WO2009123122A1 - 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品 - Google Patents

塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品 Download PDF

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麻美 片山
俊治 福田
勝哉 坂寄
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大日本印刷株式会社
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    • Y10S430/114Initiator containing
    • Y10S430/12Nitrogen compound containing

Definitions

  • the present invention relates to a base generator that generates a base upon irradiation and heating of electromagnetic waves, and a photosensitive resin composition using the base generator, and in particular, a product formed through a patterning step or a curing acceleration step using electromagnetic waves.
  • a photosensitive resin composition that can be suitably used as a material for a member, a pattern forming material comprising the photosensitive resin composition, a pattern forming method, and an article produced using the resin composition. is there.
  • the photosensitive resin composition is used for, for example, an electronic component, an optical product, a molding material of an optical component, a layer forming material or an adhesive, and particularly preferably used for a product or a member formed through a patterning process using electromagnetic waves.
  • polyimide which is a polymer material, exhibits top-class performance among organic materials such as heat resistance, dimensional stability, and insulation characteristics, so it is widely applied to insulating materials for electronic components. It has been actively used as a coating film, a base material for flexible printed wiring boards, and the like.
  • polybenzoxazole which has low water absorption and low dielectric constant, and polybenzimidazole with excellent adhesion to the substrate, to which processing processes similar to polyimide are applied, etc. It has been studied energetically.
  • polyimide is poorly soluble in a solvent and difficult to process.
  • patterning is performed by exposure and development in the state of a polyimide precursor having excellent solvent solubility, and then heat treatment. For example, there is a method of obtaining a polyimide pattern by imidization by the method described above.
  • a method of forming a pattern by providing a photosensitive resin as a resist layer on a polyimide precursor and (2) bonding or coordination of a photosensitive site to the polyimide precursor itself.
  • a method of forming a pattern by its action Alternatively, a method in which a photosensitive component is mixed with a polyimide precursor to form a resin composition, and a pattern is formed by the action of the photosensitive component.
  • a polyimide precursor polyamic acid acts as a dissolution inhibitor before exposure to electromagnetic waves, and after exposure, a carboxylic acid is formed to form a dissolution accelerator;
  • the naphthoquinonediazide derivative is mixed, and pattern formation is performed by increasing the contrast of the dissolution rate of the exposed area and unexposed area to the developer, followed by imidization to obtain a polyimide pattern
  • Patent Document 1 A methacryloyl group is introduced into the polyimide precursor via an ester bond or an ionic bond, a photo radical generator is added thereto, and the exposed area is crosslinked to dissolve the exposed and unexposed areas in the developer. The pattern is formed by increasing the contrast of the speed, and then imidization is performed to obtain a polyimide pattern. Etc. have been put into practical use (Patent Document 2).
  • the method (2) does not require a resist layer and can greatly simplify the process.
  • a naphthoquinonediazide derivative is used to increase the solubility contrast.
  • the amount of addition is increased, there is a problem that the original physical properties of the polyimide cannot be obtained.
  • the method (ii) has a problem that the structure of the polyimide precursor is restricted.
  • a polyamic acid as a polyimide precursor is mixed with a photobase generator and heated after exposure to cause cyclization to proceed by the action of a base generated by exposure.
  • a technique for obtaining a polyimide pattern by reducing the solubility, forming a pattern by increasing the contrast of the dissolution rate in the developing solution of the exposed part and the unexposed part, and then imidizing is reported ( Patent Document 3).
  • photosensitive resin composition using the photobase generator examples include an epoxy compound (for example, Patent Document 4).
  • an epoxy compound for example, Patent Document 4
  • amines are generated in the layer containing the epoxy compound, so that the amines act as an initiator or a catalyst, and the epoxy compound can be cured only in the exposed area. Pattern formation can be performed.
  • a photosensitive resin composition using a photobase generator is a resin composition because a photosensitive polymer precursor can be obtained simply by mixing a photobase generator at a certain ratio with an existing polymer precursor.
  • the process for manufacturing is simple.
  • a polyimide precursor in which the structure of a precursor compound used in the past is restricted has an advantage of high versatility because it can be applied to polyimide precursors having various structures.
  • conventional photobase generators have low sensitivity, there has been a problem that the amount of electromagnetic wave irradiation increases. When the amount of electromagnetic wave irradiation increases, there is also a problem that the processing amount (throughput) per unit time decreases.
  • a polyimide precursor when combined with a polyimide precursor, a polyimide precursor that is originally highly soluble in the developer due to the mechanism that only the exposed part is imidized by the catalytic action of the base generated by exposure and the part becomes insoluble in the developer.
  • the dissolution rate of the exposed area is also fast, and there is a limit to increasing the solubility contrast of the exposed area and the unexposed area.
  • the solubility contrast between the exposed area and the unexposed area increases, the remaining film ratio after development increases and a pattern having a better shape can be obtained.
  • the process margin was reduced because it was necessary to adjust the concentration and amount of photobase generator and to add a dissolution accelerator.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is excellent in sensitivity and a base generator that can be used regardless of the type of the polymer precursor, and excellent in sensitivity and polymer precursor.
  • a photosensitive resin composition capable of obtaining a pattern having a good shape while maintaining a sufficient process margin, with a large solubility contrast between the exposed and unexposed areas, regardless of the type. There is to do.
  • the base generator according to the present invention is represented by the following chemical formula (1) and is characterized by generating a base upon irradiation with electromagnetic waves and heating.
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and may be the same or different.
  • R 1 and R 2 are bonded to each other. May form a cyclic structure and may include a heteroatom bond, provided that at least one of R 1 and R 2 is a monovalent organic group
  • R 3 , R 4 , R 5 And R 6 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, nitro group, nitroso group, mercapto group, silyl group, silanol group or monovalent organic group, and may be the same or different.
  • 3 , R 4 , R 5, and R 6 may be bonded to each other to form a cyclic structure or may include a hetero atom bond.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) Since the base generator represented by the chemical formula (1) has the above specific structure, it generates a basic substance with a small amount of electromagnetic wave irradiation by combining irradiation with electromagnetic waves and heating, and thus has high sensitivity and high It can be used regardless of the type of molecular precursor and is a versatile base generator.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention relates to a polymer precursor whose reaction to the final product is accelerated by heating with a basic substance or in the presence of the basic substance, and the above-described present invention. It contains a base generator.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention is represented by the chemical formula (1) and generates a base upon irradiation with electromagnetic waves and heating, with a basic substance or by heating in the presence of a basic substance.
  • the base generator preferably has a high sensitivity as a base generator, wherein the generated base is a secondary amine and / or heterocyclic compound having one NH group capable of forming an amide bond. Moreover, it is preferable from the viewpoint of strong basicity and large catalytic effect.
  • the base generator is represented by the formula (1), wherein at least one of R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is halogen, hydroxyl group, nitro group, nitroso group, mercapto group, silyl group, silanol. is a group or a monovalent organic group, or, R 3, R 4, 2 or more are bonded to R 5 and R 6, R 3, R 4, benzene R 5 and R 6 are attached Forming a condensed ring with the ring is preferable in that it can be adjusted so as to absorb a desired wavelength, and to improve solubility and compatibility with a polymer precursor to be combined.
  • the base generator preferably has a boiling point of the generated base of 25 ° C. or higher and a weight loss at 350 ° C. of 80% or higher.
  • the generated base has a boiling point of 25 ° C. or more, handling at room temperature becomes easy, and when the weight loss at 350 ° C. is 80% or more, it is easy to suppress the base from remaining in the cured polymer. Because.
  • the structure of the generated base is represented by the following formula (2) from the viewpoint that the sensitivity as a base generator is high, the basicity is strong, and the catalytic effect is large. preferable.
  • R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, or a substituent. Or a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, R 1 and R 2 may be the same or different, and R 1 and R 2 are bonded to form a cyclic structure. Or may contain a heteroatom bond.
  • the base generator has absorption at at least one of the wavelengths of electromagnetic waves of 365 nm, 405 nm, or 436 nm from the viewpoint of further increasing the types of applicable polymer precursors.
  • the polymer precursor includes a compound and polymer having an epoxy group, an isocyanate group, an oxetane group, or a thiirane group, a polysiloxane precursor, a polyimide precursor, and a polybenzo.
  • One or more selected from the group consisting of oxazole precursors is preferably used.
  • the polymer precursor is soluble in a basic solution because the solubility contrast between the exposed portion and the unexposed portion can be increased.
  • a polyimide precursor such as polyamic acid or a polybenzoxazole precursor can be used as the polymer precursor of the photosensitive resin composition.
  • a photosensitive resin composition having excellent physical properties such as heat resistance, dimensional stability, and insulating properties can be obtained.
  • the polyimide precursor is preferably a polyamic acid from the viewpoint of easy availability of raw materials.
  • the present invention also provides a pattern forming material comprising the photosensitive resin composition according to the present invention.
  • this invention provides the pattern formation method using the said photosensitive resin composition.
  • a coating film or a molded body is formed using the photosensitive resin composition, the coating film or the molded body is irradiated with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and after irradiation or simultaneously with irradiation. It develops, after heating and changing the solubility of the said irradiation site
  • a coating film or a molded body made of a photosensitive resin composition is used by combining a polymer precursor and a compound represented by the above formula (1) as a base generator.
  • a pattern for performing development can be formed without using a resist film for protecting the surface from the developer.
  • the present invention also provides a printed material, a paint, a sealant, an adhesive, a display device, a semiconductor device, an electronic component, a microelectromechanical system, light, which is at least partly formed of the photosensitive resin composition or a cured product thereof.
  • a printed material a paint, a sealant, an adhesive, a display device, a semiconductor device, an electronic component, a microelectromechanical system, light, which is at least partly formed of the photosensitive resin composition or a cured product thereof.
  • Articles of either shaped objects, optical members or building materials are also provided.
  • the base generator of the present invention has a structure represented by the formula (1), a base is generated by irradiation with electromagnetic waves, and further generation of the base is promoted by heating. It has excellent sensitivity compared to the generator. Moreover, when using it for the photosensitive resin composition, it can be utilized combining regardless of the kind of polymer precursor.
  • the base generator represented by the formula (1) included has a sensitivity superior to that of a conventionally used photobase generator. It is a composition.
  • the photosensitive resin composition of the present invention has a phenolic hydroxyl group when the base is generated in addition to the change in solubility of the polymer precursor by the base derived from the base generator by irradiation and heating of electromagnetic waves.
  • the photosensitive resin composition of the present invention can use the heating step in heating that promotes the generation of a base. , It has the advantage that the irradiation amount of electromagnetic waves can be reduced. Therefore, when used in a process including such a heating process, the photosensitive resin composition of the present invention can be streamlined compared to a conventional resin composition that generates a base only by electromagnetic wave irradiation.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the thermosetting temperature after ultraviolet irradiation of a fully exposed coating film and an unexposed coating film prepared using the photosensitive resin composition (1), and the remaining amount of the polyimide precursor. is there.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the exposure amount and the remaining film ratio, which was prepared using the photosensitive resin compositions (2), (3), and (4) and the comparative photosensitive resin composition (1). .
  • (meth) acryloyl means acryloyl and / or methacryloyl
  • (meth) acryl means acryl and / or methacryl
  • (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
  • the electromagnetic wave is not only an electromagnetic wave having a wavelength in the visible and invisible regions, but also a particle beam such as an electron beam, and radiation or a general term for the electromagnetic wave and the particle beam, unless the wavelength is specified. Contains ionizing radiation. In this specification, irradiation with electromagnetic waves is also referred to as exposure.
  • the base generator according to the present invention is represented by the following formula (1), and generates a base by irradiation with electromagnetic waves and heating.
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and may be the same or different.
  • R 1 and R 2 are bonded to each other. May form a cyclic structure and may include a heteroatom bond, provided that at least one of R 1 and R 2 is a monovalent organic group
  • R 3 , R 4 , R 5 And R 6 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, nitro group, nitroso group, mercapto group, silyl group, silanol group or monovalent organic group, and may be the same or different.
  • 3 , R 4 , R 5, and R 6 may be bonded to each other to form a cyclic structure or may include a hetero atom bond.
  • the base generator of the present invention is a kind of photobase generator, and generates bases only by being irradiated with electromagnetic waves, but generation of bases is promoted by appropriate heating.
  • the base generator of the present invention can efficiently generate a base with a small amount of electromagnetic wave irradiation by combining electromagnetic wave irradiation and heating, and has a higher sensitivity than conventional so-called photobase generators.
  • the photobase generator refers to an agent that does not exhibit activity under normal conditions of normal temperature and pressure, but generates a base when electromagnetic waves are applied as an external stimulus.
  • the base generator according to the present invention has the above specific structure, as shown by the following formula, (—CH ⁇ CH—C ( ⁇ O) — ) Moiety isomerizes to the cis form and further cyclized by heating to produce the base (NHR 1 R 2 ).
  • the temperature at which the reaction when the polymer precursor becomes the final product can be lowered, or the curing reaction where the polymer precursor becomes the final product can be started.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) When the base generator represented by the chemical formula (1) is cyclized, the phenolic hydroxyl group disappears, the solubility changes, and in the case of a basic aqueous solution, the solubility decreases.
  • the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition according to the present invention is a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, the solubility is further reduced due to the reaction of the precursor to the final product. It has a function of assisting, and it becomes possible to increase the solubility contrast between the exposed portion and the unexposed portion.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group, and at least one of R 1 and R 2 is a monovalent organic group.
  • NHR 1 R 2 is a base (in the present invention, “basic substance” is simply referred to as a base), but R 1 and R 2 are each an organic group that does not contain an amino group. Is preferred. If an amino group is contained in R 1 and R 2 , the base generator itself becomes a basic substance, which accelerates the reaction of the polymer precursor, resulting in a solubility contrast between the exposed and unexposed areas. There is a risk of the difference becoming smaller.
  • the organic group of R 1 and R 2 contains an amino group.
  • the monovalent organic group include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and a saturated or unsaturated halogenated alkyl group.
  • These organic groups may contain bonds and substituents other than hydrocarbon groups such as heteroatoms in the organic group, and these may be linear or branched.
  • R 1 and R 2 may be bonded to form a cyclic structure.
  • the cyclic structure is a combination of two or more selected from the group consisting of saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings, and the alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings. The structure which becomes may be sufficient.
  • the substituent other than the hydrocarbon group in the organic group of R 1 and R 2 is not particularly limited, and is a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a cyano group, a silyl group, a silanol group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, Nitro group, carboxyl group, acyl group, acyloxy group, sulfino group, sulfo group, saturated or unsaturated alkyl ether group, saturated or unsaturated alkyl thioether group, aryl ether group, aryl thioether group, amino group (-NH 2 , —NHR, —NRR ′: R and R ′ are each independently a hydrocarbon group.
  • These groups may be linear, branched or cyclic.
  • substituent other than the hydrocarbon group in the organic group of R 1 and R 2 include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a cyano group, a silyl group, a silanol group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a nitro group, and an acyl group.
  • An acyloxy group, a saturated or unsaturated alkyl ether group, a saturated or unsaturated alkyl thioether group, an aryl ether group, and an aryl thioether group are preferred.
  • the generated base is NHR 1 R 2
  • a primary amine, a secondary amine, or a heterocyclic compound is exemplified.
  • the amine includes an aliphatic amine and an aromatic amine, respectively.
  • the heterocyclic compound here means that NHR 1 R 2 has a cyclic structure and has aromaticity.
  • Non-aromatic heterocyclic compounds that are not aromatic heterocyclic compounds are included herein as aliphatic amines as alicyclic amines.
  • the NHR 1 R 2 to be produced is not only a base such as a monoamine having only one NH group capable of forming an amide bond, but also two or more NH groups capable of forming an amide bond such as diamine, triamine and tetraamine. It may be a base having.
  • the generated NHR 1 R 2 is a base having two or more NH groups
  • an NH group capable of forming an amide bond is formed at one or more terminals of R 1 and / or R 2 in the formula (1).
  • bonded is mentioned.
  • a residue other than R 1 and / or R 2 in the formula (1) is further bonded to one or more terminals of R 1 and / or R 2 in the formula (1). Structure.
  • aliphatic primary amines include methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, pentylamine, isoamylamine, tert-pentylamine Cyclopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, cycloheptaneamine, octylamine, 2-octaneamine, 2,4,4-trimethylpentane-2-amine, cyclooctylamine and the like.
  • aromatic primary amines examples include aniline, 2-aminophenol, 3-aminophenol, and 4-aminophenol.
  • Aliphatic secondary amines include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, ethylmethylamine, aziridine, azetidine, pyrrolidine, piperidine, azepan, azocan, methylaziridine, dimethylaziridine, methylazetidine, dimethyl Examples thereof include azetidine, trimethylazetidine, methylpyrrolidine, dimethylpyrrolidine, trimethylpyrrolidine, tetramethylpyrrolidine, methylpiperidine, dimethylpiperidine, trimethylpiperidine, tetramethylpiperidine, pentamethylpiperidine and the like, among which alicyclic amine is preferable.
  • aromatic secondary amines examples include methylaniline, diphenylamine, and N-phenyl-1-naphthylamine.
  • aromatic heterocyclic compound having an NH group capable of forming an amide bond an imino bond (—N ⁇ C (—R) —, —C ( ⁇ NR) —:
  • R preferably has a hydrogen atom or a monovalent organic group), and examples thereof include imidazole, purine, triazole, and derivatives thereof.
  • Bases having two or more NH groups capable of forming an amide bond include ethylenediamine, 1,3-propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 1,7- Linear aliphatic alkylenediamines such as heptanediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine; 1-butyl-1,2-ethanediamine, 1,1-dimethyl-1 , 4-butanediamine, 1-ethyl-1,4-butanediamine, 1,2-dimethyl-1,4-butanediamine, 1,3-dimethyl-1,4-butanediamine, 1,4-dimethyl-1 Branched aliphatic alkylenediamines such as 1,4-butanediamine and 2,3-dimethyl-1,4-butanediamine; cyclohexanediamine, methylcyclohexane Cycloaliphatic diamines such as s
  • the thermal properties and basicity of the generated base are different. Catalytic action, such as lowering the reaction start temperature for the reaction from the polymer precursor to the final product, is more effective as a catalyst with a basic material having a higher basicity, and a lower temperature with a smaller amount of addition. Reaction to the final product is possible.
  • secondary amines have higher basicity than primary amines, and their catalytic effect is greater.
  • aliphatic amines are preferred over aromatic amines because they are more basic.
  • the base generated in the present invention is a secondary amine and / or a heterocyclic compound
  • the organic groups of R 1 and R 2 each independently preferably have 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, particularly carbon atoms.
  • the number is preferably 1 to 8.
  • the base generated from the base generator represented by the chemical formula (1) preferably has one NH group capable of forming an amide bond.
  • the base generator has two or more amide bonds that are cleaved by irradiation with electromagnetic waves and heating, for example, cinnamic acid derivatives
  • photophores such as residues, per molecule.
  • the molecular weight is usually increased, there is a problem that the solvent solubility is deteriorated.
  • the base generated from the base generator represented by the chemical formula (1) is one having two or more NH groups capable of forming an amide bond. It can be suitably used because it can function not only as a curing accelerator but also as a curing agent.
  • the structure of the generated secondary amine and / or heterocyclic compound is preferably represented by the following formula (2).
  • R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a substituent, or a substituent. Or a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, R 1 and R 2 may be the same or different, and R 1 and R 2 are bonded to form a cyclic structure. Or may contain a heteroatom bond.
  • the alkyl group may be linear or branched.
  • the alkyl group preferably further has 1 to 8 carbon atoms
  • the cycloalkyl group preferably further has 4 to 10 carbon atoms.
