350℃で30分~5時間の条件で行うことができる。
加熱処理の温度は、銅密着性をより向上させるには、好ましくは350℃以下、より好ましくは230℃以下、更に好ましくは200℃以下、より更に好ましくは180℃以下である。また、銅マイグレーションをより抑制する観点から、加熱処理の温度は、好ましくは170℃以上、より好ましくは250℃以上である。
銅密着性と銅マイグレーション抑制能を両立させるためには、170℃以上350℃以下の加熱処理が好ましく、より好ましくは200℃以上280℃以下の加熱処理である。加熱硬化時の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。
本工程では、上記現像により得られたレリーフパターンを加熱処理して感光成分を希散させるとともに、(A)ポリイミド前駆体をイミド化により硬化させることによって、ポリイミドからなる硬化レリーフパターン(硬化膜)に変換する。
加熱処理の方法としては、例えば、ホットプレートによるもの、オーブンを用いるもの、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いるもの等種々の方法を選ぶことができる。加熱処理は、例えば、160℃~350℃で30分~5時間の条件で行うことができる。
加熱処理の温度は、銅密着性をより向上させるには、好ましくは350℃以下、より好ましくは230℃以下、更に好ましくは200℃以下、より更に好ましくは180℃以下である。また、銅マイグレーションをより抑制する観点から、加熱処理の温度は、好ましくは170℃以上、より好ましくは250℃以上である。
銅密着性と銅マイグレーション抑制能を両立させるためには、170℃以上350℃以下の加熱処理が好ましく、より好ましくは200℃以上280℃以下の加熱処理である。加熱硬化時の雰囲気気体としては空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いることもできる。
<ポリイミド膜>
本開示のポリイミド膜(硬化膜)は、本開示の感光性樹脂組成物を硬化することにより製造することができ、本開示においては、本開示の感光性樹脂組成物の硬化物から形成される硬化膜も提供する。例えば、本開示の(A)ポリイミド樹脂を含有する感光性樹脂組成物は、前述の硬化レリーフパターンの製造方法に基づいてポリイミド膜を製造できる。
また、例えば、本開示の(A)ポリイミド前駆体を含有する感光性樹脂組成物をイミド化して、イミド化率80~100%の硬化物を形成することにより、ポリイミド膜を製造してもよい。この場合も、前述の硬化レリーフパターンの製造方法に基づいてポリイミド膜を製造できる。
本開示のポリイミド膜(硬化膜)は、本開示の感光性樹脂組成物を硬化することにより製造することができ、本開示においては、本開示の感光性樹脂組成物の硬化物から形成される硬化膜も提供する。例えば、本開示の(A)ポリイミド樹脂を含有する感光性樹脂組成物は、前述の硬化レリーフパターンの製造方法に基づいてポリイミド膜を製造できる。
また、例えば、本開示の(A)ポリイミド前駆体を含有する感光性樹脂組成物をイミド化して、イミド化率80~100%の硬化物を形成することにより、ポリイミド膜を製造してもよい。この場合も、前述の硬化レリーフパターンの製造方法に基づいてポリイミド膜を製造できる。
上記ポリイミド前駆体組成物から形成される硬化レリーフパターンに含まれるポリイミドは、下記一般式(64):
{式中、X3、Y3、及びn3は、それぞれ上記一般式(8)及び(9)において、X1及びX2、Y1及びY2並びにn1及びn2として定義したものでよい。}
で表される構造単位を含むことが好ましい。
で表される構造単位を含むことが好ましい。
一般式(8)中の好ましいX1及びY1並びに一般式(9)中の好ましいX2及びY2は、上記同様の理由により、上記一般式(64)中のX3及びY3においても好ましい。上記一般式(64)において、繰り返し単位数n3は、特に限定されないが、2~150の整数であってもよい。
<半導体装置>
半導体装置は、上述した硬化レリーフパターンの製造方法により得られる硬化レリーフパターンを有することが好ましい。半導体装置は、半導体素子である基材と、上述した硬化レリーフパターン製造方法により該基材上に形成されたポリイミドの硬化レリーフパターンとを有することが好ましい。半導体装置は、基材として半導体素子を用い、本開示の硬化レリーフパターンの製造方法を工程の一部として製造することができる。
より詳細に、本開示の半導体装置は、本開示の硬化レリーフパターンの製造方法で形成される硬化レリーフパターンを、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜等として形成することを含む、半導体装置の製造方法により製造することができる。
半導体装置は、上述した硬化レリーフパターンの製造方法により得られる硬化レリーフパターンを有することが好ましい。半導体装置は、半導体素子である基材と、上述した硬化レリーフパターン製造方法により該基材上に形成されたポリイミドの硬化レリーフパターンとを有することが好ましい。半導体装置は、基材として半導体素子を用い、本開示の硬化レリーフパターンの製造方法を工程の一部として製造することができる。
より詳細に、本開示の半導体装置は、本開示の硬化レリーフパターンの製造方法で形成される硬化レリーフパターンを、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜等として形成することを含む、半導体装置の製造方法により製造することができる。
<表示体装置>
表示体装置は、表示体素子と該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、硬化膜は上述の硬化レリーフパターンであることが好ましい。ここで、硬化レリーフパターンは、表示体素子に直接接して積層されていてもよく、別の層を間に挟んで積層されていてもよい。
例えば、硬化膜として、TFT液晶表示素子及びカラーフィルター素子の表面保護膜、絶縁膜、及び平坦化膜、MVA型液晶表示装置用の突起、並びに有機EL素子陰極用の隔壁を挙げることができる。
表示体装置は、表示体素子と該表示体素子の上部に設けられた硬化膜とを備える表示体装置であって、硬化膜は上述の硬化レリーフパターンであることが好ましい。ここで、硬化レリーフパターンは、表示体素子に直接接して積層されていてもよく、別の層を間に挟んで積層されていてもよい。
例えば、硬化膜として、TFT液晶表示素子及びカラーフィルター素子の表面保護膜、絶縁膜、及び平坦化膜、MVA型液晶表示装置用の突起、並びに有機EL素子陰極用の隔壁を挙げることができる。
本開示の感光性樹脂組成物は、絶縁部材形成用、又は層間絶縁膜形成用の感光性樹脂組成物であることが好ましい。また、本開示の感光性樹脂組成物は、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜を形成するために用いることができる。本開示の感光性樹脂組成物は、上記のような半導体装置への適用の他、多層回路の層間絶縁膜、フレキシブル銅張板のカバーコート、ソルダーレジスト膜、及び液晶配向膜等の用途にも有用である。
以下、本開示の実施例を具体的に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。実施例、比較例、及び製造例においては、ポリイミド前駆体/ポリイミド樹脂又は感光性樹脂組成物の物性を以下の方法に従って測定及び評価した。
<測定及び評価方法>
(1)重量平均分子量
各樹脂の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(標準ポリスチレン換算)を用いて以下の条件下で測定した。
ポンプ:JASCO PU-980
検出器:JASCO RI-930
カラムオーブン:JASCO CO-965 40℃
カラム:昭和電工(株)製Shodex KD-806M 直列に2本、又は
昭和電工(株)製Shodex 805M/806M直列
標準単分散ポリスチレン:昭和電工(株)製Shodex STANDARD SM-105