  • An alicyclic amine having a cyclic structure having 4 to 12 carbon atoms, which R 1 and R 2 may be bonded to each other and may have a substituent, is also preferable.
  • a heterocyclic compound having a cyclic structure having 2 to 12 carbon atoms which may have a substituent by bonding R 1 and R 2 is also preferable.
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, nitro group, nitroso group, mercapto group, silyl group, silanol group or monovalent organic group, and are the same May be different. Two or more of R 3 , R 4 , R 5, and R 6 may be bonded to form a cyclic structure, and may include a hetero atom bond. Examples of the halogen include fluorine, chlorine, bromine and the like.
  • the monovalent organic group is not particularly limited, and examples thereof include a saturated or unsaturated alkyl group, a saturated or unsaturated cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, a saturated or unsaturated alkyl halide group, and a cyano group. .
  • These organic groups may contain bonds and substituents other than hydrocarbon groups such as heteroatoms in the organic group, and these may be linear or branched.
  • the bond other than the hydrocarbon group in the organic group of R 3 to R 6 is not particularly limited, and is an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a carbonate bond, A sulfonyl bond etc. are mentioned.
  • the substituent other than the hydrocarbon group in the organic group of R 3 to R 6 is not particularly limited, and is a halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, cyano group, silyl group, silanol group, alkoxy group, nitro group, carboxyl group.
  • R and R ′ are each independently a hydrocarbon group.
  • substituents other than hydrocarbon groups in the organic groups of R 3 to R 6 include halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, cyano groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups, alkoxycarbonyl groups, nitro groups, acyl groups.
  • substituents other than hydrocarbon groups in the organic groups of R 3 to R 6 include halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, cyano groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups, alkoxycarbonyl groups, nitro groups, acyl groups.
  • Groups, acyloxy groups, saturated or unsaturated alkyl ether groups, saturated or unsaturated alkyl thioether groups, aryl ether groups, and aryl thioether groups are preferred.
  • R 3 to R 6 may be bonded to form a cyclic structure.
  • the cyclic structure is a combination of two or more selected from the group consisting of saturated or unsaturated alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings, and the alicyclic hydrocarbons, heterocycles, and condensed rings.
  • the structure which becomes may be sufficient.
  • R 3 ⁇ R 6 are formed two or more are bonded to them, naphthalene share atoms of the benzene ring of R 3 ⁇ R 6 are attached, anthracene, phenanthrene, and fused ring indene You may do it.
  • R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is preferably a halogen, a hydroxyl group, a nitro group, a nitroso group, a mercapto group, a silyl group, a silanol group or a monovalent organic group.
  • the absorption wavelength can be shifted to a longer wavelength by introducing a substituent that extends the conjugated chain of the aromatic ring. It is also possible to improve the solubility and compatibility with the polymer precursor to be combined. Thereby, it is possible to improve the sensitivity of the photosensitive resin composition in consideration of the absorption wavelength of the polymer precursor to be combined.
  • R 3 to R 6 include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 13 carbon atoms, a cycloalkenyl group having 4 to 13 carbon atoms, and an aryloxyalkyl group having 7 to 16 carbon atoms (—ROAr Group), an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 2 to 11 carbon atoms having a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and 2 to 11 amide groups, C 1-10 alkylthio groups (—SR groups), C 1-10 acyl groups, C 2-11 ester groups, C 6-20 aryl groups, electron donating groups And / or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms substituted with an electron-withdrawing group, a benzyl group substituted with an electron-donating group and / or an electron-with
  • the alkyl moiety may be linear, branched or cyclic.
  • R 3 to R 6 two or more of them are bonded to each other and a condensed ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, or indene is formed by sharing the atoms of the benzene ring to which R 3 to R 6 are bonded. Even if it forms, it is preferable from the point which absorption wavelength becomes long.
  • R 3, R 4, when at least one of R 5 and R 6 is a hydroxyl group, and R 3, R 4, R 5 and does not contain a hydroxyl group at R 6 Compound From the viewpoint of improving the solubility in a basic aqueous solution or the like and increasing the absorption wavelength.
  • R 6 when R 6 is a phenolic hydroxyl group, a reaction site for cyclization of a compound isomerized to a cis isomer increases, which is preferable from the viewpoint of easy cyclization.
  • the structure represented by the chemical formula (1) is a trans isomer and / or a cis isomer, and only the trans isomer may be used or a mixture of the trans isomer and the cis isomer may be used, but the solubility contrast is increased. Therefore, the ratio of the trans isomer is preferably 90 to 100%, and it is more preferable to use only the trans isomer.
  • the temperature (5% when the weight is reduced by 5% from the initial weight by heating. % Weight reduction temperature) is preferably 100 ° C. or higher.
  • a high boiling point solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone
  • the base generator of the present invention is a heating process (for example, after development) (for example, When the polymer to be combined is a polyimide precursor, it is preferably decomposed or volatilized by an imidization process).
  • the temperature when the 50% weight is reduced from the initial weight (50% weight reduction temperature) is preferably 400 ° C. or less, and more preferably 350 ° C. or less.
  • the boiling point of the generated base is 25 ° C. or more because the handleability at room temperature is improved.
  • the boiling point of the generated base is not 25 ° C. or higher, when it is used as a coating film, the amine generated during drying tends to evaporate, which may make the operation difficult.
  • the heating temperature for generating a base when using the base generator represented by the formula (1) is appropriately selected depending on the polymer precursor to be combined and the purpose, and is not particularly limited. Heating by the temperature (for example, room temperature) of the environment where the base generator is placed may be used, and in this case, the base is gradually generated. Further, since the base is also generated by heat generated as a by-product during irradiation with electromagnetic waves, heating may be performed substantially simultaneously with the heat generated as a by-product during irradiation with electromagnetic waves. From the viewpoint of increasing the reaction rate and generating the base efficiently, the heating temperature for generating the base is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C.
  • the suitable heating temperature is not limited to the above.
  • the base generator represented by the formula (1) generates a base only by irradiation with an electromagnetic wave, but generation of the base is promoted by heating appropriately. Therefore, in order to generate a base efficiently, when using the base generator represented by the formula (1), the base is generated by heating after exposure or simultaneously with exposure. Exposure and heating may be performed alternately. The most efficient method is a method of heating simultaneously with exposure.
  • the method for synthesizing the base generator represented by the chemical formula (1) of the present invention will be described by taking 2-hydroxycinnamic acid amide as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the base generator of the present invention can be synthesized by a plurality of conventionally known synthesis routes.
  • 2-hydroxycinnamic amide can be synthesized, for example, by reacting 2-hydroxy cinnamic acid with cyclohexylamine.
  • the desired product can be obtained by dissolving 2-hydroxycinnamic acid and cyclohexylamine in tetrahydrofuran in the presence of a condensing agent such as 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride and stirring.
  • Cinnamic acid into which each substituent is introduced can be synthesized by performing wittig reaction, Knoevenagel reaction, or Perkin reaction on hydroxybenzaldehyde having a corresponding substituent.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) of the present invention absorbs at least a part of the exposure wavelength in order to sufficiently exhibit the function of base generation for the polymer precursor to be the final product. It is necessary to have.
  • the wavelength of a high-pressure mercury lamp that is a general exposure light source includes 365 nm, 405 nm, and 436 nm. For this reason, it is preferable that the base generator represented by the chemical formula (1) of the present invention absorbs at least one electromagnetic wave having a wavelength of 365 nm, 405 nm, or 436 nm. In such a case, it is preferable because the number of applicable polymer precursors is further increased.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) has a molar extinction coefficient of 100 or more at an electromagnetic wave wavelength of 365 nm, or 1 or more at 405 nm, and the number of applicable polymer precursors further increases. It is preferable from the point.
  • the fact that the base generator represented by the chemical formula (1) of the present invention has absorption in the wavelength region is expressed by the chemical formula (1) in a solvent (for example, acetonitrile) that does not absorb in the wavelength region.
  • concentration of the generated base generator is 1 ⁇ 10 ⁇ 4 mol / L or less (usually about 1 ⁇ 10 ⁇ 4 mol / L to 1 ⁇ 10 ⁇ 5 mol / L.
  • an ultraviolet-visible spectrophotometer for example, UV-2550 (manufactured by Shimadzu Corporation)
  • the base generator represented by the chemical formula (1) according to the present invention has excellent sensitivity as compared with conventionally used photobase generators, and therefore can be applied in various ways.
  • a base such as an acid-base indicator is not limited to the combination with a polymer precursor whose reaction to the final product is accelerated by heating in the presence of a basic substance or in the presence of a basic substance, which will be described in detail later.
  • various photosensitive compositions can be formed in combination with a compound whose structure and physical properties change.
  • Such photosensitive compositions can be used for paints, printing inks, sealants or adhesives, display devices, semiconductor devices, electronic components, micro electro mechanical systems (MEMS), optical members, or architecture. It can be used as a material forming material.
  • the photobase generator when an image forming layer is exposed in an image forming medium obtained by coating or impregnating a base material with an image forming layer containing at least a photobase generator and an acid-base indicator, the photobase generator However, it can also be applied to a display device such as an image forming medium characterized in that a base that reacts with an acid-base indicator is generated and an image is formed.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention includes a polymer precursor whose reaction to a final product is promoted by heating with a basic substance or in the presence of a basic substance, and the following chemical formula according to the present invention: It is represented by (1) and contains a base generator that generates a base by irradiation with electromagnetic waves and heating.
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a monovalent organic group, and may be the same or different.
  • R 1 and R 2 are bonded to each other. May form a cyclic structure and may include a heteroatom bond, provided that at least one of R 1 and R 2 is a monovalent organic group
  • R 3 , R 4 , R 5 And R 6 are each independently hydrogen, halogen, hydroxyl group, nitro group, nitroso group, mercapto group, silyl group, silanol group or monovalent organic group, and may be the same or different.
  • 3 , R 4 , R 5, and R 6 may be bonded to each other to form a cyclic structure or may include a hetero atom bond.
  • the base generator represented by the formula (1) has the specific structure described above, and the (—CH ⁇ CH—C ( ⁇ O) —) moiety is converted into a cis isomer upon irradiation with electromagnetic waves. And then heated to generate a base (NHR 1 R 2 ). Further, when the base is generated, the structure represented by the formula (1) is cyclized. As a result, the phenolic hydroxyl group is lost, and the solubility of the basic aqueous solution in the developer is lowered. The polymer precursor is promoted to react with the final product by the action of a basic substance generated from the base generator.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention Due to such a change in solubility of the base generator and the polymer precursor, the photosensitive resin composition according to the present invention has a large difference in solubility between the exposed part and the unexposed part. The characteristic contrast increases, and pattern formation becomes possible.
  • the photosensitive resin composition of the present invention has high sensitivity.
  • the photosensitive resin composition of the present invention has a wide range of applicable polymer precursors, and is widely applied in fields where it is possible to make use of characteristics such as solubility changes of the polymer precursor and the base generator. The For example, it is suitably applied in a field where the characteristics of the photosensitive polyimide precursor resin composition and its imidized product can be utilized.
  • the solubility contrast is increased by the change in solubility of the base generator and the polymer precursor, it is possible to suitably use a polyimide precursor that is originally highly soluble in a developer.
  • the base generator used in the photosensitive resin composition according to the present invention is the same as the base generator according to the present invention. Since it can be used, explanation here is omitted. Therefore, the polymer precursor and other components that can be appropriately included as necessary will be described in order.
  • the base generator and the polymer precursor one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.
  • the polymer precursor used in the photosensitive resin composition of the present invention means a substance that finally becomes a polymer exhibiting the desired physical properties by reaction, and the reaction includes intermolecular reaction and intramolecular reaction.
  • the polymer precursor itself may be a relatively low molecular compound or a high molecular compound.
  • the polymer precursor of the present invention is a compound whose reaction to the final product is promoted by a basic substance or by heating in the presence of the basic substance.
  • the polymer precursor is obtained only by the action of the basic substance.
  • the mode includes a mode in which the reaction temperature of the polymer precursor to the final product is lowered by the action of the basic substance as compared with the case where there is no action of the basic substance. . If there is a reaction temperature difference due to the presence or absence of such a basic substance, use the reaction temperature difference to select an appropriate temperature at which only the polymer precursor coexisting with the basic substance will react to the final product. By heating at, only the polymer precursor coexisting with the basic substance reacts with the final product, and the solubility in a solvent such as a developer changes. Therefore, the solubility of the polymer precursor in the solvent can be changed depending on the presence or absence of the basic substance, and thus patterning by development using the solvent as a developing solution becomes possible.
  • the polymer precursor of the present invention can be used without particular limitation as long as the reaction to the final product is promoted by the basic substance as described above or by heating in the presence of the basic substance. is there.
  • the following are typical examples, but the invention is not limited to these.
  • Polymer precursor that becomes polymer by intermolecular reaction examples include a compound having a reactive substituent and a polymerization reaction, and a polymer, or a compound that forms a bond (crosslinking reaction) between molecules. And polymers.
  • the reactive substituent include an epoxy group, an oxetane group, a thiirane group, an isocyanate group, a hydroxyl group, and a silanol group.
  • the polymer precursor also includes a compound that undergoes hydrolysis and polycondensation between molecules, and the reactive substituent includes the polysiloxane precursor —SiX (where X is an alkoxy group, an acetoxy group, an oxime group).
  • X is an alkoxy group, an acetoxy group, an oxime group.
  • a hydrolyzable group selected from the group consisting of a group, an enoxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, and a halogen).
  • Examples of the compound having a reactive substituent and undergoing a polymerization reaction include a compound having one or more epoxy groups, a compound having one or more oxetane groups, and a compound having one or more thiirane groups.
  • Examples of the polymer that has a reactive substituent and undergoes a polymerization reaction include a polymer having two or more epoxy groups (epoxy resin), a polymer having two or more oxetane groups, and two or more thiiranes. And a polymer having a group.
  • the compounds and polymers having an epoxy group are specifically described below, but compounds and polymers having an oxetane group and a thiirane group can also be used in the same manner.
  • the compound and polymer having one or more epoxy groups are not particularly limited as long as they have one or more epoxy groups in the molecule, and conventionally known compounds can be used.
  • the base generator generally also has a function as a curing catalyst for a compound having one or more epoxy groups in the molecule.
  • two functional groups having reactivity with the epoxy group are contained in the molecule.
  • Two or more compounds may be used in combination.
  • the functional group having reactivity with an epoxy group include a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, a mercapto group, a primary or secondary aromatic amino group, and the like. It is particularly preferable to have two or more of these functional groups in one molecule in consideration of three-dimensional curability.
  • Examples of the polymer having one or more epoxy groups in the molecule include epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins derived from bisphenol A and epichlorohydrin, bisphenol F type epoxy derived from bisphenol F and epichlorohydrin.
  • Resin bisphenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, bisphenol F novolak type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, Multifunctional epoxy resin such as naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, trifunctional type epoxy resin and tetrafunctional type epoxy resin There are glycidyl ester type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, hydantoin type epoxy resins, isocyanurate type epoxy resins, aliphatic chain epoxy resins, etc.
  • epoxy resins may be halogenated and hydrogenated. May be.
  • epoxy resin products for example, JER Coat 828, 1001, 801N, 806, 807, 152, 604, 630, 871, YX8000, YX8034, YX4000 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. 830, EXA835LV, HP4032D, HP820, EP4100 series, EP4000 series, EPU series, manufactured by ADEKA Corporation, Celoxide series (2021, 2021P, 2083, 2085, 3000, etc.) manufactured by Daicel Chemical Industries, Inc.
  • examples of the compound that crosslinks between molecules include a combination of a compound having two or more isocyanate groups in the molecule and a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule. By reacting with a hydroxyl group, a urethane bond is formed between the molecules, which can be a polymer.
  • a polymer that undergoes a cross-linking reaction between molecules for example, a combination of a polymer having two or more isocyanate groups in the molecule (isocyanate resin) and a polymer having two or more hydroxyl groups in the molecule (polyol) Is mentioned. Further, a combination of a compound that undergoes a crosslinking reaction between molecules and a polymer may be used.
  • a combination of a polymer (isocyanate resin) having two or more isocyanate groups in the molecule and a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, and a compound having two or more isocyanate groups in the molecule examples include a combination of polymers (polyols) having two or more hydroxyl groups in the molecule.
  • any known compound can be used without particular limitation as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule.
  • examples of such compounds include low molecular weight compounds represented by p-phenylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, oligomers,
  • a polymer having an isocyanate group in the side chain or terminal of a polymer having a weight average molecular weight of 3,000 or more may be used.
  • the compound and polymer having an isocyanate group are usually used in combination with a compound having a hydroxyl group in the molecule.
  • the compound having such a hydroxyl group is not particularly limited as long as it has two or more hydroxyl groups in the molecule, and known compounds can be used.
  • a polymer having a weight average molecular weight of 3,000 or more has a hydroxyl group in the side chain or terminal.
  • a molecule may be used.
  • Polysiloxane precursor examples of the compound that undergoes hydrolysis and polycondensation between molecules include polysiloxane precursors.
  • the polysiloxane precursor Y n SiX (4-n) (where Y represents an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, phenyl group, or hydrogen which may have a substituent, and X is And a hydrolyzable group selected from the group consisting of an alkoxy group, an acetoxy group, an oxime group, an enoxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, and a halogen, and n is an integer from 0 to 3. And the hydrolyzed polycondensate of the organosilicon compound.
  • the hydrolyzable group is preferably an alkoxy group because the silica-dispersed oligomer solution is easily prepared and easily available.
  • the organosilicon compound a well-known thing can be used without a restriction
  • Polymer precursor that becomes polymer by intramolecular ring-closing reaction examples include a polyimide precursor and a polybenzoxazole precursor. These precursors may be a mixture of two or more separately synthesized polymer precursors.
  • the polyimide precursor and polybenzoxazole precursor which are the preferable polymer precursors of this invention are demonstrated, this invention is not limited to these.
  • Polyimide precursor As the polyimide precursor, a polyamic acid having a repeating unit represented by the following chemical formula (3) is preferably used.
  • R 7 is a tetravalent organic group.
  • R 8 is a divalent organic group.
  • R 7 shows only the valence for bonding with an acid, it may have another substituent.
  • R 8 indicates only the valence for bonding to the amine, but may have other substituents.
  • Polyamic acid is preferable because it can be obtained by simply mixing acid dianhydride and diamine in a solution, so that it can be synthesized by a one-step reaction, can be easily synthesized, and can be obtained at low cost.
  • the final curing temperature is less than 300 ° C., more preferably because the temperature required for imidization is low due to the catalytic effect of the basic substance. It can be lowered to 250 ° C. or lower.
  • the final cure temperature had to be 300 ° C. or higher, so the use was limited. However, it became possible to lower the final cure temperature, so a wider range Applicable to usage.
  • Polyamic acid is obtained by the reaction of acid dianhydride and diamine.
  • R 7 or R 8 in the above chemical formula (3) Is preferably an aromatic compound, and R 7 and R 8 are more preferably aromatic compounds.
  • R 7 of the chemical formula (3) four groups ((—CO—) 2 (—COOH) 2 ) bonded to R 7 may be bonded to the same aromatic ring. May be bonded to different aromatic rings.
  • R 8 of the chemical formula (3) two groups ((—NH—) 2 ) bonded to R 8 may be bonded to the same aromatic ring or bonded to different aromatic rings. You may do it.
  • the polyamic acid represented by the chemical formula (3) may be composed of a single repeating unit or may be composed of two or more kinds of repeating units.