移動相:0.1mol/L LiBr/N-メチル-2-ピロリドン(NMP)
流速:1mL/min
(1)重量平均分子量
各樹脂の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(標準ポリスチレン換算)を用いて以下の条件下で測定した。
ポンプ:JASCO PU-980
検出器:JASCO RI-930
カラムオーブン:JASCO CO-965 40℃
カラム:昭和電工(株)製Shodex KD-806M 直列に2本、又は
昭和電工(株)製Shodex 805M/806M直列
標準単分散ポリスチレン:昭和電工(株)製Shodex STANDARD SM-105
移動相:0.1mol/L LiBr/N-メチル-2-ピロリドン(NMP)
流速:1mL/min
(2)銅密着性評価
6インチシリコンウェハー(フジミ電子工業株式会社製、厚み625±25μm)上に、スパッタ装置(SME-200E型、ULVAC社製)を用いて200nm厚のチタン(Ti)、400nm厚の銅(Cu)をこの順にスパッタした。続いて、このウェハー上に、硬化後の膜厚が約8μmとなるように実施例等で作製した感光性樹脂組成物をコーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)を用いて回転塗布し、110℃で240秒間ホットプレートにてプリベークを行い、銅ウェハー上に塗膜を形成した。
その後、平行光マスクアライナー(PLA-501FA型、キヤノン社製)により800mJ/cm2を全面に露光した。その後、昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下にて、表1に記載の通りの温度で2時間加熱して硬化レリーフパターンのサンプル(熱硬化したポリイミドの塗膜)を得た。
6インチシリコンウェハー(フジミ電子工業株式会社製、厚み625±25μm)上に、スパッタ装置(SME-200E型、ULVAC社製)を用いて200nm厚のチタン(Ti)、400nm厚の銅(Cu)をこの順にスパッタした。続いて、このウェハー上に、硬化後の膜厚が約8μmとなるように実施例等で作製した感光性樹脂組成物をコーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)を用いて回転塗布し、110℃で240秒間ホットプレートにてプリベークを行い、銅ウェハー上に塗膜を形成した。
その後、平行光マスクアライナー(PLA-501FA型、キヤノン社製)により800mJ/cm2を全面に露光した。その後、昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下にて、表1に記載の通りの温度で2時間加熱して硬化レリーフパターンのサンプル(熱硬化したポリイミドの塗膜)を得た。
このサンプルに、エバーセルOPPテープ(No.830NEV、積水化学工業社製)を貼り、OPPテープとポリイミドの塗膜をカッターで5mm幅にカットした。その後、テンシロン万能材料試験機(RTG-1210、エー・アンド・デイ社製)を用いて、ポリイミドの塗膜が銅基材とポリイミドの間で剥離するよう引き剥がした。
詳細には、OPPテープを貼ったポリイミドの塗膜を、引き剥がし方向が銅基材との接着面に対し180度になるよう、テンシロン万能材料試験機(RTG-1210、エー・アンド・デイ社製)を用いて、50mm/minの速度で60mm分、銅基材から引き剥がし、その際の荷重を積分平均にて算出し、この値を密着強度として、銅密着性を評価した。
評価C以上であれば、本実施形態の硬化レリーフパターンとして好適に用いることが出来る。
A:密着強度が0.4N/mm以上
B:密着強度が0.3N/mm以上0.4N/mm未満
C:密着強度が0.2N/mm以上0.3N/mm未満
D:密着強度が0.2N/mm未満
詳細には、OPPテープを貼ったポリイミドの塗膜を、引き剥がし方向が銅基材との接着面に対し180度になるよう、テンシロン万能材料試験機(RTG-1210、エー・アンド・デイ社製)を用いて、50mm/minの速度で60mm分、銅基材から引き剥がし、その際の荷重を積分平均にて算出し、この値を密着強度として、銅密着性を評価した。
評価C以上であれば、本実施形態の硬化レリーフパターンとして好適に用いることが出来る。
A:密着強度が0.4N/mm以上
B:密着強度が0.3N/mm以上0.4N/mm未満
C:密着強度が0.2N/mm以上0.3N/mm未満
D:密着強度が0.2N/mm未満
(3)b-HAST試験
表層にSiOxを積層したシリコンウェハー上に、ライン/スペース=10μm/10μm、高さ5μmの櫛型の銅配線を形成したTEGウェハーを用意した。そのTEGウェハーを、1質量%濃度の酢酸水溶液及びイオン交換水にそれぞれ1分間この順に浸漬した後、イオン交換水で流水洗浄しエアーガンで乾燥した。そして、アッシング装置(NA-8000型、ULVAC社製)により酸素流量1500mL/分、50Pa、MW 1500W、RF 200Wにて25℃で120秒間、酸素プラズマを行った。
その後、硬化後の膜厚が約8μmとなるように実施例等で作製した感光性樹脂組成物をコーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)を用いて回転塗布し、110℃で240秒間ホットプレートにてプリベークを行い、TEGウェハー上に塗膜を形成した。そして、平行光マスクアライナー(PLA-501FA型、キヤノン社製)により800mJ/cm2を露光した。この時、b-HAST試験時の導通を取るため銅電極部分は光が照射されないようマスクした状態で露光し、次の現像で未露光部は除去した。
露光後、30分以上経過した後、コーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)にて、23℃で現像液としてシクロペンタノンを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間の1.4倍の時間にて回転スプレー現像を施し、引き続きプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで10秒間回転スプレーリンスした。その後、昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下、表1に記載の温度で2時間加熱して硬化レリーフパターンのサンプルを得た。
表層にSiOxを積層したシリコンウェハー上に、ライン/スペース=10μm/10μm、高さ5μmの櫛型の銅配線を形成したTEGウェハーを用意した。そのTEGウェハーを、1質量%濃度の酢酸水溶液及びイオン交換水にそれぞれ1分間この順に浸漬した後、イオン交換水で流水洗浄しエアーガンで乾燥した。そして、アッシング装置(NA-8000型、ULVAC社製)により酸素流量1500mL/分、50Pa、MW 1500W、RF 200Wにて25℃で120秒間、酸素プラズマを行った。
その後、硬化後の膜厚が約8μmとなるように実施例等で作製した感光性樹脂組成物をコーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)を用いて回転塗布し、110℃で240秒間ホットプレートにてプリベークを行い、TEGウェハー上に塗膜を形成した。そして、平行光マスクアライナー(PLA-501FA型、キヤノン社製)により800mJ/cm2を露光した。この時、b-HAST試験時の導通を取るため銅電極部分は光が照射されないようマスクした状態で露光し、次の現像で未露光部は除去した。
露光後、30分以上経過した後、コーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)にて、23℃で現像液としてシクロペンタノンを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間の1.4倍の時間にて回転スプレー現像を施し、引き続きプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで10秒間回転スプレーリンスした。その後、昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下、表1に記載の温度で2時間加熱して硬化レリーフパターンのサンプルを得た。