  • a conventionally known method can be applied. For example, (1) A method of synthesizing a polyamic acid as a precursor from an acid dianhydride and a diamine. (2) A polyimide precursor is synthesized by reacting a carboxylic acid such as an ester acid or an amic acid monomer with a monohydric alcohol, an amino compound, or an epoxy compound synthesized with an acid dianhydride.
  • a carboxylic acid such as an ester acid or an amic acid monomer
  • a monohydric alcohol such as an amino compound, or an epoxy compound synthesized with an acid dianhydride.
  • the method is not limited to this.
  • Examples of the acid dianhydride applicable to the reaction for obtaining the polyimide precursor of the present invention include ethylene tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, and methylcyclobutane.
  • Aliphatic tetracarboxylic dianhydrides such as tetracarboxylic dianhydride and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride; pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic Acid dianhydride, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3', 3,4'-biphenyltetracarboxylic Dianhydride, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl)
  • tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetra.
  • the physical properties such as solubility and thermal expansion coefficient are adjusted without significantly impairing transparency. It is possible. Also, rigid acid dianhydrides such as pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, etc. If used, the linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide becomes small, but it tends to inhibit the improvement of transparency, so it may be used in combination while paying attention to the copolymerization ratio.
  • rigid acid dianhydrides such as pyromellitic anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, etc. If used, the linear thermal expansion coefficient of the finally obtained polyimide becomes small, but it tends to inhibit the improvement of transparency, so it may be used in combination while paying attention to the copo
  • the amine component can also be used alone or in combination of two or more diamines.
  • the diamine component used is not limited, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl Sulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4 ′ -Diaminobenzophenone, 3,4'-di
  • guanamines examples include acetoguanamine, benzoguanamine, and the like, and some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the diamine are fluoro group, methyl group, methoxy group, trifluoromethyl group, or trifluoromethoxy group.
  • Diamines substituted with substituents selected from the group can also be used.
  • any one or more of ethynyl group, benzocyclobuten-4′-yl group, vinyl group, allyl group, cyano group, isocyanate group, and isopropenyl group serving as a crosslinking point may be used. Even if it introduce
  • the diamine can be selected depending on the desired physical properties. If a rigid diamine such as p-phenylenediamine is used, the finally obtained polyimide has a low expansion coefficient.
  • rigid diamines include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,4-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 2, 6 as diamines in which two amino groups are bonded to the same aromatic ring. -Diaminonaphthalene, 2,7-diaminonaphthalene, 1,4-diaminoanthracene and the like.
  • diamines in which two or more aromatic rings are bonded by a single bond, and two or more amino groups are each bonded directly or as part of a substituent on a separate aromatic ring for example, there exists what is represented by following formula (4). Specific examples include benzidine and the like.
  • a is a natural number of 1 or more, and the amino group is bonded to the meta position or the para position with respect to the bond between the benzene rings.
  • the transmittance for electromagnetic waves having a wavelength of 1 ⁇ m or less can be improved by introducing fluorine as a substituent of the aromatic ring.
  • the selected diamine is preferably an aromatic diamine from the viewpoint of heat resistance.
  • the diamine may be an aliphatic diamine or siloxane within a range not exceeding 60 mol%, preferably not exceeding 40 mol%.
  • Non-aromatic diamines such as diamines may be used.
  • a polyimide precursor for example, while cooling a solution obtained by dissolving 4,4′-diaminodiphenyl ether as an amine component in an organic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, an equimolar amount of 3,4 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is gradually added and stirred to obtain a polyimide precursor solution.
  • the polyimide precursor thus synthesized should have a copolymerization ratio of the aromatic acid component and / or aromatic amine component as large as possible when the final polyimide obtained is required to have heat resistance and dimensional stability. Is preferred.
  • the proportion of the aromatic acid component in the acid component constituting the repeating unit of the imide structure is preferably 50 mol% or more, particularly preferably 70 mol% or more, and the amine component constituting the repeating unit of the imide structure
  • the proportion of the aromatic amine component in the total is preferably 40 mol% or more, particularly preferably 60 mol% or more, and particularly preferably wholly aromatic polyimide.
  • Polybenzoxazole precursor As the polybenzoxazole precursor used in the present invention, a polyamide alcohol having a repeating unit represented by the following chemical formula (5) is preferably used.
  • Polyamide alcohol can be synthesized by a conventionally known method, and can be obtained, for example, by addition reaction of a dicarboxylic acid derivative such as dicarboxylic acid halide and dihydroxydiamine in an organic solvent.
  • R 9 is a divalent organic group.
  • R 10 is a tetravalent organic group.
  • R 9 indicates only the valence for bonding with an acid, it may have another substituent.
  • the tetravalent value of R 10 indicates only the valency for bonding with an amine and a hydroxyl group, but may have other substituents.
  • Polyamide alcohol having a repeating unit represented by the chemical formula (5) gives excellent heat resistance and dimensional stability to the finally obtained polybenzoxazole.
  • R 9 or R 10 is preferably an aromatic compound, and R 9 and R 10 are more preferably aromatic compounds.
  • two groups (—CO—) 2 bonded to R 9 may be bonded to the same aromatic ring or bonded to different aromatic rings. May be.
  • R 10 of the chemical formula (5) four groups ((—NH—) 2 (—OH) 2 ) bonded to R 10 may be bonded to the same aromatic ring, It may be bonded to different aromatic rings.
  • the polyamide alcohol represented by the chemical formula (5) may be composed of a single repeating unit or may be composed of two or more kinds of repeating units.
  • dicarboxylic acid and derivatives applicable to the reaction for obtaining the polybenzoxazole precursor examples include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-benzophenone dicarboxylic acid, and 3,4′-benzophenone dicarboxylic acid.
  • hydroxydiamine examples include, for example, 3,3′-dihydroxybenzidine, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxybiphenyl, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxybiphenyl, 3,3′-diamino-4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dihydroxydiphenylsulfone, bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) methane, 2,2- Bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) Hexafluoropropane, bis- (4-amino-3-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis- (4-amino-3) Hydroxyphenyl) propane, 4,4′-diamin
  • Polymer precursors such as polyimide precursors and polybenzoxazole precursors have a film thickness of 1 ⁇ m in order to increase the sensitivity when used as a photosensitive resin composition and to obtain a pattern shape that accurately reproduces the mask pattern. Furthermore, it is preferable that the transmittance is at least 5% or more with respect to the exposure wavelength, and it is more preferable that the transmittance is 15% or more.
  • the high transmittance of polymer precursors such as polyimide precursors and polybenzoxazole precursors with respect to the exposure wavelength means that there is little loss of electromagnetic waves, and a highly sensitive photosensitive resin composition is used. Obtainable.
  • a transmittance with respect to an electromagnetic wave having a wavelength of at least 436 nm, 405 nm, and 365 nm is formed on a film having a thickness of 1 ⁇ m. Is preferably 5% or more, more preferably 15%, particularly preferably 50% or more.
  • the weight average molecular weight of a polymer precursor such as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is preferably in the range of 3,000 to 1,000,000, depending on its use, and is preferably 5,000 to 500. Is more preferably in the range of 10,000 to 500,000.
  • the weight average molecular weight is less than 3,000, it is difficult to obtain sufficient strength when a coating film or film is used. In addition, the strength of the film is reduced when heat treatment or the like is performed to obtain a polymer such as polyimide.
  • the weight average molecular weight exceeds 1,000,000, the viscosity increases, the solubility tends to decrease, and it is difficult to obtain a coating film or film having a smooth surface and a uniform film thickness.
  • the molecular weight used here is a value in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), which may be the molecular weight of a polymer precursor itself such as a polyimide precursor, or chemical imidization with acetic anhydride or the like. It may be after processing.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the solvent for the synthesis of the polyimide precursor or polybenzoxazole precursor is preferably a polar solvent, and representative examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide.
  • examples include methylene sulfone, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -acetyl- ⁇ -butyrolactone, and these solvents are used alone or in combination of two or more.
  • non-polar solvents such as benzene, benzonitrile, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, butyrolactone, xylene, toluene, cyclohexanone and the like can be used as a solvent, and these solvents are used as a raw material dispersion medium. It is used as a reaction regulator, a volatilization regulator of a solvent from the product, a film smoothing agent, and the like.
  • the photosensitive resin composition of the present invention has an advantage that the solubility contrast between the exposed portion and the unexposed portion can be further increased.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention may be a simple mixture of the base generator represented by the chemical formula (1), one or more kinds of polymer precursors, and a solvent.
  • a photosensitive resin composition may be prepared by blending a thermosetting component, a non-polymerizable binder resin other than the polymer precursor, and other components.
  • Various general-purpose solvents can be used as a solvent for dissolving, dispersing or diluting the photosensitive resin composition.
  • polyamic acid as a precursor, you may use the solution obtained by the synthesis reaction of polyamic acid as it is, and may mix other components there as needed.
  • Usable general-purpose solvents include, for example, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, and other ethers; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Glycol monoethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether (so-called cellosolves); ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone; acetic acid Ethyl, butyl acetate, N-propyl acid, i-propyl acetate, n-butyl acetate,
  • N-methyl-2-pyrrolidone N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethyl sulfoxide, hexa Polar solvents such as methylphosphoamide, N-acetyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -acetyl- ⁇ -butyrolactone, etc. It is mentioned as a suitable thing.
  • a compound having one or more ethylenically unsaturated bonds can be used.
  • Aromatic vinyl compounds such as acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylates, hydroxyl group-containing (meth) acrylates, and styrene can be exemplified.
  • the use of an ethylenically unsaturated bond-containing compound having a tertiary amino group causes the carboxylic acid of the polyimide precursor to have an ionic bond.
  • the photosensitive resin composition is formed, the contrast of the dissolution rate of the exposed area and the unexposed area is increased.
  • a photoradical generator When using a photocurable compound having such an ethylenically unsaturated bond, a photoradical generator may be further added.
  • the photo radical generator include benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether and alkyl ethers thereof; acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2 Acetophenones such as phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one
  • Anthraquinones such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 1-chloroanthra
  • the photosensitive resin composition of the present invention may contain other photosensitive components that generate an acid or a base by light as an auxiliary role of the base generator of the present invention. good. Further, a base proliferating agent or a sensitizer may be added. Examples of compounds that generate an acid by light include photosensitive diazoquinone compounds having a 1,2-benzoquinonediazide or 1,2-naphthoquinonediazide structure. US Pat. Nos. 2,772,972, No. 213, No. 3,669,658.
  • photoacid generators such as triazine and derivatives thereof, sulfonic acid oxime ester compounds, sulfonic acid iodonium salts, and sulfonic acid sulfonium salts can be used.
  • the compound that generates a base by light examples include 2,6-dimethyl-3,5-dicyano-4- (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl.
  • Examples include -4- (2'-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2 ', 4'-dinitrophenyl) -1,4-dihydropyridine it can.
  • a base proliferating agent that generates a base by a decomposition or rearrangement reaction by the action of a small amount of base generated from the base generator may be used in combination.
  • the base proliferating agent include a compound having 9-fluorenylmethyl carbamate bond, 1,1-dimethyl-2-cyanomethylcarbamate bond ((CN) CH 2 C (CH 3 ) 2 OC (O) NR 2 ), Compounds having a paranitrobenzyl carbamate bond, compounds having a 2,4-dichlorobenzyl carbamate bond, and other urethane compounds described in paragraphs 0010 to 0032 of JP 2000-330270 A And urethane compounds described in paragraphs 0033 to 0060 of JP-A-2008-250111.
  • the addition of a sensitizer may be effective when it is desired to make the base generator sufficiently use the energy of electromagnetic waves having a wavelength that passes through the polymer to improve the sensitivity.
  • a sensitizer may be effective when it is desired to make the base generator sufficiently use the energy of electromagnetic waves having a wavelength that passes through the polymer to improve the sensitivity.
  • the absorption of the polyimide precursor is also at a wavelength of 360 nm or more, the effect of adding a sensitizer is great.
  • sensitizers include thioxanthone and derivatives thereof such as diethylthioxanthone, coumarins and derivatives thereof, ketocoumarin and derivatives thereof, ketobiscoumarin and derivatives thereof, cyclopentanone and derivatives thereof , Cyclohexanone and derivatives thereof, thiopyrylium salts and derivatives thereof, thioxanthene series, xanthene series and derivatives thereof.
  • coumarin, ketocoumarin and derivatives thereof include 3,3′-carbonylbiscoumarin, 3,3′-carbonylbis (5,7-dimethoxycoumarin), 3,3′-carbonylbis (7-acetoxycoumarin). ) And the like.
  • thioxanthone and derivatives thereof include diethyl thioxanthone and isopropyl thioxanthone.
  • various other organic or inorganic low molecular or high molecular compounds may be blended.
  • dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, fine particles and the like can be used.
  • the fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicate, and these may have a porous or hollow structure.
  • the function or form includes pigments, fillers, fibers, and the like.
  • the polymer precursor (solid content) is based on the entire solid content of the photosensitive resin composition from the viewpoint of film physical properties of the pattern to be obtained, particularly film strength and heat resistance. 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) is usually 0.1 to 95% by weight, preferably 0.5 to 60% by weight based on the solid content of the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition. %. If it is less than 0.1% by weight, the solubility contrast between the exposed part and the unexposed part may not be sufficiently increased, and if it exceeds 95% by weight, the properties of the finally obtained cured resin will be reflected in the final product. It is hard to be done.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) is a solid content of the polymer precursor contained in the photosensitive resin composition.
  • solid content of the photosensitive resin composition is all components other than a solvent, and a liquid monomer component is also contained in solid content.
  • the blending ratio of optional components other than other solvents is preferably in the range of 0.1% by weight to 95% by weight with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition.
  • the amount is less than 0.1% by weight, the effect of adding the additive is hardly exhibited, and when it exceeds 95% by weight, the properties of the finally obtained resin cured product are not easily reflected in the final product.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention can be used in various coating processes and molding processes to produce films and molded articles having a three-dimensional shape.
  • the resulting polyimide and polybenzoxazole have heat resistance, dimensional stability, and insulating properties.
  • the 5% weight loss temperature measured in nitrogen of the polyimide and polybenzoxazole is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher.
  • the 5% weight loss temperature is 300 ° C. or less, defects such as bubbles occur due to the decomposition gas generated in the solder reflow process. There is a fear.
  • the 5% weight loss temperature means that when the weight loss is measured using a thermogravimetric analyzer, the weight of the sample is reduced by 5% from the initial weight (that is, the sample weight becomes 95% of the initial weight). Temperature).
  • the 10% weight reduction temperature is a temperature at which the sample weight is reduced by 10% from the initial weight.
  • the glass transition temperature of the polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition of the present invention is preferably as high as possible from the viewpoint of heat resistance, but in applications where a thermoforming process is considered like an optical waveguide,
  • the glass transition temperature is preferably about 120 ° C. to 450 ° C., more preferably about 200 ° C. to 380 ° C.
  • E ′′ loss elastic modulus (tan ⁇ ) by dynamic viscoelasticity measurement when polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape.
  • E ′′ loss elastic modulus (tan ⁇ ) by dynamic viscoelasticity measurement when polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape.
  • E ′′ loss elastic modulus (tan ⁇ ) by dynamic viscoelasticity measurement when polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape.
  • E ′′ loss elastic modulus (tan ⁇ ) by dynamic viscoelasticity measurement when polyimide and polybenzoxazole obtained from the photosensitive resin composition can be formed into a film shape
  • the linear thermal expansion coefficient is preferably 60 ppm or less, and more preferably 40 ppm or less.
  • 20 ppm or less is more preferable from the viewpoint of adhesion and warpage of the substrate.
  • the linear thermal expansion coefficient in this invention can be calculated
  • TMA thermomechanical analyzer
  • the heating rate is 10 ° C./min
  • the tensile load is 1 g / 25,000 ⁇ m so that the weight per cross-sectional area of the evaluation sample is the same. 2 is obtained.
  • the photosensitive resin composition can be obtained by a simple method of simply mixing the base generator represented by the chemical formula (1) with the polymer precursor. Excellent cost performance.
  • the aromatic component-containing carboxylic acid constituting the base generator represented by the chemical formula (1) and the basic substance can be obtained at low cost, and the price as the photosensitive resin composition can be suppressed.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention can be applied to promote the reaction of a wide variety of polymer precursors to the final product by the base generator represented by the chemical formula (1).
  • the structure of the resulting polymer can be selected from a wide range.
  • the base generator represented by the chemical formula (1) is cyclized when the base is generated and the phenolic hydroxyl group disappears, the solubility in a developer such as a basic solution is changed, and the polymer precursor is changed.
  • a developer such as a basic solution
  • the polymer precursor is changed.
  • a polyimide precursor, a polybenzoxazole precursor or the like it helps to lower the solubility of the photosensitive resin composition and contributes to the improvement of the solubility contrast in the exposed and unexposed areas.
  • the processing temperature required for reactions such as cyclization such as imidation from polyimide precursors or polybenzoxazole precursors to final products is reduced.
  • the base generator of the present invention that generates a base by irradiation and heating of electromagnetic waves includes a heating step in the step of obtaining a final product from the polymer precursor, the heating step can be used. The amount can be reduced, and the process can be effectively used.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention is the same as the photosensitive resin composition according to the present invention in printing ink, paint, sealing agent, adhesive, electronic material, optical circuit component, molding material, resist material, building material, light. It can be used for all known fields and products in which resin materials are used, such as modeling and optical members. It can be suitably used both for applications that are used by exposing the entire surface, such as paints, sealants, and adhesives, and for applications that form patterns such as permanent films and release films.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention can be used in a wide range of fields, products such as heat resistance, dimensional stability, and insulation, such as paints, printing inks, sealants, or adhesives, or It is suitably used as a forming material for display devices, semiconductor devices, electronic components, micro-electro-mechanical systems (MEMS), optical members or building materials.
  • a forming material for an electronic component a sealing material and a layer forming material can be used for a printed wiring board, an interlayer insulating film, a wiring covering film, and the like.
  • a layer forming material or an image forming material can be used for a color filter, a film for flexible display, a resist material, an alignment film, and the like.
  • a material for forming a semiconductor device a resist material, a layer forming material such as a buffer coat film, or the like can be used.
  • a material for forming an optical component it can be used as an optical material or a layer forming material for holograms, optical waveguides, optical circuits, optical circuit components, antireflection films and the like.
  • a building material it can use for a coating material, a coating agent, etc.
  • a printed matter, a paint, a sealant, an adhesive, a display device, a semiconductor device, an electronic component, a microelectromechanical system, an optically shaped article, an optical member, or a building material is provided.
  • the photosensitive resin composition according to the present invention can also be used as a pattern forming material.
  • a photosensitive resin composition containing a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor is used as a pattern forming material (resist)
  • the pattern formed thereby is a permanent film made of polyimide or polybenzoxazole.
  • Functions as a component that imparts heat resistance and insulation such as color filters, flexible display films, electronic components, semiconductor devices, interlayer insulation films, wiring coating films, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, etc. It is suitable for forming an optical member or an electronic member.
  • the pattern forming method according to the present invention includes forming a coating film or a molded body made of the photosensitive resin composition according to the present invention, irradiating the coating film or the molded body with electromagnetic waves in a predetermined pattern, and after irradiation or It develops, after heating simultaneously with irradiation, changing the solubility of the said irradiation site
  • the photosensitive resin composition according to the present invention is coated on some support to form a coating film, or a molded body is formed by a suitable molding method, and the coating film or molded body is formed into a predetermined pattern shape.
  • the base generator represented by the above chemical formula (1) is isomerized and cyclized only in the exposed portion to produce a basic substance.
  • the basic substance acts as a catalyst that promotes the reaction of the polymer precursor in the exposed area to the final product.
  • a polymer precursor whose thermal curing temperature is lowered by the catalytic action of a base such as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor
  • a base such as a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor
  • the part which wants to leave the pattern on the coating film or molded object of the photosensitive resin composition which combined the base generator represented by these is exposed.
  • a basic substance is generated in the exposed portion, and the thermosetting temperature of that portion is selectively lowered.
  • the exposed portion is heat-cured but the unexposed portion is heated at a processing temperature that is not heat-cured, and only the exposed portion is cured.
  • the heating step for generating the basic substance and the heating step (post-exposure baking) for performing the reaction for curing only the exposed portion may be the same step or different steps.
  • the unexposed portion is dissolved with a predetermined developer (such as an organic solvent or a basic aqueous solution) to form a pattern made of a thermoset. This pattern is further heated as necessary to complete thermosetting.
  • a predetermined developer such as an organic solvent or a basic aqueous solution
  • a polymer precursor that initiates the reaction by the catalytic action of a base such as a compound having an epoxy group or a cyanate group and a polymer
  • first such a polymer precursor
  • the part which wants to leave the pattern on the coating film or molded object of the photosensitive resin composition which combined the base generator represented by said Formula (1) is exposed.
  • a basic substance is generated in the exposed area, the reaction of the compound having an epoxy group or cyanate group and a polymer in that area is initiated, and only the exposed area is cured.
  • the heating step for generating the basic substance and the heating step (post-exposure bake) for performing the reaction for curing only the exposed portion may be the same step or different steps.
  • thermosetting a desired negative two-dimensional resin pattern (general plane pattern) or a three-dimensional resin pattern (three-dimensionally shaped shape) is obtained.
  • the photosensitive resin composition of the present invention includes N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N— Dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoamide, N-acetyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethylsulfone, tetramethylenesulfone, dimethyltetramethylenesulfone, diethylene glycol dimethylether, cyclopentanone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -acetyl- After dissolving in a polar solvent such as ⁇ -butyrolactone, it is applied to the surface of a substrate such as a silicon wafer, a metal substrate, or a ceramic substrate by a dipping method, spray method, screen printing method, spin coating method, etc.
  • a polar solvent such as ⁇ -but
  • the thickness of the coating film is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 50 ⁇ m, and more preferably 1.0 to 20 ⁇ m from the viewpoint of sensitivity and development speed.
  • drying conditions for the applied coating include 80 to 100 ° C. and 1 to 20 minutes.
  • This coating film is irradiated with electromagnetic waves through a mask having a predetermined pattern, and is exposed to a pattern. After heating, the unexposed portion of the film is developed and removed with an appropriate developer to obtain a desired pattern. A patterned film can be obtained.
  • the exposure method and the exposure apparatus used in the exposure process are not particularly limited, and may be contact exposure or indirect exposure.
  • a projector or a radiation source that can irradiate ultraviolet rays, visible rays, X-rays, electron beams, or the like can be used.
  • the heating temperature for generating a heated base after exposure or simultaneously with exposure is appropriately selected depending on the polymer precursor to be combined and the purpose, and is not particularly limited. Heating by the temperature (for example, room temperature) of the environment where the photosensitive resin composition is placed may be used, and in that case, a base is gradually generated. Further, since the base is also generated by heat generated as a by-product during irradiation with electromagnetic waves, heating may be performed substantially simultaneously with the heat generated as a by-product during irradiation with electromagnetic waves. From the viewpoint of increasing the reaction rate and efficiently generating amine, the heating temperature for generating the base is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 100 ° C.
  • a preferable heat treatment temperature range is appropriately selected depending on the type of the epoxy resin, but is usually about 100 ° C. to 150 ° C.
  • the coating film of the photosensitive resin composition according to the present invention is a post-exposure bake (Post) between the exposure process and the development process in order to physically accelerate the crosslinking reaction or to perform a reaction to cure only the exposed area. It is preferable to perform exposure bake (PEB).
  • the PEB is a temperature at which the reaction rate of the curing reaction such as the imidation rate differs between the site where the base is present and the site where the base is not present without irradiation due to the action of the base generated by irradiation and heating of electromagnetic waves. It is preferable to carry out with.
  • the preferred heat treatment temperature range is usually about 60 ° C. to 200 ° C., more preferably 120 ° C. to 200 ° C.
  • the heat treatment temperature is lower than 60 ° C., the imidization efficiency is poor, and it becomes difficult to cause a difference in the imidization ratio between the exposed and unexposed areas under realistic process conditions.
  • the heat treatment temperature exceeds 200 ° C., imidization may proceed even in an unexposed portion where no amine is present, and it is difficult to cause a difference in solubility between the exposed portion and the unexposed portion.
  • This heat treatment may be any known method as long as it is a known method, and specific examples thereof include heating with a circulating oven under a nitrogen atmosphere or a hot plate, or the like, but is not particularly limited.
  • a base is generated from the base generator by irradiation with electromagnetic waves and heating, and the heating and PEB process for generating the base may be the same process or separate processes.
  • the developer used in the development step is not particularly limited as long as the solvent that changes the solubility of the irradiated site is used as the developer, and is appropriately selected according to the polymer precursor to be used, such as a basic aqueous solution or an organic solvent. It is possible to select.
  • the basic aqueous solution is not particularly limited.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • aqueous solution having a concentration of 0.01% by weight to 10% by weight, preferably 0.05% by weight to 5% by weight.
  • the aqueous solution include methacrylate, cyclohexylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, and tetramethylammonium.
  • the solute may be one type or two or more types, and may contain 50% or more of the total weight, more preferably 70% or more, and an organic solvent or the like as long as water is contained.
  • the organic solvent is not particularly limited, but polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ⁇ -butyrolaclone, dimethylacrylamide, methanol, Alcohols such as ethanol and isopropanol, esters such as ethyl acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone and methyl isobutyl ketone, other tetrahydrofuran, chloroform, acetonitrile and the like alone or Two or more types may be added in combination. After development, washing is performed with water or a poor solvent. Also in this case, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate may be added to water.
  • a patterned high heat resistant resin layer is formed by heating at a temperature of 180 to 500 ° C., preferably 200 to 350 ° C. for several tens of minutes to several hours.
  • reaction solution was filtered to remove potassium carbonate, and the reaction solution was concentrated under reduced pressure. After concentration, 50 mL of 1N aqueous sodium hydroxide solution was added and stirred for 12 hours. After completion of the reaction, triphenylphosphine oxide was removed by filtration. Thereafter, concentrated hydrochloric acid was added dropwise to the reaction solution to make the reaction solution acidic, and a precipitate was generated. The precipitate was collected by filtration and washed with a small amount of chloroform to obtain 3.8 g of 2,4-dihydroxy-cinnamic acid.
  • the synthesized base generators (1) to (16) and comparative base generator (1) were measured and evaluated as follows.
  • the results of molar extinction coefficient and 5% weight loss temperature are shown in Table 1.
  • Table 2 shows the results of the base generating ability.
  • the base generation rate is a percentage of the number of moles of base generated relative to the number of moles of the base generator used, and the base generation rates of the base generators (1) to (16) are determined by light irradiation. And the ratio of heating.
  • Base generation ability For each of the base generators (1) to (16), three 1 mg samples were prepared, and each was dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide in a quartz NMR tube. Using a filter that transmits 20% of i-line and a high-pressure mercury lamp, one was irradiated with light at 2 J / cm 2 , and the other was irradiated with light at 20 J / cm 2 . The remaining one was not irradiated with light. 1 H NMR of each sample was measured to determine the isomerization ratio. Base generator (1) is 5.1% isomerization when 2J / cm 2 irradiation was 34.0% isomerization when 20 J / cm 2 irradiation.
  • the base generators (1) to (16) of the present invention have a smaller molar extinction coefficient than the comparative base generator (1), but can generate a base efficiently.
  • the base generator (9) having a methoxy group introduced into the cinnamic acid derivative site is particularly sensitive and can generate a base efficiently.
  • the base generator (14) bonded with imidazole isomerizes very sensitively.
  • the base generator (14) bonded with imidazole is characterized by low heat resistance compared to other base generators, a compound having an epoxy group or an isocyanate group having a low drying temperature or a low baking temperature after exposure is used. It is thought that it is suitable to use for the compound which has.
  • a photosensitive resin composition (1) having the composition shown below was prepared.
  • Polyimide precursor (1) 8 parts by weight
  • Base generator (1) 2 parts by weight
  • the photosensitive resin composition (1) was spin-coated on a chromium-plated glass so as to have a final film thickness of 1 ⁇ m, and dried on a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes to obtain three coating films.
  • One film was exposed at 2 J / cm 2 in terms of i-line.
  • Another sheet was exposed in a pattern at 10 J / cm 2 in i-line conversion. The remaining one coating film was not exposed.
  • a photosensitive resin composition (2) having the following composition was prepared using the base generator (3).
  • Example 3 Preparation of photosensitive resin composition (3)
  • a photosensitive resin composition (3) was prepared in the same manner as in Example 2, except that the base generator (9) was used instead of the base generator (3) in Example 2.
  • Example 4 Preparation of photosensitive resin composition (4)
  • a photosensitive resin composition (4) was prepared in the same manner as in Example 2, except that the base generator (16) was used instead of the base generator (3) in Example 2.
  • Comparative Example 1 Preparation of comparative photosensitive resin composition (1)
  • a comparative photosensitive resin composition (1) was prepared in the same manner as in Example 2, except that the comparative base generator (1) was used instead of the base generator (3) in Example 2.
  • the photosensitive resin compositions (2), (3), (4) and the comparative photosensitive resin composition (1) were each spin-coated on a chrome-plated glass so as to have a final film thickness of 4 ⁇ m. Dry on a hot plate at 15 ° C. for 15 minutes, 5 coating films of photosensitive resin composition (2), 8 coating films of photosensitive resin compositions (3) and (4), respectively, and comparative photosensitivity 6 coating films of the conductive resin composition (1) were obtained. Except for one sheet, the entire surface was exposed with a high-pressure mercury lamp using a manual exposure machine. The four coating films of the photosensitive resin composition (2) were each exposed at 0, 500, 700, and 4000 mJ / cm 2 .
  • the seven coating films of the photosensitive resin compositions (3) and (4) were respectively exposed at 0, 10, 30, 50, 100, 300, and 1000 mJ / cm 2 .
  • the five coating films of the comparative photosensitive resin composition (1) were exposed at 0, 500, 1000, 2000, and 4000 mJ / cm 2 , respectively.
  • the remaining one sheet was exposed in a pattern. Thereafter, each coating film was heated at 155 ° C. for 10 minutes.
  • FIG. 1 shows the results of plotting the amount of decrease in peak intensity due to heating, based on the peak intensity of 1605 cm ⁇ 1 derived from the precursor before measurement. 1 that for Example 1, the difference in the imidization ratio between the two samples is maximum at around 160 ° C. Moreover, the spectrum derived from the polyimide precursor disappeared with the heating, and the peak derived from the polyimide appeared, so that it was confirmed that the reaction from the polyimide precursor to the polyimide proceeded.
  • the photosensitive resin compositions (3) and (4) of the present invention have a normalized film thickness of about 1 at 50 mJ / cm 2
  • the photosensitive resin composition (2) of the present invention has a normalized film of 500 mJ / cm 2.
  • the thickness was about 1.
  • Comparative photosensitive resin composition (1) is 500 mJ / in cm 2 residual film ratio is 0, the normalized thickness at 1000 mJ / cm 2 was about 1.
  • the photosensitive resin composition of the present invention proceeds with imidization with a small exposure amount as compared with the comparative photosensitive resin composition, and it was shown that the sensitivity was high. It has been clarified that imidization proceeds with a particularly small exposure amount in the photosensitive resin compositions (3) and (4) of the present invention.
  • tetramethylammonium hydroxide 2.38weight% aqueous solution and isopropanol are 9: 1. It was immersed in the mixed solution. As a result, a pattern was obtained in which the exposed portion remained undissolved in the developer. Furthermore, it was heated at 350 ° C. for 1 hour to perform imidization. From this result, it became clear that the photosensitive resin composition of the present invention can form a good pattern.
  • the photosensitive resin composition (2) of the present invention formed a pattern at 500 mJ / cm 2
  • the photosensitive resin compositions (3) and (4) formed a pattern at 100 mJ / cm 2 .
  • the comparative photosensitive resin composition (1) was tested in the same manner, a pattern was finally formed at 2000 mJ / cm 2 .
  • Two photosensitive resin compositions (5) and (6) weighing 500 mg each were prepared. Using a manual exposure machine, one side was exposed to 100 J / cm 2 in terms of i-line. All four examiners were heated at 160 ° C. for 30 minutes. As a result of NMR measurement of the sample after heating, formation of a new peak was confirmed in the sample irradiated with both the photosensitive resin compositions (5) and (6). Formation was not confirmed.
  • the photosensitive resin compositions (5) and (6) were each spin-coated on a chrome-plated glass so as to have a final film thickness of 0.5 ⁇ m and dried on a hot plate at 80 ° C. for 15 minutes, Two coating films of each photosensitive resin composition were obtained. About one sheet of the coating film of each photosensitive resin composition, 10 J / cm ⁇ 2 > whole surface exposure was performed with the high pressure mercury lamp using the manual exposure machine. Thereafter, each coating film was heated at 160 ° C. for 30 minutes.
  • Photosensitivity comprising 100 parts by weight of hexamethylene diisocyanate (manufactured by Kanto Chemical) as the isocyanate resin, 150 parts by weight of polytetrahydrofuran (manufactured by Aldrich) as the resin having a hydroxyl group, 10 parts by weight of the base generator (3), and 500 parts by weight of tetrahydrofuran.
  • Resin composition (7) was prepared.
  • the photosensitive resin composition (7) was spin-coated on chrome-plated glass to a final film thickness of 0.5 ⁇ m, and dried on a hot plate at 60 ° C. for 5 minutes to apply the photosensitive resin composition. One film was obtained. The obtained coating film was subjected to 1 J / cm 2 overall exposure with a high-pressure mercury lamp using a manual exposure machine. Then, when it heated at 120 degreeC for 10 minute (s) and cooled to room temperature, the low-elasticity solid substance was obtained and it confirmed that hardening with an isocyanate group and a hydroxyl group advanced.
  • Example 8 Preparation of photosensitive resin composition (8)
  • 100 parts by weight of the alkoxysilane condensate (1) and 10 parts by weight of the base generator (3) were mixed and then dissolved in 500 parts by weight of tetrahydrofuran as a solvent to prepare a photosensitive resin composition (8).
  • the photosensitive resin composition (8) was spin-coated on chrome-plated glass to a final film thickness of 0.5 ⁇ m, and dried on an 80 ° C. hot plate for 5 minutes to apply the photosensitive resin composition. Two films were obtained. About one sheet of the coating film of each photosensitive resin composition, 10 J / cm ⁇ 2 > whole surface exposure was performed with the high pressure mercury lamp using the manual exposure machine. Thereafter, each of the exposed coating film and the unexposed coating film was heated at 120 ° C. for 30 minutes. Infrared absorption spectrum measurement was performed on each sample before and after heating.