このサンプルをイオンマイグレーション評価システム(AMI-025-U-5、エスペック株式会社製)と高度加速寿命試験装置HASTチャンバー(EHS-222M、エスペック株式会社製)を用いて、130℃及び85%RH環境下で50Vの印加電圧にてb-HAST試験を実施した。30分間隔で銅配線間の絶縁抵抗値を測定し、1×104Ω以下になったら絶縁破壊とした。試験開始から絶縁破壊までの時間を算出し、以下の基準に基づき評価した。
評価C以上であれば、本実施形態の硬化レリーフパターンとして好適に用いることが出来る。
A:絶縁破壊まで500時間以上経過
B:絶縁破壊まで300時間以上500時間未満経過
C:絶縁破壊まで100時間以上300時間未満経過
D:絶縁破壊まで100時間未満経過
評価C以上であれば、本実施形態の硬化レリーフパターンとして好適に用いることが出来る。
A:絶縁破壊まで500時間以上経過
B:絶縁破壊まで300時間以上500時間未満経過
C:絶縁破壊まで100時間以上300時間未満経過
D:絶縁破壊まで100時間未満経過
(4)解像性評価
6インチシリコンウェハー(フジミ電子工業株式会社製、厚み625±25μm)上に、スパッタ装置(SME-200E型、ULVAC社製)を用いて200nm厚のチタン(Ti)、400nm厚の銅(Cu)をこの順にスパッタした。続いて、このウェハー上に、硬化後の膜厚が約8μmとなるように感光性樹脂組成物をコーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)を用いて回転塗布し、110℃で240秒間ホットプレートにてプリベークを行い、銅ウェハー上に塗膜を形成した。
この塗膜にφ9μm及びφ10μmの円形のマスクを介して、リソグラフィーシステム(Ultratech AP-200、Veeco社製)により、50mJ/cm2から300mJ/cm2まで25mJ/cm2ステップでフォーカス0μmにてi線を照射して露光した。30分以上経過した後、コーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)にて、23℃で現像液としてシクロペンタノンを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間の1.4倍の時間にて回転スプレー現像を施し、引き続きプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで10秒間回転スプレーリンスした。その後、昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下、表1に記載の温度で2時間加熱して硬化レリーフパターンのサンプルを得た。
6インチシリコンウェハー(フジミ電子工業株式会社製、厚み625±25μm)上に、スパッタ装置(SME-200E型、ULVAC社製)を用いて200nm厚のチタン(Ti)、400nm厚の銅(Cu)をこの順にスパッタした。続いて、このウェハー上に、硬化後の膜厚が約8μmとなるように感光性樹脂組成物をコーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)を用いて回転塗布し、110℃で240秒間ホットプレートにてプリベークを行い、銅ウェハー上に塗膜を形成した。
この塗膜にφ9μm及びφ10μmの円形のマスクを介して、リソグラフィーシステム(Ultratech AP-200、Veeco社製)により、50mJ/cm2から300mJ/cm2まで25mJ/cm2ステップでフォーカス0μmにてi線を照射して露光した。30分以上経過した後、コーターデベロッパー(D-Spin60A型、SOKUDO社製)にて、23℃で現像液としてシクロペンタノンを用いて、未露光部が完全に溶解消失するまでの時間の1.4倍の時間にて回転スプレー現像を施し、引き続きプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで10秒間回転スプレーリンスした。その後、昇温プログラム式キュア炉(VF-2000型、光洋リンドバーグ社製)を用いて、窒素雰囲気下、表1に記載の温度で2時間加熱して硬化レリーフパターンのサンプルを得た。
このサンプルの得られた円孔パターンについて、パターン形状及びパターン部の幅を電界放出形走査電子顕微鏡S-4800(日立ハイテクノロジーズ社製)で観察した。
円孔底部に抉れがなく、順テーパーに開口しており、得られた円孔開口部の面積が、対応するパターンマスク開口面積の1/2以上であれば解像されたものとみなし、下記のように評価した。
評価ランクC以上であれば、本実施形態の硬化レリーフパターンとして好適に用いることが出来る。
A:開口部やパターン除去部(未露光部)が変色せず、φ9μmの円形マスクで形成した円孔が開口している場合
B:開口部やパターン除去部(未露光部)が変色せず、φ10μmの円形マスクで形成した円孔が開口している場合
C:開口部やパターン除去部(未露光部)が変色しているものの、φ10μmの円形マスクで形成した円孔が開口している場合
D:開口部やパターン除去部(未露光部)に感光性樹脂組成物の残渣が有り、φ10μmの円形マスクで形成した円孔が開口していない場合
円孔底部に抉れがなく、順テーパーに開口しており、得られた円孔開口部の面積が、対応するパターンマスク開口面積の1/2以上であれば解像されたものとみなし、下記のように評価した。
評価ランクC以上であれば、本実施形態の硬化レリーフパターンとして好適に用いることが出来る。
A:開口部やパターン除去部(未露光部)が変色せず、φ9μmの円形マスクで形成した円孔が開口している場合
B:開口部やパターン除去部(未露光部)が変色せず、φ10μmの円形マスクで形成した円孔が開口している場合
C:開口部やパターン除去部(未露光部)が変色しているものの、φ10μmの円形マスクで形成した円孔が開口している場合
D:開口部やパターン除去部(未露光部)に感光性樹脂組成物の残渣が有り、φ10μmの円形マスクで形成した円孔が開口していない場合
<製造例>
・製造例1:(A)ポリイミド前駆体A1の合成
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gを2L容量のセパラブルフラスコに入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)131.2gとγ-ブチロラクトン(以下GBL)400mLを入れて室温下で攪拌しながらピリジン81.5gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に反応混合物を室温まで放冷し、16時間放置した。
・製造例1:(A)ポリイミド前駆体A1の合成
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gを2L容量のセパラブルフラスコに入れ、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)131.2gとγ-ブチロラクトン(以下GBL)400mLを入れて室温下で攪拌しながらピリジン81.5gを加えて反応混合物を得た。反応による発熱の終了後に反応混合物を室温まで放冷し、16時間放置した。
次に、氷冷下において、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)206.3gをγ-ブチロラクトン200mLに溶解した溶液を攪拌しながら20分かけて反応混合物に加え、続いて4,4’-オキシジアニリン(ODA)93.0gをγ-ブチロラクトン350mLに懸濁したものを攪拌しながら30分かけて加えた。更に室温で4時間攪拌した後、エチルアルコール30mLを加えて1時間攪拌し、次に、γ-ブチロラクトン400mL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3Lのエチルアルコールに加えて粗ポリマーからなる沈殿物を生成した。生成した粗ポリマーを濾別し、テトラヒドロフラン1.5L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28Lの水に滴下してポリマーを沈殿させ、得られた沈殿物を濾別した後、真空乾燥して粉末状のポリマーA1(ポリイミド前駆体A1)を得た。ポリイミド前駆体A1の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は24,000であった。
・製造例2:(A)ポリイミド前駆体A2の合成
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)155.1gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA2(ポリイミド前駆体A2)を得た。ポリイミド前駆体A2の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は21,000であった。
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)155.1gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA2(ポリイミド前駆体A2)を得た。ポリイミド前駆体A2の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は21,000であった。
・製造例3:(A)ポリイミド前駆体A3の合成
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)124.0g及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)29.4gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA3(ポリイミド前駆体A3)を得た。ポリイミド前駆体A3の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は24,000であった。
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)124.0g及び3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)29.4gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA3(ポリイミド前駆体A3)を得た。ポリイミド前駆体A3の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は24,000であった。
・製造例4:(A)ポリイミド前駆体A4の合成
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)155.1gを用い、4,4’-オキシジアニリン(ODA)93.0gに代えて、1,4―フェニレンジアミン(pPD)49.2gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA4(ポリイミド前駆体A4)を得た。ポリイミド前駆体A4の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は21,000であった。
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)155.1gを用い、4,4’-オキシジアニリン(ODA)93.0gに代えて、1,4―フェニレンジアミン(pPD)49.2gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA4(ポリイミド前駆体A4)を得た。ポリイミド前駆体A4の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は21,000であった。
・製造例5:(A)ポリイミド前駆体A5の合成
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)62g及びピロメリット酸二無水物(PMDA)88.3gを用い、4,4’-オキシジアニリン(ODA)93.0gに代えて、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン(m-TB)98.6gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA5を得た。ポリマーA5(ポリイミド前駆体A5)の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は28,000であった。
3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)147.1gに代えて、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)62g及びピロメリット酸二無水物(PMDA)88.3gを用い、4,4’-オキシジアニリン(ODA)93.0gに代えて、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン(m-TB)98.6gを用いた以外は、前述の製造例1に記載の方法と同様にして反応を行い、ポリマーA5を得た。ポリマーA5(ポリイミド前駆体A5)の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は28,000であった。
・製造例6:(A)ポリイミド樹脂A6の合成
ディーンスターク抽出装置を取り付け、窒素置換した三口フラスコにN-メチル-2-ピロリドン(以下NMP)200gと6-(4-アミノフェノキシ)ビフェニル-3-アミン(PDPE)33.1g(0.012mol)を加え溶解させ、これに対してビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BCD)24.8g(0.1mol)及びトルエン50.0gを加えて180℃に加熱した。ディーンスターク抽出装置に理論量の水と添加したトルエンが抽出されたことを確認した後、加熱を止め室温まで冷却して、反応液を調製した。
得られた反応液を2000gのイオン交換水に滴下してポリマーを沈殿させ、濾別した後、40℃で真空乾燥して粉末状のポリマーA6(ポリイミド樹脂A6)を得た。ポリイミド樹脂A6の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=14,300であった。
ディーンスターク抽出装置を取り付け、窒素置換した三口フラスコにN-メチル-2-ピロリドン(以下NMP)200gと6-(4-アミノフェノキシ)ビフェニル-3-アミン(PDPE)33.1g(0.012mol)を加え溶解させ、これに対してビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BCD)24.8g(0.1mol)及びトルエン50.0gを加えて180℃に加熱した。ディーンスターク抽出装置に理論量の水と添加したトルエンが抽出されたことを確認した後、加熱を止め室温まで冷却して、反応液を調製した。
得られた反応液を2000gのイオン交換水に滴下してポリマーを沈殿させ、濾別した後、40℃で真空乾燥して粉末状のポリマーA6(ポリイミド樹脂A6)を得た。ポリイミド樹脂A6の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=14,300であった。
・製造例7:(A)ポリイミド樹脂A7の合成(MOI変性BCD-PDPE)
ディーンスターク抽出装置を取り付け、窒素置換した三口フラスコにGBL200gとPDPE33.1g(0.12mol)を加え溶解させ、これに対してBCD24.8g(0.1mol)及びトルエン50.0gを加えて180℃に加熱した。ディーンスターク抽出装置に理論量の水と添加したトルエンが抽出されたことを確認した後、加熱を止め室温まで冷却した。