Abstract

本発明は、下記式(1)で表される電磁波の照射と加熱により塩基を発生する塩基発生剤に関する。本発明は、感度に優れ高分子前駆体の種類を問わずに利用可能な塩基発生剤であり、本発明の塩基発生剤を含む感光性樹脂組成物は、露光部と未露光部とで大きな溶解性コントラストが得られ、形状が良好なパターンを得ることができる。

Description

塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品
 本発明は、電磁波の照射及び加熱により塩基を発生する塩基発生剤、及び当該塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物に関し、特に、電磁波によるパターニング工程、又は硬化促進工程を経て形成される製品又は部材の材料として好適に利用することが出来る感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、パターン形成方法、及び、当該樹脂組成物を用いて作製した物品に関するものである。
 感光性樹脂組成物は、例えば、電子部品、光学製品、光学部品の成形材料、層形成材料又は接着剤などに用いられ、特に、電磁波によるパターニング工程を経て形成される製品又は部材に好適に利用されてきている。
 例えば、高分子材料であるポリイミドは、耐熱性、寸法安定性、絶縁特性といった性能が有機物の中でもトップクラスの性能を示すため、電子部品の絶縁材料等へ広く適用され、半導体素子の中のチップコーティング膜や、フレキシブルプリント配線板の基材などとして盛んに利用されてきている。
 また、近年、ポリイミドの有する課題を解決する為に、ポリイミドと類似の加工工程が適用される低吸水性で低誘電率を示すポリベンゾオキサゾールや、基板との密着性に優れるポリベンゾイミダゾール等も精力的に研究されている。
 一般にポリイミドは溶媒への溶解性に乏しく、加工が困難なため、ポリイミドを所望の形状にパターニングする方法として、溶媒溶解性に優れるポリイミド前駆体の状態で露光と現像によるパターニングを行い、その後、熱処理等によりイミド化を行いポリイミドのパターンを得るという方法がある。
 ポリイミド前駆体を利用して、パターンを形成する手段として、種々の方法が提案されている。その代表的なものは以下の二つである。
 (1)ポリイミド前駆体にはパターン形成能力がなく、ポリイミド前駆体上に感光性樹脂をレジスト層として設けることによりパターンを形成する方法
 (2)ポリイミド前駆体自身に感光性部位を結合や配位させて導入し、その作用により、パターンを形成する方法。または、ポリイミド前駆体に感光性成分を混合し樹脂組成物とし、その感光性成分の作用でパターンを形成する方法。
 上記(2)を用いるパターニング手法の代表的なものとしては、(i)ポリイミド前駆体のポリアミック酸に電磁波の露光前は溶解抑止剤として作用し、露光後はカルボン酸を形成し溶解促進剤となるナフトキノンジアジド誘導体を混合し、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法や(特許文献1)、(ii)ポリイミド前駆体にエステル結合またはイオン結合を介してメタクリロイル基を導入し、そこに光ラジカル発生剤を添加し、露光部を架橋させることで露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法などが実用化されている(特許文献2)。
 (2)の手法は、(1)の方法と比べ、レジスト層が必要ないため大幅にプロセスを簡略化させることができるが、(i)の方法では、溶解性コントラストを高めるためにナフトキノンジアジド誘導体の添加量を増加させると、ポリイミド本来の物性が得られなくなるという問題があった。また(ii)の方法では、ポリイミド前駆体の構造が制約されてしまうという問題があった。
 この他のパターニング手法としては、(iii)ポリイミド前駆体のポリアミック酸に、光塩基発生剤を混合し、露光後加熱することで露光によって発生した塩基の作用によって環化を進行させ、現像液に対する溶解性を低下させることで、露光部と未露光部の現像液に対する溶解速度のコントラストを大きくすることでパターン形成を行い、その後にイミド化を行い、ポリイミドパターンを得る手法が報告されている(特許文献3)。
 光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物としては、その他に、エポキシ系化合物を用いた例がある(例えば、特許文献4)。光塩基発生剤に光を照射することによってエポキシ系化合物を含む層中でアミン類を発生させることで、アミン類が開始剤あるいは触媒として作用し、露光部だけエポキシ系化合物を硬化させることができ、パターン形成を行うことができる。
特開昭52-13315号公報 特開昭54-145794号公報 特開平8-227154号公報 特開2003-212856号公報
 光塩基発生剤を用いた感光性樹脂組成物は、既存の高分子前駆体に、光塩基発生剤を一定比率で混合するだけで感光性高分子前駆体を得ることができるため、樹脂組成物を製造するプロセスが簡便である。特に、従来用いる前駆体化合物の構造が制約されたポリイミド前駆体にとっては、種々の構造のポリイミド前駆体に適用できるため汎用性が高いという利点がある。しかし、従来の光塩基発生剤は感度が低いため、電磁波の照射量が多くなってしまうという問題があった。電磁波の照射量が多くなってしまうと、単位時間の処理量(スループット)が低下する問題もあった。
 また、例えばポリイミド前駆体と組み合わせる場合、露光により発生した塩基による触媒作用によって露光部のみがイミド化し、その部分が現像液に不溶になるというメカニズムから、現像液に対する溶解性がもともと大きいポリイミド前駆体については、露光部も溶解速度が早く、露光部、未露光部の溶解性のコントラストを大きくすることに限界があった。
 露光部と未露光部の間で溶解性のコントラストが大きければ大きいほど現像後の残膜率が大きく、更に形状も良好なパターンを得ることができるが、従来の感光性組成物では、現像液の濃度や光塩基発生剤の量を調整したり、溶解促進剤の添加が必要であり、プロセスマージンが小さくなってしまっていた。
 本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その主目的は、感度に優れ、高分子前駆体の種類を問わずに利用可能な塩基発生剤、及び感度に優れ、高分子前駆体の種類を問わず、露光部と未露光部とで大きな溶解性コントラストが得られ、結果的に十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる感光性樹脂組成物を提供することにある。
 本発明に係る塩基発生剤は、下記化学式(1)で表わされ且つ電磁波の照射と加熱により、塩基を発生することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 (式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。但し、R及びRの少なくとも1つは1価の有機基である。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R、R、R及びRは、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
 前記化学式(1)で表される塩基発生剤は、上記特定の構造を有することにより、電磁波の照射と加熱を組み合わせて、少ない電磁波照射量で塩基性物質を発生するため、感度が高く、高分子前駆体の種類を問わずに利用可能で、汎用性の高い塩基発生剤である。
 また、本発明に係る感光性樹脂組成物は、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体、及び、上記本発明に係る塩基発生剤を含有することを特徴とする。
 本発明に係る感光性樹脂組成物は、前記化学式(1)で表され且つ電磁波の照射と加熱により塩基を発生する塩基発生剤を、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体に組み合わせたことにより、感度に優れ、高分子前駆体の種類を問わず、露光部と未露光部とで大きな溶解性コントラストが得られ、結果的に十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる。
 本発明において、前記塩基発生剤は、発生する塩基が、アミド結合を形成可能なNH基を1つ有する2級アミン及び/又は複素環式化合物であることが、塩基発生剤としての感度が高くなる上、塩基性が強く、触媒効果が大きい点から好ましい。
 本発明において、前記塩基発生剤は、前記式(1)において、R、R、R及びRの少なくとも1つが、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であるか、或いは、R、R、R及びRの2つ以上が結合して、R、R、R及びRが結合しているベンゼン環と縮合環を形成していることが、所望の波長を吸収させたり、溶解性や組み合わせる高分子前駆体との相溶性が向上するように調整できる点から好ましい。
 本発明において、前記塩基発生剤は、発生する塩基の沸点が25℃以上であり、350℃における重量減少が80%以上であることが、好ましい。発生する塩基の沸点が25℃以上であると室温での取り扱いが容易になり、350℃における重量減少が80%以上であると、硬化後の高分子中に塩基が残存するのを抑制しやすいからである。
 本発明において、前記塩基発生剤は、発生する塩基の構造が下記式(2)で表されることが、塩基発生剤としての感度が高くなる上、塩基性が強く、触媒効果が大きい点から好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(2)中、R及びRは、それぞれ独立に、1価の有機基であり、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数4~12のシクロアルキル基である。R及びRは、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
 本発明において、前記塩基発生剤は、365nm、405nm、又は436nmの電磁波の波長のうち少なくとも一つの波長に吸収を有することが、適用可能な高分子前駆体の種類がさらに増える点から好ましい。
 本発明に係る感光性樹脂組成物において、前記高分子前駆体としては、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、又はチイラン基を有する化合物及び高分子、ポリシロキサン前駆体、ポリイミド前駆体、並びにポリベンゾオキサゾール前駆体よりなる群から選択される1種以上が好適に用いられる。
 本発明に係る感光性樹脂組成物において、前記高分子前駆体は、塩基性溶液に可溶であることが、露光部と未露光部の溶解性コントラストを大きくできる点から好ましい。
 本発明の一実施形態においては、感光性樹脂組成物の高分子前駆体として、ポリアミック酸のようなポリイミド前駆体、又は、ポリベンゾオキサゾール前駆体を用いることができる。このような高分子前駆体を用いると、耐熱性、寸法安定性、及び絶縁特性等の物性に優れた感光性樹脂組成物を得ることができる。前記ポリイミド前駆体は、ポリアミック酸であることが、原料の入手が容易な点から好ましい。
 また、本発明は、上記本発明に係る感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料を提供する。
 さらに本発明は、上記感光性樹脂組成物を用いるパターン形成方法を提供する。
 本発明に係るパターン形成方法は、上記感光性樹脂組成物を用いて塗膜又は成形体を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定パターン状に電磁波を照射し、照射後又は照射と同時に加熱し、前記照射部位の溶解性を変化させた後、現像することを特徴とする。
 上記パターン形成方法においては、高分子前駆体と、塩基発生剤として上記式(1)で表されるような化合物とを組み合わせて用いることにより、感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体の表面を現像液から保護するためのレジスト膜を用いずに、現像を行うパターン形成が可能である。
 また、本発明は、上記感光性樹脂組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、塗料、シール剤、接着剤、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、光学部材又は建築材料のいずれかの物品も提供する。
 本発明の塩基発生剤は、式(1)で表される構造を有することにより、電磁波の照射により塩基が発生し、さらに加熱により塩基の発生が促進されるため、従来用いられていた光塩基発生剤と比べて優れた感度を有する。また、感光性樹脂組成物に用いる際には高分子前駆体の種類を問わずに組み合わせて利用可能である。
 本発明の感光性樹脂組成物は、含まれる式(1)で表される塩基発生剤が、従来用いられていた光塩基発生剤と比べて優れた感度を有するため、感度の高い感光性樹脂組成物である。本発明の感光性樹脂組成物は、電磁波の照射と加熱により、塩基発生剤由来の塩基による高分子前駆体の溶解性の変化に加えて、塩基発生剤も塩基が発生する際にフェノール性水酸基が失われることにより塩基性水溶液に対する溶解性が変化するため、露光部、未露光部の溶解性の差をさらに大きくすることが可能である。露光部と未露光部とで大きな溶解性コントラストが得られる結果、十分なプロセスマージンを保ちつつ、形状が良好なパターンを得ることができる。
 さらに本発明の感光性樹脂組成物においては、酸と異なり塩基が金属の腐食を起こさないため、より信頼性の高い硬化膜を得ることが出来る。
 また、パターン形成工程に加熱工程を含む場合、本発明の感光性樹脂組成物は、塩基の発生を促進させる加熱において、前記加熱工程を利用することが可能であり、当該加熱工程を利用する分、電磁波の照射量を少なくできる利点を有する。そのためこの様な加熱工程を含む工程で用いる場合、本発明の感光性樹脂組成物は、電磁波照射のみで塩基を発生させる従来の樹脂組成物と比べ、工程の合理化も可能となる。
図1は、感光性樹脂組成物(1)を用いて作成した全面露光した塗膜及び未露光の塗膜の紫外線照射後の熱硬化温度と、ポリイミド前駆体の残存量の関係を示すグラフである。 図2は、感光性樹脂組成物(2)、(3)、及び(4)並びに比較感光性樹脂組成物(1)を用いて作成した、露光量と残膜率の関係を示すグラフである。
 以下、本発明について詳しく説明する。
 なお、本発明において(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味し、(メタ)アクリルとは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
 また、本発明において、電磁波とは、波長を特定した場合を除き、可視及び非可視領域の波長の電磁波だけでなく、電子線のような粒子線、及び、電磁波と粒子線を総称する放射線又は電離放射線が含まれる。本明細書では、電磁波の照射を露光ともいう。なお、波長365nm、405nm、436nmの電磁波をそれぞれ、i線、h線、g線とも表記することがある。
 <塩基発生剤>
 本発明に係る塩基発生剤は、下記式(1)で表わされ、且つ電磁波の照射と加熱により、塩基を発生する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。但し、R及びRの少なくとも1つは1価の有機基である。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R、R、R及びRは、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
 本発明の塩基発生剤は、光塩基発生剤の1種であり、電磁波が照射されるだけでも塩基を発生するが、適宜加熱をすることにより、塩基の発生が促進される。本発明の塩基発生剤は、電磁波の照射と加熱を組み合わせることにより、少ない電磁波照射量で、効率的に塩基を発生することが可能であり、従来の所謂光塩基発生剤と比べて高い感度を有する。なお、光塩基発生剤とは、常温常圧の通常の条件下では活性を示さないが、外部刺激として電磁波が加えられると、塩基を発生する剤をいう。
 本発明に係る塩基発生剤は、上記特定構造を有するため、電磁波が照射されることにより、下記式で示されるように、式(1)中の(-CH=CH-C(=O)-)部分がシス体へと異性化し、さらに加熱によって環化し、塩基(NHR)を生成する。塩基の触媒作用によって、高分子前駆体が最終生成物となる際の反応が開始される温度を下げたり、高分子前駆体が最終生成物となる硬化反応を開始することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 化学式(1)で表される塩基発生剤は、環化することで、フェノール性水酸基を消失し、溶解性が変化し、塩基性水溶液等の場合には溶解性が低下する。これにより、本発明に係る感光性樹脂組成物に含まれる高分子前駆体がポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体である場合、当該前駆体の最終生成物への反応による溶解性の低下を更に補助する機能を有し、露光部と未露光部の溶解性コントラストを大きくすることが可能となる。
 R及びRは、それぞれ、独立に水素原子又は1価の有機基であるが、R及びRのうち少なくとも1つは1価の有機基である。また、NHRは、塩基(本発明においては、「塩基性物質」を単に、塩基という。)であるが、R及びRは、それぞれ、アミノ基を含まない有機基であることが好ましい。R及びRに、アミノ基が含まれてしまうと、塩基発生剤自体が塩基性物質となり、高分子前駆体の反応を促進してしまい、露光部と未露光部での溶解性コントラストの差が小さくなってしまう恐れがある。但し、例えば、R及びRの有機基中に存在する芳香環にアミノ基が結合している場合のように、電磁波の照射と加熱後に発生する塩基との塩基性と差が生じる場合には、R及びRの有機基にアミノ基を含まれていても用いることができる場合もある。
 1価の有機基としては、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及び飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。これらの有機基は、当該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、これらは、直鎖状でも分岐状でも良い。
 また、R及びRは、それらが結合して環状構造になっていても良い。
 環状構造は、飽和又は不飽和の脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環、並びに当該脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環よりなる群から選ばれる2種以上が組み合されてなる構造であっても良い。
 前記R及びRの有機基中の炭化水素基以外の結合としては、特に限定されず、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(-N=C(-R)-、-C(=NR)-:ここでRは水素原子又は1価の有機基)、カーボネート結合、スルホニル結合等が挙げられる。
 前記R及びRの有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、特に限定されず、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、カルボキシル基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基、アミノ基(-NH2, -NHR, -NRR':ここで、R及びR'はそれぞれ独立に炭化水素基)等が挙げられる。これらの基は、直鎖、分岐、及び環状のいずれでも良い。
 前記R及びRの有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基が好ましい。
 生成する塩基はNHRであるため、1級アミン、2級アミン、又は複素環式化合物が挙げられる。またアミンには、それぞれ、脂肪族アミン及び芳香族アミンがある。なお、ここでの複素環式化合物は、NHRが環状構造を有し且つ芳香族性を有しているものをいう。芳香族複素環式化合物ではない、非芳香族複素環式化合物は、ここでは脂環式アミンとして脂肪族アミンに含まれる。
更に、生成するNHRは、アミド結合を形成可能なNH基を1つだけ有するモノアミン等の塩基だけでなく、ジアミン、トリアミン、テトラアミン等のアミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有する塩基であってもよい。生成するNHRがNH基を2つ以上有する塩基の場合としては、前記式(1)のR及び/又はRの1つ以上の末端に、アミド結合を形成可能なNH基を有する塩基を電磁波の照射と加熱により発生するような光潜在性部位が更に結合している構造が挙げられる。上記光潜在性部位としては、前記式(1)のR及び/又はRの1つ以上の末端に、式(1)のR及び/又はRを除いた残基が更に結合している構造が挙げられる。
 生成するNHRのうち、脂肪族1級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、sec-ブチルアミン、tert-ブチルアミン、ペンチルアミン、イソアミルアミン、tert-ペンチルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、シクロヘプタンアミン、オクチルアミン、2-オクタンアミン、2,4,4-トリメチルペンタン-2-アミン、シクロオクチルアミン等が挙げられる。
 芳香族1級アミンとしては、アニリン、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、及び4-アミノフェノール等が挙げられる。
 脂肪族2級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルメチルアミン、アジリジン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、アゼパン、アゾカン、メチルアジリジン、ジメチルアジリジン、メチルアゼチジン、ジメチルアゼチジン、トリメチルアゼチジン、メチルピロリジン、ジメチルピロリジン、トリメチルピロリジン、テトラメチルピロリジン、メチルピペリジン、ジメチルピペリジン、トリメチルピペリジン、テトラメチルピペリジン、ペンタメチルピペリジン等が挙げられ、中でも脂環式アミンが好ましい。
 芳香族2級アミンとしては、メチルアニリン、ジフェニルアミン、及びN-フェニル-1-ナフチルアミンが挙げられる。また、アミド結合を形成可能なNH基を有する芳香族複素環式化合物としては、塩基性の点から分子内にイミノ結合(-N=C(-R)-、-C(=NR)-:ここでRは水素原子又は1価の有機基)を有することが好ましく、イミダゾール、プリン、トリアゾール、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
 アミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有する塩基としてはエチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,7-ヘプタンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン等の直鎖状脂肪族アルキレンジアミン;1-ブチル-1,2-エタンジアミン、1,1-ジメチル-1,4-ブタンジアミン、1-エチル-1,4-ブタンジアミン、1,2-ジメチル-1,4-ブタンジアミン、1,3-ジメチル-1,4-ブタンジアミン、1,4-ジメチル-1,4-ブタンジアミン、2,3-ジメチル-1,4-ブタンジアミン等の分岐状脂肪族アルキレンジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジメチルアミン、トリシクロデカンジメチルアミン、メンセンジアミン等の脂環式ジアミン;p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン、4,4'-ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ジアミン;ベンゼントリアミン、メラミン、2,4,6-トリアミノピリミジン等のトリアミン;2,4,5,6-テトラアミノピリミジン等のテトラアミンを挙げることができる。
 R及びRの位置に導入される置換基によって、生成する塩基の熱物性や塩基性度が異なる。
 高分子前駆体から最終生成物への反応に対する反応開始温度を低下させる等の触媒作用は、塩基性の大きい塩基性物質の方が触媒としての効果が大きく、より少量の添加で、より低い温度での最終生成物への反応が可能となる。一般に1級アミンよりは2級アミンの方が塩基性は高く、その触媒効果が大きい。
 また、芳香族アミンよりも脂肪族アミンの方が塩基性が強いため好ましい。
また、本発明で発生する塩基が、2級アミン及び/又は複素環式化合物である場合には、塩基発生剤としての感度が高くなる点から好ましい。これは、2級アミンや複素環式化合物を用いることで、アミド結合部位の活性水素がなくなり、このことにより、電子密度が変化し、異性化の感度が向上するからではないかと推定される。
 また、脱離する塩基の熱物性、及び塩基性度の点から、R及びRの有機基は、それぞれ独立に炭素数1~20が好ましく、更に炭素数1~12が好ましく、特に炭素数1~8であることが好ましい。
 また、化学式(1)で表される塩基発生剤から生ずる塩基は、アミド結合を形成可能なNH基を1つ有するものであることが好ましい。発生する塩基がアミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有する場合には、塩基発生剤において、電磁波の照射と加熱により切断されるアミド結合を2つ以上有することになり、例えば桂皮酸誘導体残基のような吸光団が1分子に2つ以上存在することになる。このような場合には、通常分子量が大きくなるため、溶剤溶解性が悪くなるという問題がある。また、吸光団を1分子内に2つ以上有する場合、吸光団と塩基が結合しているアミド結合が1つ切断されれば塩基になるが、吸光団を未だ含むような塩基は分子量が大きいため、拡散性が悪くなり、塩基発生剤として用いる場合の感度が悪くなってしまう。更に、塩基発生剤を合成する際、吸光団が1つの場合には、相対的に安価な塩基を過剰量加えて合成するが、吸光団が2つ以上の場合には、相対的に高価な吸光団部分の原料を過剰量加える必要がある。また、アミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有するような塩基の場合、合成後の精製が困難であるという問題もある。中でも特に、ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体と組み合わせる場合には、アミド結合を形成可能なNH基を1つ有するものであることが好ましい。
 一方、エポキシ系化合物やイミダゾール系化合物と組み合わせる場合には、化学式(1)で表される塩基発生剤から生ずる塩基は、アミド結合を形成可能なNH基を2つ以上有するものであるものも、硬化促進剤としてだけでなく硬化剤としても機能することが可能な点から好適に用いることができる。
 発生する2級アミン及び/又は複素環式化合物の構造としては、中でも、下記式(2)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式(2)中、R及びRは、それぞれ独立に、1価の有機基であり、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数4~12のシクロアルキル基である。R及びRは、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
 式(2)のR及びRにおいて、アルキル基は直鎖でも分岐でも良い。アルキル基としては更に炭素数1~8であることが好ましく、シクロアルキル基としては更に炭素数4~10であることが好ましい。また、R及びRが結合して置換基を有しても良い炭素数4~12の環状構造となっている脂環式アミンも好ましい。また、R及びRが結合して置換基を有しても良い炭素数2~12の環状構造となっている複素環式化合物も好ましい。