ディーンスターク抽出装置を取り付け、窒素置換した三口フラスコにGBL200gとPDPE33.1g(0.12mol)を加え溶解させ、これに対してBCD24.8g(0.1mol)及びトルエン50.0gを加えて180℃に加熱した。ディーンスターク抽出装置に理論量の水と添加したトルエンが抽出されたことを確認した後、加熱を止め室温まで冷却した。
次に、室温において、2-イソシアナトエチルメタクリレート(以下MOI)6.2gを加えて、室温で12時間反応させた。得られた反応液を2000gのイオン交換水に滴下してポリマーを沈殿させ、濾別した後、40℃で真空乾燥して粉末状のポリマーA7(ポリイミド樹脂A7)を得た。ポリイミド樹脂A7の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=15,200であった。
・製造例8:(A)ポリイミド樹脂A8の合成
製造例6のNMPをGBLに変更し、PDPEの添加量を23.0g(0.083mol)に変更し、BCDを4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)44.4g(0.1mol)に変更した以外は製造例6と同様にして、ポリマーA8(ポリイミド樹脂A8)を得た。ポリイミド樹脂A8の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=14,000であった。
製造例6のNMPをGBLに変更し、PDPEの添加量を23.0g(0.083mol)に変更し、BCDを4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)44.4g(0.1mol)に変更した以外は製造例6と同様にして、ポリマーA8(ポリイミド樹脂A8)を得た。ポリイミド樹脂A8の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=14,000であった。
・製造例9:(A)ポリイミド樹脂A9の合成
製造例6のNMPをGBLに変更し、PDPEを9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)30.1g(0.088mol)に変更し、BCDを1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸無水物(CBDA)19.6g(0.1mol)に変更した以外は製造例6と同様にして、ポリマーA9(ポリイミド樹脂A9)を得た。ポリイミド樹脂A9の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=29,000であった。
製造例6のNMPをGBLに変更し、PDPEを9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(BAFL)30.1g(0.088mol)に変更し、BCDを1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸無水物(CBDA)19.6g(0.1mol)に変更した以外は製造例6と同様にして、ポリマーA9(ポリイミド樹脂A9)を得た。ポリイミド樹脂A9の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、Mw=29,000であった。
<実施例1>
ポリイミド前駆体A1及びA2を用いて以下の方法で感光性樹脂組成物を調製し、調製した感光性樹脂組成物の評価を行った。
(A)ポリイミド前駆体A1及びA2:製造例1に記載のポリイミド前駆体A1を40g及び製造例2に記載のポリイミド前駆体A2を60g、(B)テトラゾール化合物として、B1:1H-テトラゾール-5-酢酸1g、(C)複素環化合物として、C1:N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド0.5g、(D)光重合開始剤として、D1:1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム5g、(F)光重合性モノマーとして、F1:テトラエチレングリコールジメタクリレート10g、(G)熱架橋剤として、G1:アルキル化尿素樹脂1g、(H)シランカップリング剤として、H1:N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン1g、(L)有機チタン化合物として、L1:ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセテート)0.5g、(M)増感剤として、M1:2,2’-(フェニルイミノ)ジエタノール5gを、(E)溶剤として、E1:γ-ブチロラクトン(以下、GBLと表記、三菱ケミカル社製)80gと、溶剤として、E2:ジメチルスルホキシド(以下、DMSOと表記、東レ・ファインケミカル社製)20gとの混合溶媒に溶解した。得られた溶液の粘度を、必要量のGBL:DMSO=80:20(質量比)の溶液を加えることによって約40ポイズに調整し、感光性樹脂組成物(実施例1)とした。該組成物を、前述の方法に従って評価した。結果を表1に示す。
ポリイミド前駆体A1及びA2を用いて以下の方法で感光性樹脂組成物を調製し、調製した感光性樹脂組成物の評価を行った。
(A)ポリイミド前駆体A1及びA2:製造例1に記載のポリイミド前駆体A1を40g及び製造例2に記載のポリイミド前駆体A2を60g、(B)テトラゾール化合物として、B1:1H-テトラゾール-5-酢酸1g、(C)複素環化合物として、C1:N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド0.5g、(D)光重合開始剤として、D1:1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム5g、(F)光重合性モノマーとして、F1:テトラエチレングリコールジメタクリレート10g、(G)熱架橋剤として、G1:アルキル化尿素樹脂1g、(H)シランカップリング剤として、H1:N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン1g、(L)有機チタン化合物として、L1:ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセテート)0.5g、(M)増感剤として、M1:2,2’-(フェニルイミノ)ジエタノール5gを、(E)溶剤として、E1:γ-ブチロラクトン(以下、GBLと表記、三菱ケミカル社製)80gと、溶剤として、E2:ジメチルスルホキシド(以下、DMSOと表記、東レ・ファインケミカル社製)20gとの混合溶媒に溶解した。得られた溶液の粘度を、必要量のGBL:DMSO=80:20(質量比)の溶液を加えることによって約40ポイズに調整し、感光性樹脂組成物(実施例1)とした。該組成物を、前述の方法に従って評価した。結果を表1に示す。
<実施例2~43、比較例1~8>
(E)溶剤以外は表1に示すとおりの配合比で調整し、それ以外は、実施例1と同様に(E)溶剤に溶解し粘度を調整することで、実施例2~43及び比較例1~8の感光性樹脂組成物を調製し、各評価を実施した。表1に記載されている化合物はそれぞれ以下のとおりである。
(E)溶剤以外は表1に示すとおりの配合比で調整し、それ以外は、実施例1と同様に(E)溶剤に溶解し粘度を調整することで、実施例2~43及び比較例1~8の感光性樹脂組成物を調製し、各評価を実施した。表1に記載されている化合物はそれぞれ以下のとおりである。
(A)ポリイミド前駆体/ポリイミド樹脂若しくはその比較となるポリマー
A1:製造例1に記載のポリイミド前駆体
A2:製造例2に記載のポリイミド前駆体
A3:製造例3に記載のポリイミド前駆体
A4:製造例4に記載のポリイミド前駆体
A5:製造例5に記載のポリイミド前駆体
A6:製造例6に記載のポリイミド樹脂
A7:製造例7に記載のポリイミド樹脂
A8:製造例8に記載のポリイミド樹脂
A9:製造例9に記載のポリイミド樹脂
A’1:ZCR-1797H(ビフェニル骨格を有するエポキシアクリレートの酸変性物、日本化薬社製)
A1:製造例1に記載のポリイミド前駆体
A2:製造例2に記載のポリイミド前駆体
A3:製造例3に記載のポリイミド前駆体
A4:製造例4に記載のポリイミド前駆体
A5:製造例5に記載のポリイミド前駆体
A6:製造例6に記載のポリイミド樹脂
A7:製造例7に記載のポリイミド樹脂
A8:製造例8に記載のポリイミド樹脂
A9:製造例9に記載のポリイミド樹脂
A’1:ZCR-1797H(ビフェニル骨格を有するエポキシアクリレートの酸変性物、日本化薬社製)
(B)テトラゾール化合物
B1:1H-テトラゾール-5-酢酸(東京化成工業社製)
B2:1H-テトラゾール-5-カルボン酸(Advanced ChemBlocks社製)
B3:1H-テトラゾール-5-プロピオン酸(Enamine Building Blocks社製)
B4:4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸(東京化成工業社製)
B5:1H-テトラゾール-1-酢酸(富士フィルム和光純薬社製)
B6:2,2―ビス(2-2H-テトラゾール-5―イル)エチル)プロパン二酸
B7:1H-テトラゾール-5-カルボン酸エチル(東京化成工業社製)
表1に記載のB1~B7及び後述のC13~C15のpKaは、Advanced Chemistry Software V11.02(1994-2018 ACD/Labs)による計算値とした。
B1:1H-テトラゾール-5-酢酸(東京化成工業社製)
B2:1H-テトラゾール-5-カルボン酸(Advanced ChemBlocks社製)
B3:1H-テトラゾール-5-プロピオン酸(Enamine Building Blocks社製)
B4:4-(1H-テトラゾール-5-イル)安息香酸(東京化成工業社製)
B5:1H-テトラゾール-1-酢酸(富士フィルム和光純薬社製)
B6:2,2―ビス(2-2H-テトラゾール-5―イル)エチル)プロパン二酸
B7:1H-テトラゾール-5-カルボン酸エチル(東京化成工業社製)
表1に記載のB1~B7及び後述のC13~C15のpKaは、Advanced Chemistry Software V11.02(1994-2018 ACD/Labs)による計算値とした。
(C)複素環化合物
C1:N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド(東京化成工業社製)
C2:2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン(東京化成工業社製)
C3:N2,9-ジアセチルグアニン(東京化成工業社製)
C4:6-メトキシプリン(東京化成工業社製)
C5:アデニン(東京化成工業社製)
C6:グアノシン(東京化成工業社製)
C7:ヒポキサンチン(東京化成工業社製)
C8:8-アザアデニン(東京化成工業社製)
C9:8-アザヒポキサンチン(東京化成工業社製)
C10:N6-ベンゾイルアデニン(東京化成工業社製)
C11:キサントプテリン(東京化成工業社製)
C12:4-[2-(2-アミノ-4,7-ジヒドロ-4-オキソ-3H-ピロロ[2,3-d]ピリミジン-5-イル)エチル]安息香酸(東京化成工業社製)
C13:5-アミノ-1H-テトラゾール(東京化成工業社製)
C14:1-メチル-1H-テトラゾール(東京化成工業社製)
C15:5-カルボキシベンゾトリアゾール(東京化成工業社製)
C1:N-(6-オキソ-6,7-ジヒドロ-1H-プリン-2-イル)イソブチルアミド(東京化成工業社製)
C2:2-アセトアミド-6-ヒドロキシプリン(東京化成工業社製)
C3:N2,9-ジアセチルグアニン(東京化成工業社製)
C4:6-メトキシプリン(東京化成工業社製)
C5:アデニン(東京化成工業社製)
C6:グアノシン(東京化成工業社製)
C7:ヒポキサンチン(東京化成工業社製)
C8:8-アザアデニン(東京化成工業社製)
C9:8-アザヒポキサンチン(東京化成工業社製)
C10:N6-ベンゾイルアデニン(東京化成工業社製)
C11:キサントプテリン(東京化成工業社製)
C12:4-[2-(2-アミノ-4,7-ジヒドロ-4-オキソ-3H-ピロロ[2,3-d]ピリミジン-5-イル)エチル]安息香酸(東京化成工業社製)
C13:5-アミノ-1H-テトラゾール(東京化成工業社製)
C14:1-メチル-1H-テトラゾール(東京化成工業社製)
C15:5-カルボキシベンゾトリアゾール(東京化成工業社製)
(D)光重合開始剤
D1:1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム(常州強力電子新材料社製)
D2:TR-PBG3057(常州強力電子新材料社製)
D1:1-フェニル-1,2-プロパンジオン-2-(O-ベンゾイル)オキシム(常州強力電子新材料社製)
D2:TR-PBG3057(常州強力電子新材料社製)
(E)溶剤
E1:GBL(三菱ケミカル株式会社製)
E2:DMSO(東レ・ファインケミカル株式会社製)
E1:GBL(三菱ケミカル株式会社製)
E2:DMSO(東レ・ファインケミカル株式会社製)
(F)光重合性モノマー
F1:テトラエチレングリコールジメタクリレート(商品名:NKエステル 4G、新中村化学工業社製)
F2:トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート (製品名:NKエステル A-9300、新中村化学工業社製)
F3:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(製品名:PME-400、日油株式会社製)
F1:テトラエチレングリコールジメタクリレート(商品名:NKエステル 4G、新中村化学工業社製)
F2:トリス-(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート (製品名:NKエステル A-9300、新中村化学工業社製)
F3:メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(製品名:PME-400、日油株式会社製)
(G)熱架橋剤
G1:アルキル化尿素樹脂(製品名 ニカラック MX-290 株式会社三和ケミカル社製)
G2:1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(製品名 ニカラック MX-270 株式会社三和ケミカル社製)
G1:アルキル化尿素樹脂(製品名 ニカラック MX-290 株式会社三和ケミカル社製)
G2:1,3,4,6-テトラキス(メトキシメチル)グリコールウリル(製品名 ニカラック MX-270 株式会社三和ケミカル社製)
(H)シランカップリング剤
H1:N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(製品名 KBM573 信越化学工業社製)
H2:(3-トリエトキシシリルプロピル)-t-ブチルカルバメート(Gelest社製)
H3:2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(東京化成工業社製)
H1:N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(製品名 KBM573 信越化学工業社製)
H2:(3-トリエトキシシリルプロピル)-t-ブチルカルバメート(Gelest社製)
H3:2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(東京化成工業社製)
(I)(B)テトラゾール化合物以外の酸成分
I1:(±)マンデル酸(富士フィルム和光純薬社製)
I2:p-トルエンスルホン酸(東京化成工業社製)
I1:(±)マンデル酸(富士フィルム和光純薬社製)
I2:p-トルエンスルホン酸(東京化成工業社製)
(L)有機チタン化合物
L1:ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセテート)(製品名オルガチックス TC-750、マツモトファインケミカル社製)
(M)増感剤
M1:2,2’-(フェニルイミノ)ジエタノール(関東化学社製)