 R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R、R、R及びRは、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。
 ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素などが挙げられる。
 1価の有機基としては、特に制限がなく、飽和又は不飽和アルキル基、飽和又は不飽和シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、及び飽和又は不飽和ハロゲン化アルキル基、シアノ基等が挙げられる。これらの有機基は、当該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでよく、これらは、直鎖状でも分岐状でも良い。
 前記R~Rの有機基中の炭化水素基以外の結合としては、特に限定されず、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、カーボネート結合、スルホニル結合等が挙げられる。
 前記R~Rの有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、特に限定されず、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、ニトロ基、カルボキシル基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基、アミノ基(-NH2, -NHR, -NRR':ここで、R及びR'はそれぞれ独立に炭化水素基)等が挙げられる。これらの基は、直鎖、分岐、及び環状のいずれでも良い。
 中でも、R~Rの有機基中の炭化水素基以外の置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、シアノ基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、飽和又は不飽和アルキルエーテル基、飽和又は不飽和アルキルチオエーテル基、アリールエーテル基、及びアリールチオエーテル基が好ましい。
 また、R~Rは、それらのうち2つ以上が結合して環状構造になっていても良い。
 環状構造は、飽和又は不飽和の脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環、並びに当該脂環式炭化水素、複素環、及び縮合環よりなる群から選ばれる2種以上が組み合されてなる構造であっても良い。例えば、R~Rは、それらの2つ以上が結合して、R~Rが結合しているベンゼン環の原子を共有してナフタレン、アントラセン、フェナントレン、インデン等の縮合環を形成していても良い。
 本発明においては本発明の置換基R~Rに、置換基を1つ以上導入することが好ましい。すなわち、R、R、R及びRの少なくとも1つが、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であることが好ましい。置換基R~Rに、上記のような置換基を少なくとも1つ導入することにより、吸収する光の波長を調整することが可能であり、置換基を導入することで所望の波長を吸収させるようにすることもできる。芳香族環の共役鎖を伸ばすような置換基を導入することにより、吸収波長を長波長にシフトすることができる。また、溶解性や組み合わせる高分子前駆体との相溶性が向上するようにすることもできる。これにより、組み合わせる高分子前駆体の吸収波長も考慮しながら、感光性樹脂組成物の感度を向上させることが可能である。
 所望の波長に対して吸収波長をシフトさせる為に、どのような置換基を導入したら良いかという指針として、Interpretation of the Ultraviolet Spectra of Natural Products(A.I.Scott 1964)や、有機化合物のスペクトルによる同定法第5版(R.M.Silverstein 1993)に記載の表を参考にすることができる。
 R~Rとしては、炭素数1~10のアルキル基、炭素数4~13のシクロアルキル基、炭素数4~13のシクロアルケニル基、炭素数7~16のアリールオキシアルキル基(-ROAr基)、炭素数7~20のアラルキル基、シアノ基をもつ炭素数2~11のアルキル基、水酸基をもつ炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数2~11のアミド基、炭素数1~10のアルキルチオ基(-SR基)、炭素数1~10のアシル基、炭素数2~11のエステル基、炭素数6~20のアリール基、電子供与性基及び/又は電子吸引性基が置換した炭素数6~20のアリール基、電子供与性基及び/又は電子吸引性基が置換したベンジル基、シアノ基、及びメチルチオ基(-SCH)等が好ましい。また、上記のアルキル部分は直鎖でも分岐状でも環状でも良い。
 また、R~Rとしては、それらの2つ以上が結合して、R~Rが結合しているベンゼン環の原子を共有してナフタレン、アントラセン、フェナントレン、インデン等の縮合環を形成している場合も、吸収波長が長波長化する点から好ましい。
 また、本発明に係る塩基発生剤において、R、R、R及びRの少なくとも1つが水酸基である場合、R、R、R及びRに水酸基を含まない化合物と比べ、塩基性水溶液等に対する溶解性の向上、および吸収波長の長波長化が可能な点から好ましい。また、特にRがフェノール性水酸基である場合、シス体に異性化した化合物が環化する際の反応サイトが増えるため、環化しやすくなる点から好ましい。
 化学式(1)で表される構造は、トランス体及び/又はシス体であり、トランス体のみを用いても良いし、トランス体とシス体の混合物を用いても良いが、溶解性コントラストを高められる点から、トランス体の割合が90~100%であることが好ましく、トランス体のみを用いることがより好ましい。
 上記化学式(1)で表される塩基発生剤は、ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体と組み合わせて用いられる場合には、加熱して初期の重量から5%重量が減少したときの温度(5%重量減少温度)が100℃以上であることが好ましい。ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体の場合、塗膜を形成する際にN-メチル-2-ピロリドンなどの高沸点溶媒を用いる必要があるが、このように5%重量減少温度が高い場合には残留溶媒の影響が少なくなるような乾燥条件で塗膜を形成することができる。これにより、残留溶媒の影響による露光部と未露光部での溶解性コントラストの減少を抑制することができる。
 また、本発明の感光性樹脂組成物を用いた製品中に本発明の塩基発生剤に由来する不純物が残存しないことが好ましいため、本発明の塩基発生剤は、現像後に行う加熱のプロセス(例えば、組み合わせる高分子がポリイミド前駆体の場合、イミド化のプロセス)で分解、又は揮発してしまうことが好ましい。具体的には、初期の重量から50%重量が減少したときの温度(50%重量減少温度)が400℃以下であることが好ましく、更に350℃以下であることが好ましい。また、発生する塩基の沸点が25℃以上であることが、室温での取り扱い性が良好になることから好ましい。発生する塩基の沸点が25℃以上でない場合には、塗膜とした際に、特に乾燥時に生成したアミンが蒸発しやすくなってしまうため作業が困難となる恐れがある。
 前記式(1)で表される塩基発生剤を用いる際の、塩基を発生させるための加熱温度としては、組み合わせる高分子前駆体や目的により適宜選択され、特に限定されない。塩基発生剤が置かれた環境の温度(例えば、室温)による加熱であっても良く、その場合、徐々に塩基が発生する。また、電磁波の照射時に副生される熱によっても塩基が発生するため、電磁波の照射時に副生される熱により実質的に加熱も同時に行われても良い。反応速度を高くし、効率よく塩基を発生させる点から、塩基を発生させるための加熱温度としては、30℃以上であることが好ましく、更に好ましくは60℃以上、より更に好ましくは100℃以上、特に好ましくは120℃以上である。しかしながら、組み合わせて用いられる高分子前駆体によっては、例えば60℃以上の加熱で未露光部についても硬化するものもあるので、好適な加熱温度は、上記に限定されない。
 また、前記式(1)で表される塩基発生剤の塩基発生以外の分解を防ぐために、300℃以下で加熱することが好ましい。
 前記式(1)で表される塩基発生剤は電磁波の照射のみでも塩基を発生するが、適宜加熱することにより塩基の発生が促進される。従って、効率的に塩基を発生させるために、前記式(1)で表される塩基発生剤を用いる際には、露光後又は露光と同時に加熱を行うことにより塩基を発生する。露光と加熱を交互に行ってもよい。最も効率が良い方法は、露光と同時に加熱する方法である。
 本発明の化学式(1)で表される塩基発生剤の合成方法を、2-ヒドロキシ桂皮酸アミドを例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の塩基発生剤は、複数の従来公知の合成ルートで合成することができる。
 2-ヒドロキシ桂皮酸アミドは、例えば、2-ヒドロキシ桂皮酸とシクロヘキシルアミンを反応させることにより合成できる。1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩等の縮合剤存在下、2-ヒドロキシ桂皮酸とシクロヘキシルアミンをテトラヒドロフランに溶解し、撹拌することで目的物を得ることができる。
 各置換基を導入した桂皮酸の合成は、対応する置換基を有するヒドロキシベンズアルデヒドにwittig反応または、Knoevenagel反応、又はPerkin反応を行うことで合成できる。
 本発明の化学式(1)で表される塩基発生剤は、高分子前駆体が最終生成物となるための塩基発生の機能を十分に発揮させるために、露光波長の少なくとも一部に対して吸収を有する必要がある。一般的な露光光源である高圧水銀灯の波長としては、365nm、405nm、436nmがある。このため、本発明の化学式(1)で表される塩基発生剤は、少なくとも365nm、405nm、436nmの波長の電磁波のうち少なくとも1つの波長の電磁波に対して吸収を有することが好ましい。このような場合、適用可能な高分子前駆体の種類がさらに増える点から好ましい。
 前記化学式(1)で表される塩基発生剤は、そのモル吸光係数が、電磁波の波長365nmにおいて100以上、又は405nmにおいて1以上であることが、適用可能な高分子前駆体の種類がさらに増える点から好ましい。
 なお、本発明の化学式(1)で表される塩基発生剤が前記波長領域に吸収を有することは、当該波長領域に吸収をもたない溶媒(例えば、アセトニトリル)に、化学式(1)で表される塩基発生剤を1×10-4mol/L以下の濃度(通常、1×10-4mol/L~1×10-5mol/L程度。適度な吸収強度となるように、適宜、調節してもよい。)で溶解し、紫外可視分光光度計(例えば、UV-2550(株)島津製作所製))により吸光度を測定することにより明らかにすることができる。
 上記本発明に係る化学式(1)で表される塩基発生剤は、従来用いられていた光塩基発生剤と比べて優れた感度を有するため、種々に応用が可能である。後で詳細に説明する、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体と組み合わせることに限られず、酸-塩基指示薬等の塩基により構造や物性が変化する化合物と組み合わせて、種々の感光性組成物を形成することができる。このような感光性組成物は、塗料、印刷インキ、シール剤、又は接着剤、或いは、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム(Micro Electro Mechanical System(MEMS))、光学部材又は建築材料の形成材料として用いることができる。
 例えば、光塩基発生剤と酸-塩基指示薬とを少なくとも含む画像形成層を、基材上に被覆又は基材に含浸させてなる画像形成媒体において、画像形成層を露光すると、前記光塩基発生剤が、酸-塩基指示薬と反応する塩基を生成し、画像が形成されることを特徴とする画像形成媒体のような表示装置などにも応用することができる。
 <感光性樹脂組成物>
 本発明に係る感光性樹脂組成物は、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体、及び、前記本発明に係る下記化学式(1)で表わされ且つ電磁波の照射と加熱により塩基を発生する塩基発生剤を含有することを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 (式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。但し、R及びRの少なくとも1つは1価の有機基である。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R、R、R及びRは、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
 上述のように、前記式(1)で表される塩基発生剤は、上記特定の構造を有し、電磁波の照射により、(-CH=CH-C(=O)-)部分がシス体へと異性化し、さらに加熱されることにより塩基(NHR)を発生する。さらに、塩基を発生する際に、前記式(1)で表される構造は環化し、その結果フェノール性水酸基が失われ、塩基性水溶液の現像液への溶解性が低下する。
 前記高分子前駆体は、前記塩基発生剤から発生した塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が促進される。
 この様な塩基発生剤及び高分子前駆体の溶解性の変化により、本発明に係る感光性樹脂組成物は、露光部と未露光部との間で溶解性に大きな差が生じ、すなわち、溶解性コントラストが大きくなり、パターン形成が可能となる。
 上述のように、前記式(1)で表される塩基発生剤は、従来の光塩基発生剤と比べて、高い感度を有するため、本発明の感光性樹脂組成物は、高感度となる。また、本発明の感光性樹脂組成物は、適用できる高分子前駆体の範囲が広く、その高分子前駆体と塩基発生剤の溶解性の変化等の特性を生かすことが出来る分野で広く応用される。例えば、感光性ポリイミド前駆体樹脂組成物とそのイミド化物の特性を生かすことが出来る分野で好適に応用される。本発明によれば、塩基発生剤及び高分子前駆体の溶解性の変化により溶解性コントラストが大きくなるので、現像液に対する溶解性がもともと大きいポリイミド前駆体についても好適に用いることができる。
 以下、本発明に係る感光性樹脂組成物の構成成分を説明するが、本発明に係る感光性樹脂組成物に用いられる塩基発生剤については、上記本発明に係る塩基発生剤と同様のものを用いることができるので、ここでの説明を省略する。従って、高分子前駆体、並びに、必要に応じて適宜含むことができるその他の成分について順に説明する。
 塩基発生剤及び高分子前駆体としては、1種単独で用いても良いし、2種以上混合して用いても良い。
 <高分子前駆体>
 本発明の感光性樹脂組成物に用いる高分子前駆体とは、反応により最終的に目的の物性を示す高分子となる物質を意味し、当該反応には分子間反応及び分子内反応がある。高分子前駆体自体は、比較的低分子の化合物であっても高分子化合物であってもよい。
 また、本発明の高分子前駆体は、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される化合物である。ここで、高分子前駆体が、塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される態様には、高分子前駆体が塩基性物質の作用のみによって最終生成物に変化する態様のみならず、塩基性物質の作用によって高分子前駆体の最終生成物への反応温度が、塩基性物質の作用がない場合に比べて低下するような態様が含まれる。
 このような塩基性物質の存在の有無により反応温度差が出来る場合には、反応温度差を利用して、塩基性物質と共存する高分子前駆体のみが最終生成物へと反応する適切な温度で加熱することにより、塩基性物質と共存する高分子前駆体のみが最終生成物へと反応し、現像液等の溶媒への溶解性が変化する。従って、塩基性物質の存在の有無によって、高分子前駆体の前記溶媒への溶解性を変化させることが可能となり、ひいては当該溶媒を現像液として用いて現像によるパターニングが可能になる。
 本発明の高分子前駆体としては、上記の様な塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進されるものであれば特に制限なく使用が可能である。下記に代表的な例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
 [分子間反応により高分子となる高分子前駆体]
 分子間反応により目的の高分子となる高分子前駆体としては、反応性置換基を有し重合反応をする化合物及び高分子、又は、分子間に結合を形成する反応(架橋反応)をする化合物及び高分子がある。当該反応性置換基としては、エポキシ基、オキセタン基、チイラン基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、シラノール基等が挙げられる。また、高分子前駆体には、分子間で加水分解・重縮合する化合物も含まれ、反応性置換基には、ポリシロキサン前駆体の-SiX(ここで、Xはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、及びハロゲンよりなる群から選択される加水分解性基)も挙げられる。
 反応性置換基を有し重合反応をする化合物としては、例えば、1個以上のエポキシ基を有する化合物、1個以上のオキセタン基を有する化合物、及び1個以上のチイラン基を有する化合物が挙げられる。
 反応性置換基を有し重合反応をする高分子としては、例えば、2個以上のエポキシ基を有する高分子(エポキシ樹脂)、2個以上のオキセタン基を有する高分子、及び2個以上のチイラン基を有する高分子が挙げられる。下記に特にエポキシ基を有する化合物及び高分子について具体的に説明するが、オキセタン基、チイラン基を有する化合物及び高分子についても同様に用いることが可能である。
 (エポキシ基を有する化合物及び高分子)
 上記1個以上のエポキシ基を有する化合物及び高分子としては、分子内に1個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限なく、従来公知のものを使用できる。
 前記塩基発生剤は、一般的には分子内に1個以上のエポキシ基を有する化合物の硬化触媒としての機能も有する。
 分子内に1個以上のエポキシ基を有する化合物又は分子内に2個以上のエポキシ基を有する高分子(エポキシ樹脂)を用いる場合は、エポキシ基との反応性を有する官能基を分子内に二つ以上有する化合物を併用してもよい。ここでエポキシ基との反応性を有する官能基とは、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、メルカプト基、1級又は2級の芳香族アミノ基等が挙げられる。これらの官能基は、3次元硬化性を考慮して、一分子中に2つ以上有することが特に好ましい。
 また、重量平均分子量3,000~100,000のポリマー側鎖に上記官能基を導入したものを用いることが好ましい。3,000未満では膜強度の低下及び硬化膜表面にタック性が生じ、不純物等が付着しやすくなる恐れがある。また、100,000より大きいと粘度が増大する恐れがあり好ましくない。
 分子内に1個以上のエポキシ基を有する高分子としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられ、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンから誘導されるビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールFとエピクロルヒドリンから誘導されるビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、3官能型エポキシ樹脂や4官能型エポキシ樹脂等の多官能型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂等があり、これらのエポキシ樹脂はハロゲン化されていてもよく、水素添加されていてもよい。市販されているエポキシ樹脂製品としては、例えばジャパンエポキシレジン株式会社製のJERコート828、1001、801N、806、807、152、604、630、871、YX8000、YX8034、YX4000、DIC株式会社製のエピクロン830、EXA835LV、HP4032D、HP820、株式会社ADEKA製のEP4100シリーズ、EP4000シリーズ、EPUシリーズ、ダイセル化学株式会社製のセロキサイドシリーズ(2021、2021P、2083、2085、3000等)、エポリードシリーズ、EHPEシリーズ、東都化成社製のYDシリーズ、YDFシリーズ、YDCNシリーズ、YDBシリーズ、ナガセケムテックス社製のデナコールシリーズ、共栄社化学社製のエポライトシリーズ等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂は、2種以上を併用してもよい。これらの中で、他の各種のエポキシ化合物と比較すると分子量の異なるグレードが広く入手可能で、接着性や反応性等を任意に設定できる点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。
 一方、分子間で架橋反応をする化合物としては、例えば、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物及び分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する化合物の組み合わせが挙げられ、当該イソシアネート基とヒドロキシル基との反応により、分子間にウレタン結合が形成され高分子となり得る。
 分子間で架橋反応をする高分子としては、例えば、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する高分子(イソシアネート樹脂)と分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する高分子(ポリオール)の組み合わせが挙げられる。
 また、分子間で架橋反応をする化合物と高分子の組み合わせを用いても良い。例えば、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する高分子(イソシアネート樹脂)と分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する化合物の組み合わせ、及び、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物と分子内に2個以上のヒドロキシル基を有する高分子(ポリオール)の組み合わせ等が挙げられる。
 (イソシアネート基を有する化合物及び高分子)
 イソシアネート基をもつ化合物及び高分子としては、分子内に2個以上のイソシアネート基を有するものであれば特に制限なく、公知のものを使用できる。このような化合物としては、p-フェニレンジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等に代表される低分子化合物の他に、オリゴマー、重量平均分子分子量3,000以上のポリマーの側鎖又は末端にイソシアネート基が存在する高分子を用いてもよい。
 (ヒドロキシル基を有する化合物及び高分子)
 前記イソシアネート基を持つ化合物及び高分子は、通常、分子内にヒドロキシル基を持つ化合物と組み合わせて用いられる。このようなヒドロキシル基を有する化合物としては、分子内に2個以上のヒドロキシル基を有するものであれば特に制限なく、公知のものを使用できる。このような化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子化合物の他に、重量平均分子量3,000以上のポリマーの側鎖又は末端にヒドロキシル基が存在する高分子を用いてもよい。
 (ポリシロキサン前駆体)
 分子間で加水分解・重縮合する化合物としては、たとえばポリシロキサン前駆体が挙げられる。
 ポリシロキサン前駆体としては、YSiX(4-n)(ここで、Yは置換基を有していても良いアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、フェニル基、または水素を示し、Xはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、及びハロゲンよりなる群から選択される加水分解性基を示す。nは0~3までの整数である。) で示される有機ケイ素化合物及び当該有機ケイ素化合物の加水分解重縮合物が挙げられる。中でも、上記式においてnが0~2であるものが好ましい。また、シリカ分散オリゴマー溶液の調製がし易く入手も容易な点から、上記加水分解性基としては、アルコキシ基であるものが好ましい。
 上記有機ケイ素化合物としては、特に制限なく、公知のものを使用できる。例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリt-ブトキシシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ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、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β-(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、フッ素系シランカップリング剤として知られたフルオロアルキルシラン、および、それらの加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物;並びに、それらの混合物を挙げることができる。
 [分子内閉環反応により高分子となる高分子前駆体]
 分子内閉環反応によって最終的に目的の物性を示す高分子となる高分子前駆体としてはポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール前駆体等がある。これらの前駆体は2種類以上の別々に合成した高分子前駆体の混合物でもよい。
 以下、本発明の好ましい高分子前駆体であるポリイミド前駆体とポリベンゾオキサゾール前駆体について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 (ポリイミド前駆体)
 ポリイミド前駆体としては、下記化学式(3)で表される繰り返し単位を有するポリアミック酸が好適に用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (式(3)中、Rは4価の有機基である。Rは2価の有機基である。)
 なお、Rの4価は酸と結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。同様に、Rの2価はアミンと結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。
 ポリアミック酸は、酸二無水物とジアミンを溶液中で混合するのみで得られるので、1段階の反応で合成することができ、合成が容易で低コストで入手できるので好ましい。
 副次的な効果として、用いる高分子前駆体がポリアミック酸である場合、塩基性物質の触媒効果によりイミド化に要する温度が低くても十分な為、最終キュア温度を300℃未満、更に好ましくは250℃以下まで下げることが可能である。従来のポリアミック酸はイミド化するために最終キュア温度を300℃以上とする必要があった為、用途が制限されていたが、最終キュア温度を下げることが可能になったことによって、より広範囲の用途に適用が可能である。
 ポリアミック酸は、酸二無水物とジアミンの反応により得られるが、最終的に得られるポリイミドに優れた耐熱性及び寸法安定性を付与する点から、前記化学式(3)において、R又はRが芳香族化合物であることが好ましく、R及びRが芳香族化合物であることがより好ましい。またこのとき、前記化学式(3)のRにおいて、当該Rに結合している4つの基((-CO-)(-COOH))は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。同様に、前記化学式(3)のRにおいて、当該Rに結合している2つの基((-NH-))は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。
 また、前記化学式(3)で表されるポリアミック酸は、単一の繰り返し単位からなるものでも、2種以上の繰り返し単位から成るものでもよい。
 本発明のポリイミド前駆体を製造する方法としては、従来公知の手法を適用することができる。例えば、(1)酸二無水物とジアミンから前駆体であるポリアミド酸を合成する手法。(2)酸二無水物に1価のアルコールやアミノ化合物、エポキシ化合物等を反応させ合成した、エステル酸やアミド酸モノマーのカルボン酸に、ジアミノ化合物やその誘導体を反応させてポリイミド前駆体を合成する手法などが挙げられるがこれに限定されない。
 本発明のポリイミド前駆体を得るための反応に適用可能な酸二無水物としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂肪族テトラカルボン酸二無水物;ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2-ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、
2,2-ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’-ビス〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’-ビス〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、2,2-ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2-ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2,2-ビス(2,3-又は3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ぺリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、ピリジンテトラカルボン酸二無水物、スルホニルジフタル酸無水物、m-ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物、p-ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。そして、特に好ましく用いられるテトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,6,6’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン二無水物が挙げられる。
 併用する酸二無水物としてフッ素が導入された酸二無水物や、脂環骨格を有する酸二無水物を用いると、透明性をそれほど損なわずに溶解性や熱膨張率等の物性を調整することが可能である。また、ピロメリット酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの剛直な酸二無水物を用いると、最終的に得られるポリイミドの線熱膨張係数が小さくなるが、透明性の向上を阻害する傾向があるので、共重合割合に注意しながら併用してもよい。
 一方、アミン成分も、1種類のジアミン単独で、または2種類以上のジアミンを併用して用いることができる。用いられるジアミン成分は限定されず、p-フェニレンジアミン、
m-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-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、4,4’-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ホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、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’-ジアミノジフェニルメタン、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、2,2-ジ(3-アミノフェニル)プロパン、2,2-ジ(4-アミノフェニル)プロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ジ(3-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ジ(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2-(3-アミノフェニル)-2-(4-アミノフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,1-ジ(3-アミノフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ジ(4-アミノフェニル)-1-フェニルエタン、1-(3-アミノフェニル)-1-(4-アミノフェニル)-1-フェニルエタン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゾニトリル、2,6-ビス(3-アミノフェノキシ)ピリジン、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、
ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、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]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2-ビス[4-(3-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]プロパン、2,2-ビス[3-(3-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-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]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-アミノフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4-フェノキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4-ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン等の芳香族アミン;
 1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(4-アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2-アミノエチル)エーテル、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、ビス(2-アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2-(3-アミノプロトキシ)エチル]エーテル、1,2-ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、1,2-ビス[2-(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2-ビス[2-(2-アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン等の脂肪族アミン;
 1,2-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,2-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、1,3-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、1,4-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロへキシル)メタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン等の脂環式ジアミンが挙げられる。グアナミン類としては、アセトグアナミン、ベンゾグアナミンなどを挙げることができ、また、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てをフルオロ基、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、又はトリフルオロメトキシ基から選ばれた置換基で置換したジアミンも使用することができる。
 さらに目的に応じ、架橋点となるエチニル基、ベンゾシクロブテン-4’-イル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、イソシアネート基、及びイソプロペニル基のいずれか1種又は2種以上を、上記ジアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てに置換基として導入しても使用することができる。
 ジアミンは、目的の物性によって選択することができ、p-フェニレンジアミンなどの剛直なジアミンを用いれば、最終的に得られるポリイミドは低膨張率となる。剛直なジアミンとしては、同一の芳香環に2つアミノ基が結合しているジアミンとして、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、1,4-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、2、6-ジアミノナフタレン、2,7-ジアミノナフタレン、1,4―ジアミノアントラセンなどが挙げられる。
 さらに、2つ以上の芳香族環が単結合により結合し、2つ以上のアミノ基がそれぞれ別々の芳香族環上に直接又は置換基の一部として結合しているジアミンが挙げられ、例えば、下記式(4)により表されるものがある。具体例としては、ベンジジン等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 (化学式(4)中、aは1以上の自然数、アミノ基はベンゼン環同士の結合に対して、メタ位または、パラ位に結合する。)
 さらに、上記式(4)において、他のベンゼン環との結合に関与せず、ベンゼン環上のアミノ基が置換していない位置に置換基を有するジアミンも用いることができる。これら置換基は、1価の有機基であるがそれらは互いに結合していてもよい。
 具体例としては、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジトリフルオロメチル-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、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル等が挙げられる。
 最終的に得られるポリイミドを光導波路、光回路部品として用いる場合には、芳香環の置換基としてフッ素を導入すると1μm以下の波長の電磁波に対しての透過率を向上させることができる。
 一方、ジアミンとして、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどのシロキサン骨格を有するジアミンを用いると、最終的に得られるポリイミドの弾性率が低下し、ガラス転移温度を低下させることができる。
 ここで、選択されるジアミンは耐熱性の観点より芳香族ジアミンが好ましいが、目的の物性に応じてジアミンの全体の60モル%、好ましくは40モル%を超えない範囲で、脂肪族ジアミンやシロキサン系ジアミン等の芳香族以外のジアミンを用いても良い。
 一方、ポリイミド前駆体を合成するには、例えば、アミン成分として4,4’-ジアミノジフェニルエーテルをN-メチルピロリドンなどの有機極性溶媒に溶解させた溶液を冷却しながら、そこへ等モルの3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を徐々に加え撹拌し、ポリイミド前駆体溶液を得ることができる。
 このようにして合成されるポリイミド前駆体は、最終的に得られるポリイミドに耐熱性及び寸法安定性を求める場合には、芳香族酸成分及び/又は芳香族アミン成分の共重合割合ができるだけ大きいことが好ましい。具体的には、イミド構造の繰り返し単位を構成する酸成分に占める芳香族酸成分の割合が50モル%以上、特に70モル%以上であることが好ましく、イミド構造の繰り返し単位を構成するアミン成分に占める芳香族アミン成分の割合が40モル%以上、特に60モル%以上であることが好ましく、全芳香族ポリイミドであることが特に好ましい。
 <ポリベンゾオキサゾール前駆体>
 本発明に用いられるポリベンゾオキサゾール前駆体としては、下記化学式(5)で表される繰り返し単位を有するポリアミドアルコールが好適に用いられる。
 ポリアミドアルコールは、従来公知の方法で合成することが可能で、例えば、ジカルボン酸ハロゲン化物などのジカルボン酸誘導体とジヒドロキシジアミンとを有機溶媒中で付加反応することにより得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 (化学式(5)中、Rは2価の有機基である。R10は4価の有機基である。)
 なお、Rの2価は酸と結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。同様に、R10の4価はアミン及びヒドロキシル基と結合するための価数のみを示しているが、他に更なる置換基を有していても良い。
 前記化学式(5)で表される繰り返し単位を有するポリアミドアルコールは、最終的に得られるポリベンゾオキサゾールに優れた耐熱性及び寸法安定性を付与する点から、前記化学式(5)において、R又はR10が芳香族化合物であることが好ましく、R及びR10が芳香族化合物であることがより好ましい。またこのとき、前記化学式(5)のRにおいて、当該Rに結合している2つの基(-CO-)は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。同様に、前記化学式(5)のR10において、当該R10に結合している4つの基((-NH-)(-OH))は同一の芳香環に結合していても良く、異なる芳香環に結合していても良い。
 また、前記化学式(5)で表されるポリアミドアルコールは、単一の繰り返し単位からなるものでも、2種以上の繰り返し単位からなるものでもよい。
 上記ポリベンゾオキサゾール前駆体を得るための反応に適用可能なジカルボン酸およびその誘導体としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’-ベンゾフェノンジカルボン酸、3,4’-ベンゾフェノンジカルボン酸、3,3’-ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、3,4’-ビフェニルジカルボン酸、3,3’-ビフェニルジカルボン酸、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,3’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’-ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,4’-ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,3’-ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’-ヘキサフルオロイソプロピリデン二安息香酸、4,4’-ジカルボキシジフェニルアミド、1,4-フェニレンジエタン酸、1,1-ビス(4-カルボキシフェニル)-1-フェニル-2,2,2-トリフルオロエタン、ビス(4-カルボキシフェニル)テトラフェニルジシロキサン、ビス(4-カルボキシフェニル)テトラメチルジシロキサン、ビス(4-カルボキシフェニル)スルホン、ビス(4-カルボキシフェニル)メタン、5-t-ブチルイソフタル酸、5-ブロモイソフタル酸、5-フルオロイソフタル酸、5-クロロイソフタル酸、2,2-ビス-(p-カルボキシフェニル)プロパン、4,4’-(p-フェニレンジオキシ)二安息香酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、もしくはこれらの酸ハロゲン化物、およびヒドロキシベンゾトリアゾール等との活性エステル体などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。
 また、ヒドロキシジアミンの具体例としては、例えば、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス-(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス-(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,4-ジアミノ-2,5-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジアミノ-2,4-ジヒドロキシベンゼン、3-ジアミノ-4,6-ジヒドロキシベンゼンなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。これらは単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。
 ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体等の高分子前駆体は、感光性樹脂組成物とした際の感度を高め、マスクパターンを正確に再現するパターン形状を得るために、1μmの膜厚のときに、露光波長に対して少なくとも5%以上の透過率を示すことが好ましく、15%以上の透過率を示すことが更に好ましい。
 露光波長に対してポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体等の高分子前駆体の透過率が高いということは、それだけ、電磁波のロスが少ないということであり、高感度の感光性樹脂組成物を得ることができる。
 また、一般的な露光光源である高圧水銀灯を用いて露光を行う場合には、少なくとも436nm、405nm、365nmの波長の電磁波のうち1つの波長の電磁波に対する透過率が、厚み1μmのフィルムに成膜した時で好ましくは5%以上、更に好ましくは15%、特に好ましくは50%以上である。
 ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体等の高分子前駆体の重量平均分子量は、その用途にもよるが、3,000~1,000,000の範囲であることが好ましく、5,000~500,000の範囲であることがさらに好ましく、10,000~500,000の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量が3,000未満であると、塗膜又はフィルムとした場合に十分な強度が得られにくい。また、加熱処理等を施しポリイミド等の高分子とした際の膜の強度も低くなる。一方、重量平均分子量が1,000,000を超えると粘度が上昇し、溶解性も低下しやすく、表面が平滑で膜厚が均一な塗膜又はフィルムが得られにくい。
 ここで用いている分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値のことをいい、ポリイミド前駆体などの高分子前駆体そのものの分子量でも良いし、無水酢酸等で化学的イミド化処理を行った後のものでも良い。
 なお、ポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体合成時における溶媒は、極性溶媒が望ましく、代表的なものとして、N-メチル-2-ピロリドン、N-アセチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン等があり、これらの溶媒は単独であるいは2種類以上を組み合わせて用いられる。この他にも溶媒として組合せて用いられるものとしてベンゼン、ベンゾニトリル、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、ブチロラクトン、キシレン、トルエン、シクロヘキサノン等の非極性溶媒が挙げられ、これらの溶媒は、原料の分散媒、反応調節剤、あるいは生成物からの溶媒の揮散調節剤、皮膜平滑剤などとして使用される。
 ポリアミック酸やポリベンゾオキサゾール前駆体は、塩基性物質の作用によって最終生成物への反応が進むことにより、溶解性が低下するため、前記化学式(1)で表される塩基発生剤の塩基発生による溶解性の低下と組み合わせることにより、本発明の感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の溶解性コントラストをさらに大きくできる利点を有する。
 <その他の成分>
 本発明に係る感光性樹脂組成物は、前記化学式(1)で表される塩基発生剤と、1種類以上の高分子前駆体と、溶媒の単純な混合物であってもよいが、さらに、光又は熱硬化性成分、高分子前駆体以外の非重合性バインダー樹脂、その他の成分を配合して、感光性樹脂組成物を調製してもよい。
 感光性樹脂組成物を溶解、分散又は希釈する溶剤としては、各種の汎用溶剤を用いることが出来る。また、前駆体としてポリアミド酸を用いる場合には、ポリアミド酸の合成反応により得られた溶液をそのまま用い、そこに必要に応じて他の成分を混合しても良い。
 使用可能な汎用溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノエーテル類(いわゆるセロソルブ類);メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸n-プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチル、前記グリコールモノエーテル類の酢酸エステル(例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート)、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、蓚酸ジメチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類;エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類;塩化メチレン、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエチレン、1-クロロプロパン、1-クロロブタン、1-クロロペンタン、クロロベンゼン、ブロムベンゼン、o-ジクロロベンゼン、m-ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド等のアミド類;N-メチルピロリドンなどのピロリドン類;γ-ブチロラクトン等のラクトン類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、その他の有機極性溶媒類等が挙げられ、更には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、及び、その他の有機非極性溶媒類等も挙げられる。これらの溶媒は単独若しくは組み合わせて用いられる。
 中でも、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、N-アセチル-2-ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン等の極性溶媒が好適なものとして挙げられる。
 光硬化性成分としては、エチレン性不飽和結合を1つ又は2つ以上有する化合物を用いることができ、例えば、アミド系モノマー、(メタ)アクリレートモノマー、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、及びヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート、スチレン等の芳香族ビニル化合物を挙げることができる。また、ポリイミド前駆体が、ポリアミック酸等のカルボン酸成分を構造内に有する場合には、3級アミノ基を有するエチレン性不飽和結合含有化合物を用いると、ポリイミド前駆体のカルボン酸とイオン結合を形成し、感光性樹脂組成物としたときの露光部、未露光部の溶解速度のコントラストが大きくなる。
 このようなエチレン性不飽和結合を有する光硬化性化合物を用いる場合には、さらに光ラジカル発生剤を添加してもよい。光ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとそのアルキルエーテル;アセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2,2-ジエトキシ-2-フェニルアセトフェノン、1,1-ジクロロアセトフェノン、1-ヒドロキシアセトフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノ-プロパン-1-オン等のアセトフェノン;2-メチルアントラキノン、2-エチルアントラキノン、2-ターシャリ-ブチルアントラキノン、1-クロロアントラキノン及び2-アミルアントラキノン等のアントラキノン;2,4-ジメチルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン及び2,4-ジイソピルチオキサントン等のチオキサントン;アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール等のケタール;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等のモノアシルホスフィンオキシドあるいはビスアシルホスフィンオキシド類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;並びにキサントン類等が挙げられる。
 本発明の感光性樹脂組成物には、本発明の効果を妨げない限り、本発明の塩基発生剤の補助的な役割として、光によって酸又は塩基を発生させる他の感光性成分を加えても良い。また、塩基増殖剤や増感剤を加えてもよい。
 光によって酸を発生させる化合物としては、1,2-ベンゾキノンジアジドあるいは1,2-ナフトキノンジアジド構造を有する感光性ジアゾキノン化合物があり、米国特許明細書第2,772,972号、第2,797,213号、第3,669,658号に提案されている。また、トリアジンやその誘導体、スルホン酸オキシムエステル化合物、スルホン酸ヨードニウム塩、スルホン酸スルフォニウム塩等、公知の光酸発生剤を用いることができる。光によって塩基を発生させる化合物としては、例えば2,6-ジメチル-3,5-ジシアノ-4-(2’-ニトロフェニル)-1,4-ジヒドロピリジン、2,6-ジメチル-3,5-ジアセチル-4-(2’-ニトロフェニル)-1,4-ジヒドロピリジン、2,6-ジメチル-3,5-ジアセチル-4-(2’,4’-ジニトロフェニル)-1,4-ジヒドロピリジンなどが例示できる。
 塩基発生剤から発生した少量の塩基の作用によって、分解や転位反応して塩基を発生させる塩基増殖剤を併用しても良い。塩基増殖剤としては、例えば、9-フルオレニルメチルカルバメート結合を有する化合物、1,1-ジメチル-2-シアノメチルカルバメート結合((CN)CH2C(CH3)OC(O)NR2)を有する化合物、パラニトロベンジルカルバメート結合を有する化合物、2,4-ジクロロベンジルカルバメート結合を有する化合物、その他にも特開2000-330270号公報の段落0010~段落0032に記載されているウレタン系化合物や、特開2008-250111号公報の段落0033~段落0060に記載されているウレタン系化合物等が挙げられる。