L1:ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセテート)(製品名オルガチックス TC-750、マツモトファインケミカル社製)
(M)増感剤
M1:2,2’-(フェニルイミノ)ジエタノール(関東化学社製)
表1の結果を見ると、本開示の要件を満たさない比較例1~8は、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能(b-HAST試験結果に相当)及び解像性の全てを良好にすることが出来ない。
一方で、本開示の要件を満たす実施例1~43は、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の全ての性能で優れていた。
一方で、本開示の要件を満たす実施例1~43は、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の全ての性能で優れていた。
比較例1と実施例1の比較から、本開示の(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂を使用することで、銅密着性及び銅マイグレーション抑制性能の両方が向上することが分かる。
また、比較例2及び比較例3と、実施例1との比較からテトラゾール化合物の中でも、pKaが1.3以上4.1以下である、本開示の(B)テトラゾール化合物を含有することによって、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の全てが向上するといえる。
更に、比較例4と、実施例1との比較から、pKaが1.3以上4.1以下の化合物の中でも、テトラゾール化合物である本開示の(B)成分を含むことによって、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の全てが向上することが分かる。
また、比較例5と、実施例7及び比較例8と、実施例8とをそれぞれ比較すると、本開示の(B)テトラゾール化合物を含有することで銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
続いて、比較例6と、実施例17とを比較すると、本開示の(C)複素環化合物を含有することで銅密着性が向上していることが分かる。
また、ここまでは250℃と高いキュア温度の比較であったが、比較例7と、実施例34とを比較することで、(B)テトラゾール化合物を含有することにより、200℃の低いキュア温度でも銅マイグレーション抑制性能が良好となることが分かる。
また、比較例2及び比較例3と、実施例1との比較からテトラゾール化合物の中でも、pKaが1.3以上4.1以下である、本開示の(B)テトラゾール化合物を含有することによって、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の全てが向上するといえる。
更に、比較例4と、実施例1との比較から、pKaが1.3以上4.1以下の化合物の中でも、テトラゾール化合物である本開示の(B)成分を含むことによって、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の全てが向上することが分かる。
また、比較例5と、実施例7及び比較例8と、実施例8とをそれぞれ比較すると、本開示の(B)テトラゾール化合物を含有することで銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
続いて、比較例6と、実施例17とを比較すると、本開示の(C)複素環化合物を含有することで銅密着性が向上していることが分かる。
また、ここまでは250℃と高いキュア温度の比較であったが、比較例7と、実施例34とを比較することで、(B)テトラゾール化合物を含有することにより、200℃の低いキュア温度でも銅マイグレーション抑制性能が良好となることが分かる。
実施例13及び14と、実施例12とを比較すると、(C)複素環化合物として縮合環化合物を含む実施例12の方が、銅密着性が優れている。
実施例10と、実施例11との比較から、(C)複素環化合物としてプリン誘導体を含む方が銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の性能がバランスよく優れている。
更に実施例10と、実施例4~9との比較及び、実施例4~9と、実施例1~3との比較により、(C)複素環化合物としてプリン誘導体でも式(3)~(6)に該当する化合物、更には式(7)で表される化合物を含有する方が、銅密着性が向上することが分かる。
また、実施例20と、実施例19及び18とを比較すると、(B)テトラゾール化合物がカルボキシル基を有していることで、銅密着性と銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
更に実施例18及び19を、実施例15~17と比較すると、(B)テトラゾール化合物が式(1)で表される構造であることにより、銅密着性が向上することが分かる。
実施例10と、実施例11との比較から、(C)複素環化合物としてプリン誘導体を含む方が銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の性能がバランスよく優れている。
更に実施例10と、実施例4~9との比較及び、実施例4~9と、実施例1~3との比較により、(C)複素環化合物としてプリン誘導体でも式(3)~(6)に該当する化合物、更には式(7)で表される化合物を含有する方が、銅密着性が向上することが分かる。
また、実施例20と、実施例19及び18とを比較すると、(B)テトラゾール化合物がカルボキシル基を有していることで、銅密着性と銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
更に実施例18及び19を、実施例15~17と比較すると、(B)テトラゾール化合物が式(1)で表される構造であることにより、銅密着性が向上することが分かる。
続いて、実施例21と、実施例1とを比較すると、(F)光重合性モノマーを含有することで解像性が向上することが分かる。
また、実施例21~24を比較すると、(B)テトラゾール化合物と(C)複素環化合物の合計含有量が0.1~10質量部であることで、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の性能バランスが良くなることが分かる。
さらに、実施例21及び実施例25~28を比較すると、(B)テトラゾール化合物と(C)複素環化合物の含有量の比が0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10であるものの方が、性能バランスが良好であることが分かる。
また、実施例21~24を比較すると、(B)テトラゾール化合物と(C)複素環化合物の合計含有量が0.1~10質量部であることで、銅密着性、銅マイグレーション抑制性能及び解像性の性能バランスが良くなることが分かる。
さらに、実施例21及び実施例25~28を比較すると、(B)テトラゾール化合物と(C)複素環化合物の含有量の比が0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10であるものの方が、性能バランスが良好であることが分かる。
実施例30と実施例31を比較することにより、(G)熱架橋剤を含有することで銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
更に実施例32と、実施例29及び実施例30を比較することにより(I)(B)テトラゾール化合物以外の酸成分を含有することで、銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
実施例33と実施例30の比較から、(H)シランカップリング剤を含有することで銅密着性が向上することが分かる。
また、実施例21と、実施例34~36とを比較すると、200℃、250℃、280℃及び350℃のどのキュア温度でも、全ての性能が優れていることが分かる。
更に実施例32と、実施例29及び実施例30を比較することにより(I)(B)テトラゾール化合物以外の酸成分を含有することで、銅マイグレーション抑制性能が向上することが分かる。
実施例33と実施例30の比較から、(H)シランカップリング剤を含有することで銅密着性が向上することが分かる。
また、実施例21と、実施例34~36とを比較すると、200℃、250℃、280℃及び350℃のどのキュア温度でも、全ての性能が優れていることが分かる。
本開示による感光性樹脂組成物を用いることで、高温キュア時にも銅密着性に優れ、b-HAST試験における銅マイグレーションが少なく、かつ、解像性の高い硬化レリーフパターンを得ることができる。本開示の感光性樹脂組成物は、例えば半導体装置、多層配線基板等の電気・電子材料の製造に有用な感光性材料の分野で好適に利用できる。より具体的には、例えば、電子部品の絶縁材料、並びに半導体装置におけるパッシベーション膜、バッファーコート膜及び層間絶縁膜等のレリーフパターンの形成等に用いることができる。
Claims (22)
- 以下の成分:
(A)ポリイミド前駆体及び/又はポリイミド樹脂と、
(B)pKaが1.3以上4.1以下であるテトラゾール化合物と、
(C)前記(B)テトラゾール化合物以外の複素環化合物と、
(D)光重合開始剤と、
を含む、感光性樹脂組成物。 - 前記(B)テトラゾール化合物がカルボキシル基を有する化合物である、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記(D)光重合開始剤が、光ラジカル重合開始剤である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記光ラジカル重合開始剤が、オキシム開始剤である、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記(C)複素環化合物として、プリン誘導体を含有する、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記(B)テトラゾール化合物が下記一般式(1):
{式(1)中、R1は、カルボキシル基又は下記一般式(2):
で表され、R2はハロゲン原子、水酸基、アルコキシシリル基、及びアミノ基の少なくとも1つで置換されていてもよい炭素数1~10の炭化水素基である。}で表される化合物である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。 - 前記(C)複素環化合物が、下記一般式(3):
{式中、R3はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であり、R4は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R5は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、下記一般式(4):
{式中、R6は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R7は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、下記一般式(5):
{式中、R8はアミノ基又は炭素数1~6のアルコキシ基であり、R9は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R10は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物、又は下記一般式(6):
{式中、R11は水素原子又は炭素数1~10の有機基で複数置換されていてもよいアミノ基であり、R12は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}
で表される化合物である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。 - 前記(C)複素環化合物が、下記一般式(7):
{式中、R13は炭素数1~10の有機基であり、R14は水素原子又は炭素数1~10の有機基である。}で表される化合物である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。 - 下記一般式(8):
{式中、X1は四価の有機基であり、Y1は二価の有機基であり、n1は2~150の整数であり、そしてR15及びR16はそれぞれ独立に、水素原子、又は一価の有機基である。}
で表される、前記ポリイミド前駆体を含み、及び/又は、
下記一般式(9):
{式中、X2は四価の有機基であり、Y2は二価の有機基であり、n2は2~150の整数である。}
で表される、前記ポリイミド樹脂を含む、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。 - 上記一般式(8)において、R15及びR16の少なくとも一方が、下記一般式(10):
{式中、L1、L2及びL3は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1~3の一価の有機基であり、そしてm1は、2~10の整数である。}
で表される構造単位を含む、請求項9に記載の感光性樹脂組成物。 - 前記(A)成分100質量部に対する前記(B)テトラゾール化合物及び前記(C)複素環化合物の合計含有量が0.1~10質量部である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記(B)テトラゾール化合物と前記(C)複素環化合物の含有量の比が下記式(9):
0.1≦(B)テトラゾール化合物の含有量(質量部)/(C)複素環化合物の含有量(質量部)≦10 ・・・(9)
を満たす、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。 - (E)溶剤を更に含む、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- (F)光重合性モノマーを更に含む、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- (G)熱架橋剤を更に含む、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- (H)シランカップリング剤を更に含む、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- (I)前記(B)テトラゾール化合物以外の酸成分を含む、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- 前記感光性樹脂組成物は、表面保護膜、層間絶縁膜、再配線用絶縁膜、フリップチップ装置用保護膜、又はバンプ構造を有する半導体装置の保護膜を形成するための感光性樹脂組成物である、請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
- 以下の工程:
(1)請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を基板上に塗布して、感光性樹脂層を前記基板上に形成する工程と、
(2)前記感光性樹脂層を露光する工程と、
(3)前記露光後の感光性樹脂層を現像して、レリーフパターンを形成する工程と、
(4)前記レリーフパターンを加熱処理して、硬化レリーフパターンを形成する工程とを含む、硬化レリーフパターンの製造方法。 - 前記工程(4)の加熱処理は、170℃以上350℃以下の加熱処理である、請求項19に記載の硬化レリーフパターンの製造方法。
- 請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物の硬化物を含む、硬化膜。
- 請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物を硬化することを含む、ポリイミド膜の製造方法。
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