 高分子を透過する波長の電磁波のエネルギーを塩基発生剤が充分利用できる様にし、感度を向上させたい場合に、増感剤の添加が効果を発揮する場合がある。
 特に、ポリイミド前駆体の吸収が360nm以上の波長にもある場合には、増感剤の添加による効果が大きい。増感剤と呼ばれる化合物の具体例としては、チオキサントン及び、ジエチルチオキサントンなどのその誘導体、クマリン系及び、その誘導体、ケトクマリン及び、その誘導体、ケトビスクマリン、及びその誘導体、シクロペンタノン及び、その誘導体、シクロヘキサノン及び、その誘導体、チオピリリウム塩及び、その誘導体、チオキサンテン系、キサンテン系及び、その誘導体などが挙げられる。
 クマリン、ケトクマリン及び、その誘導体の具体例としては、3,3’-カルボニルビスクマリン、3,3’-カルボニルビス(5,7-ジメトキシクマリン)、3,3’-カルボニルビス(7-アセトキシクマリン)等が挙げられる。チオキサントン及び、その誘導体の具体例としては、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。さらに他にはベンゾフェノン、アセトフェノン、フェナントレン、2-ニトロフルオレン、5-ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、2-エチルアントラキノン、2-ターシャリーブチルアントラキノン、1,2-ベンズアンスラキノン、1,2-ナフトキノン、などが挙げられる。
 これらは、塩基発生剤との組み合わせによって、特に優れた効果を発揮する為、塩基発生剤の構造によって最適な増感作用を示す増感剤が適宜選択される。
 本発明に係る樹脂組成物に加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子等が含まれ、それらは多孔質や中空構造であってもよい。また、その機能又は形態としては顔料、フィラー、繊維等がある。
 本発明に係る感光性樹脂組成物において、前記高分子前駆体(固形分)は、得られるパターンの膜物性、特に膜強度や耐熱性の点から、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、30重量%以上、50重量%以上含有することが好ましい。
 前記化学式(1)で表される塩基発生剤は、感光性樹脂組成物に含まれる高分子前駆体の固形分に対し、通常、0.1~95重量%、好ましくは0.5~60重量%の範囲内で含有させる。0.1重量%未満であると露光部と未露光部の溶解性コントラストを十分に大きくできない恐れがあり、95重量%を超えると最終的に得られる樹脂硬化物の特性が最終生成物に反映されにくい。
 エポキシ系化合物と組み合わせる場合など、硬化剤として用いられる場合には、硬化の程度にもよるが通常、0.1~95重量%、好ましくは0.5~60重量%の範囲内で含有させる。
 一方、硬化促進剤として用いられる場合には、少量の添加で硬化が可能となり、前記化学式(1)で表される塩基発生剤は、感光性樹脂組成物に含まれる高分子前駆体の固形分に対し、通常、0.1~30重量%、好ましくは0.5~20重量%の範囲内で含有させることが好ましい。
 なお、感光性樹脂組成物の固形分とは、溶剤以外の全成分であり、液状のモノマー成分も固形分に含まれる。
 また、その他の溶剤以外の任意成分の配合割合は、感光性樹脂組成物の固形分全体に対し、0.1重量%~95重量%の範囲が好ましい。0.1重量%未満だと、添加物を添加した効果が発揮されにくく、95重量%を超えると、最終的に得られる樹脂硬化物の特性が最終生成物に反映されにくい。
 本発明に係る感光性樹脂組成物は、さまざまなコーティングプロセスや成形プロセスに用いられて、フィルムや3次元的形状の成形物を作製することができる。
 本発明の感光性樹脂組成物の一実施形態としてポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体を高分子前駆体として用いた場合、得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールは、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性を確保する点から、当該ポリイミド及びポリベンゾオキサゾールの窒素中で測定した5%重量減少温度は、250℃以上が好ましく、300℃以上がさらに好ましい。特に、はんだリフローの工程を通るような電子部品等の用途に用いる場合は、5%重量減少温度が300℃以下であると、はんだリフローの工程で発生した分解ガスにより気泡等の不具合が発生する恐れがある。
 ここで、5%重量減少温度とは、熱重量分析装置を用いて重量減少を測定した時に、サンプルの重量が初期重量から5%減少した時点(すなわち、サンプル重量が初期の95%となった時点)の温度である。同様に10%重量減少温度とはサンプル重量が初期重量から10%減少した時点の温度である。
 本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールのガラス転移温度は、耐熱性の観点からは高ければ高いほど良いが、光導波路のように熱成形プロセスが考えられる用途においては、120℃~450℃程度のガラス転移温度を示すことが好ましく、200℃~380℃程度のガラス転移温度を示すことがさらに好ましい。
 ここで本発明におけるガラス転移温度は、感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールをフィルム形状にすることが出来る場合には、動的粘弾性測定によって、tanδ(tanδ=損失弾性率(E”)/貯蔵弾性率(E’))のピーク温度から求められる。動的粘弾性測定としては、例えば、粘弾性測定装置Solid Analyzer RSA II(Rheometric Scientific社製)によって、周波数3Hz、昇温速度5℃/minにより行うことができる。感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールをフィルム形状にできない場合には、示差熱分析(DTA)のベースラインの変曲点の温度で判断する。
 本発明の感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールの寸法安定性の観点から、線熱膨張係数は60ppm以下が好ましく、40ppm以下がさらに好ましい。半導体素子等の製造プロセスにおいてシリコンウェハ上に膜を形成する場合には、密着性、基板のそりの観点から20ppm以下がさらに好ましい。
 本発明における線熱膨張係数とは、本発明で得られる感光性樹脂組成物から得られるポリイミド及びポリベンゾオキサゾールのフィルムの熱機械分析装置(TMA)によって求めることができる。熱機械分析装置(例えば、Thermo Plus TMA8310((株)リガク製)によって、昇温速度を10℃/min、評価サンプルの断面積当たりの加重が同じになるように引張り加重を1g/25,000μmとして得られる。
 以上に述べたように、本発明によれば、高分子前駆体に上記化学式(1)で表される塩基発生剤を混合するだけという簡便な手法で感光性樹脂組成物を得ることができることから、コストパフォーマンスに優れる。
 化学式(1)で表される塩基発生剤を構成する芳香族成分含有カルボン酸、並びに、塩基性物質は安価に入手することが可能で感光性樹脂組成物としての価格も抑えられる。
 本発明に係る感光性樹脂組成物は、上記化学式(1)で表される塩基発生剤により、多種多様な高分子前駆体の最終生成物への反応促進に適用することができ、最終的に得られる高分子の構造を広範囲から選択することができる。
 さらに、化学式(1)で表される塩基発生剤は、塩基の発生時に環化し、フェノール性水酸基を消失するため、塩基性溶液のような現像液への溶解性が変化し、高分子前駆体がポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体等の場合に、感光性樹脂組成物の溶解性の低下を補助し、露光部と未露光部での溶解性コントラストの向上に寄与する。
 また、電磁波の照射により発生したアミンなどの塩基性物質の触媒効果により、例えばポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体から最終生成物へのイミド化などの環化等の反応に要する処理温度を低減できる為、プロセスへの負荷や製品への熱によるダメージを低減することが可能である。
 さらに、電磁波の照射と加熱により塩基を発生する本発明の塩基発生剤は、高分子前駆体から最終生成物を得る工程に加熱工程が含まれる場合、当該加熱工程を利用できるため、電磁波の照射量を低減することが可能であり、工程の有効利用も可能である。
  本発明に係る感光性樹脂組成物は、本発明に係る感光性樹脂組成物は、印刷インキ、塗料、シール剤、接着剤、電子材料、光回路部品、成形材料、レジスト材料、建築材料、光造形、光学部材等、樹脂材料が用いられる公知の全ての分野、製品に利用できる。塗料、シール剤、接着剤のように、全面露光して用いる用途にも、永久膜や剥離膜などパターンを形成する用途にも、いずれにも好適に用いることができる。
 本発明に係る感光性樹脂組成物は、耐熱性、寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野、製品、例えば、塗料、印刷インキ、シール剤、又は接着剤、或いは、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム(Micro Electro Mechanical System(MEMS))、光学部材又は建築材料の形成材料として好適に用いられる。例えば具体的には、電子部品の形成材料としては、封止材料、層形成材料として、プリント配線基板、層間絶縁膜、配線被覆膜等に用いることができる。また、表示装置の形成材料としては、層形成材料や画像形成材料として、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ用フィルム、レジスト材料、配向膜等に用いることができる。また、半導体装置の形成材料としては、レジスト材料、バッファーコート膜のような層形成材料等に用いることができる。また、光学部品の形成材料としては、光学材料や層形成材料として、ホログラム、光導波路、光回路、光回路部品、反射防止膜等に用いることができる。また、建築材料としては、塗料、コーティング剤等に用いることができる。また、光造形物の材料としても用いることができる。印刷物、塗料、シール剤、接着剤、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、光学部材又は建築材料、いずれかの物品が提供される。
 上記の様な特徴を有することから、本発明に係る感光性樹脂組成物は、パターン形成用材料としても用いることが可能である。特に、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体を含有する感光性樹脂組成物をパターン形成用材料(レジスト)として用いた場合、それによって形成されたパターンは、ポリイミド又はポリベンゾオキサゾールからなる永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能し、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、電子部品、半導体装置、層間絶縁膜、配線被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材又は電子部材を形成するのに適している。
 <パターン形成方法> 
 本発明に係るパターン形成方法は、前記本発明に係る感光性樹脂組成物からなる塗膜又は成形体を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定パターン状に電磁波を照射し、照射後又は照射と同時に加熱し、前記照射部位の溶解性を変化させた後、現像することを特徴とする。
 本発明に係る感光性樹脂組成物を何らかの支持体上に塗布するなどして塗膜を形成したり、適した成型方法で成形体を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定のパターン状に電磁波を照射し、照射又は照射と同時に加熱することにより、露光部においてのみ、上記化学式(1)で表される塩基発生剤が異性化及び環化して塩基性物質が生成する。塩基性物質は、露光部の高分子前駆体の最終生成物への反応を促進する触媒として作用する。
 ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体のように、塩基の触媒作用によって熱硬化温度が低下する高分子前駆体を用いる場合には、先ず、そのような高分子前駆体、及び前記化学式(1)で表される塩基発生剤を組み合わせた感光性樹脂組成物の塗膜又は成形体上のパターンを残したい部分を露光する。露光後又は露光と同時に加熱すると、露光部には、塩基性物質が発生し、その部分の熱硬化温度が選択的に低下する。露光後又は露光と同時に、露光部は熱硬化するが未露光部は熱硬化しない処理温度で加熱し、露光部のみ硬化させる。塩基性物質を発生させる加熱工程と、露光部のみ硬化させる反応を行うための加熱工程(露光後ベイク)は、同一の工程としても良いし、別の工程にしても良い。
次に、所定の現像液(有機溶媒や塩基性水溶液等)で未露光部を溶解して熱硬化物からなるパターンを形成する。このパターンを、更に必要に応じ加熱して熱硬化を完結させる。以上の工程によって、通常ネガ型の所望の2次元樹脂パターン(一般的な平面パターン)又は3次元樹脂パターン(立体的に成形された形状)が得られる。
 また、エポキシ基やシアネート基を有する化合物及び高分子のように、塩基の触媒作用によって、反応が開始するような高分子前駆体を用いる場合においても、先ず、そのような高分子前駆体、及び前記式(1)で表される塩基発生剤を組み合わせた感光性樹脂組成物の塗膜又は成形体上のパターンを残したい部分を露光する。露光後又は露光と同時に加熱すると、露光部には塩基性物質が発生し、その部分のエポキシ基やシアネート基を有する化合物及び高分子の反応が開始され、露光部のみ硬化する。塩基性物質を発生させる加熱工程と、露光部のみ硬化させる反応を行うための加熱工程(露光後ベイク)は、同一の工程としても良いし、別の工程にしても良い。次に、所定の現像液(有機溶媒や塩基性水溶液等)で未露光部を溶解して熱硬化物からなるパターンを形成する。このパターンを、更に必要に応じ加熱して熱硬化を完結させる。以上の工程によって、通常ネガ型の所望の2次元樹脂パターン(一般的な平面パターン)又は3次元樹脂パターン(立体的に成形された形状)が得られる。
 本発明の感光性樹脂組成物は、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、N-アセチル-2-ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン等の極性溶媒に溶解後、浸漬法、スプレー法、スクリーン印刷法、スピンコート法などによって、シリコンウエハ、金属基板、セラミック基板などの基材表面に塗布し、加熱して溶剤の大部分を除くことにより、基材表面に粘着性のない塗膜を与えることができる。塗膜の厚みには特に制限はないが、0.5~50μmであることが好ましく、感度および現像速度面から1.0~20μmであることがより望ましい。塗布した塗膜の乾燥条件としては、例えば、80~100℃、1分~20分が挙げられる。
 この塗膜に、所定のパターンを有するマスクを通して、電磁波を照射しパターン状に露光後を行い、加熱後、膜の未露光部分を、適切な現像液で現像して除去することにより、所望のパターン化された膜を得ることができる。
 露光工程に用いられる露光方法や露光装置は特に限定されることなく、密着露光でも間接露光でも良く、g線ステッパ、i線ステッパ、超高圧水銀灯を用いるコンタクト/プロキシミティ露光機、ミラープロジェクション露光機、又はその他の紫外線、可視光線、X線、電子線などを照射可能な投影機や線源を使用することができる。
 露光後又は露光と同時に加熱塩基を発生させるための加熱温度としては、組み合わせる高分子前駆体や目的により適宜選択され、特に限定されない。感光性樹脂組成物が置かれた環境の温度(例えば、室温)による加熱であっても良く、その場合、徐々に塩基が発生する。また、電磁波の照射時に副生される熱によっても塩基が発生するため、電磁波の照射時に副生される熱により実質的に加熱が同時に行われても良い。反応速度を高くし、効率よくアミンを発生させる点から、塩基を発生させるための加熱温度としては、30℃以上であることが好ましく、更に好ましくは60℃以上、より更に好ましくは100℃以上、特に好ましくは120℃以上である。しかしながら、組み合わせて用いられる高分子前駆体によっては、例えば60℃以上の加熱で未露光部についても硬化するものもあるので、好適な加熱温度は、上記に限定されない。
 例えば、エポキシ樹脂の場合、好ましい熱処理の温度の範囲は、エポキシ樹脂の種類により適宜選択されるが、通常100℃~150℃程度である。
 本発明に係る感光性樹脂組成物の塗膜は、架橋反応を物理的に促進するためや、露光部のみ硬化させる反応を行うために、露光工程と現像工程の間に、露光後ベイク(Post Exposure Bake:PEB)を行うことが好ましい。当該PEBは、電磁波の照射及び加熱により発生した塩基の作用により、塩基が存在する部位と、未照射で塩基が存在しない部位とでイミド化率等の硬化反応の反応率が異なるようになる温度で行うことが好ましい。例えば、イミド化の場合、好ましい熱処理の温度の範囲は、通常60℃~200℃程度であり、より好ましくは120℃~200℃である。熱処理温度が60℃より低いと、イミド化の効率が悪く、現実的なプロセス条件で露光部、未露光部のイミド化率の差を生ずることが難しくなる。一方、熱処理温度が200℃を超えると、アミンが存在していない未露光部でもイミド化が進行する恐れがあり、露光部と未露光部の溶解性の差を生じ難い。
 この熱処理は、公知の方法であればどの方法でもよく、具体的に例示すると、空気、又は窒素雰囲気下の循環オーブン、又はホットプレートによる加熱等が挙げられるが、特に限定されない。
 本発明において、電磁波の照射と加熱により塩基発生剤から塩基が生ずるが、この塩基を発生させるための加熱とPEB工程は同一の工程としてもよいし、別の工程としてもよい。
 (現像液)
 現像工程に用いられる現像液としては、前記照射部位の溶解性が変化する溶剤を現像液として用いれば、特に限定されず、塩基性水溶液、有機溶剤など、用いられる高分子前駆体に合わせて適宜選択することが可能である。
 塩基性水溶液としては、特に限定されないが、例えば、濃度が、0.01重量%~10重量%、好ましくは、0.05重量%~5重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液の他、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチルアンモニウムなどの水溶液等が挙げられる。
 溶質は、1種類でも2種類以上でも良く、全体の重量の50%以上、さらに好ましくは70%以上、水が含まれていれば有機溶媒等を含んでいても良い。
 また、有機溶剤としては、特に限定されないが、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクロン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、その他テトラヒドロフラン、クロロホルム、アセトニトリルなどを、単独であるいは2種類以上を組み合わせて添加してもよい。現像後は水または貧溶媒にて洗浄を行う。この場合においてもエタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などを水に加えても良い。
 現像後は必要に応じて水または貧溶媒でリンスを行い、80~100℃で乾燥しパターンを安定なものとする。このレリーフパターンを、耐熱性のあるものとするために180~500℃、好ましくは200~350℃の温度で数十分から数時間加熱することによりパターン化された高耐熱性樹脂層が形成される。
 以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。尚、実施例中、部は特に特定しない限り重量部を表す。
 また、以下に示す装置を用いて各測定、実験を行った。
 H NMR測定:日本電子(株)製、JEOL JNM-LA400WB
 手動露光:大日本科研製、MA-1100
 吸光度測定:(株)島津製作所製、紫外可視分光光度計UV-2550
 5%重量減少温度測定:(株)島津製作所製、示差熱・熱重量同時測定装置DTG-60
 赤外線吸収スペクトル測定:バリアン・テクノロジーズ・ジャパン・リミテッド社製、FTS 7000
 塗膜の加熱:アズワン(株)製、HOT PLATE EC-1200(本実施例中、ホットプレートと記載することがある)
 (合成例1:ポリイミド前駆体の合成)
 ジ(4-アミノフェニル)エーテル10.0g(50mmol)を300mLの3つ口フラスコに投入し、105.4mLの脱水されたN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)に溶解させ窒素気流下、氷浴で冷却しながら撹拌した。そこへ、少しずつ3,3’,4,4’‐ビフェニルテトラカルボン酸3,4:3’,4’-二無水物14.7g(50mmol)を添加し、添加終了後、氷浴中で5時間撹拌し、その溶液を、脱水されたジエチルエーテルによって再沈殿し、その沈殿物を室温で減圧下、17時間乾燥し、重量平均分子量10,000のポリアミド酸(ポリイミド前駆体(1))を白色固体として定量的に得た。
 (合成例2:ポリシロキサン前駆体の合成)
 冷却管をつけた100mlのフラスコにフェニルトリエトキシシラン5g、トリエトキシシラン10g、アンモニア水0.05g、水5ml及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50mlを加えた。半円形型のメカニカルスターラーを用いて溶液を撹拌し、マントルヒーターで70℃で6時間反応させた。次いでエバポレーターを用いて水との縮合反応で生成したエタノールと残留水とを除去した。反応終了後、フラスコを室温になるまで放置し、アルコキシシランの縮合物(アルコキシシラン縮合物(1))を調製した。
 (製造例1:塩基発生剤(1)の合成)
 窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、o-クマリン酸(東京化成工業(株)製)1.00g(6.1mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン100mLに溶解し、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(東京化成工業(株)製)1.17g(6.1mmol,1.0eq)を加えた。氷浴下で、シクロヘキシルアミン(関東化学(株)製)0.7ml(6.1mmol,1.0eq)を加えた後、室温で3日間攪拌した。反応液を食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムにて乾燥を行った。シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール 1/0~20/1)により精製することにより、下記化学式(6)で表される塩基発生剤(1)を350mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 (製造例2:塩基発生剤(2)の合成)
 100mLフラスコ中、炭酸カリウム2.00gをメタノール15mLに加えた。50mLフラスコ中、エトキシカルボニルメチル(トリフェニル)ホスホニウムブロミド(東京化成工業(株)製)4.29g(10mmol)、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンズアルデヒド(東京化成工業(株)製)1.52g(10mmol)をメタノール10mLに溶解し、よく撹拌した炭酸カリウム溶液にゆっくり滴下した。3時間撹拌した後、薄層クロマトグラフィーにより反応の終了を確認したうえでろ過を行い炭酸カリウムを除き、減圧濃縮した。濃縮後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を50mL加え1時間撹拌した。反応終了後、沈殿物をろ過により除き、濃塩酸を滴下し反応液を酸性にした。沈殿物をろ過により集め、少量のクロロホルムにより洗浄することで2-ヒドロキシ-4-メトキシケイ皮酸を1.46g(7.52mmol)得た。
 窒素雰囲気下、300mL三口フラスコ中、2-ヒドロキシ-4-メトキシケイ皮酸1.01g(5.2mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン40mLに溶解し、氷浴下で1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(東京化成工業(株)製)0.99g(5.2mmol)を加えた。30分後、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(東京化成工業(株)製)0.79g(5.2mmol)をゆっくり滴下した。室温に戻し30分程度撹拌した後、シクロヘキシルアミン(関東化学(株)製)0.5ml(4.2mmol)を加えた。10分後、4-(ジメチルアミノ)ピリジン0.10g(0.86mmol)を加えたのち終夜で攪拌した。反応終了後、反応溶液を濃縮し、水に溶解した。酢酸エチルで抽出した後、炭酸水素水溶液、1N塩酸、飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムにて乾燥を行った。シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール100/1~10/1)により精製することにより下記化学式(7)で表される塩基発生剤(2)を350mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 (製造例3:塩基発生剤(3)の合成)
 窒素雰囲気下、100mL三口フラスコ中、o-クマリン酸(東京化成工業(株)製)0.50g(3.1mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン40mLに溶解し、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(東京化成工業(株)製)0.59g(3.1mmol,1.0eq)を加えた。氷浴下で、ピペリジン(東京化成(株)製)0.3ml(3.1mmol,1.0eq)を加えた後、室温で一晩攪拌した。反応液を濃縮し、クロロホルムで抽出、希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄し、ろ過することにより、下記化学式(8)で表される塩基発生剤(3)を450mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 (製造例4:塩基発生剤(4)の合成)
 窒素雰囲気下、100mL三口フラスコ中、o-クマリン酸(東京化成工業(株)製)1.00g(6.1mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン40mLに溶解し、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(東京化成工業(株)製)1.4g(7.3mmol,1.2eq)を加えた。氷浴下で、ジプロピルアミン(東京化成(株)製)1.0ml(7.3mmol,1.2eq)を加えた後、室温で一晩攪拌した。反応液を濃縮し、クロロホルムで抽出、希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄し、ろ過することにより、下記化学式(9)で表される塩基発生剤(4)を171mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 (製造例5:塩基発生剤(5)の合成)
 製造例4において、ジプロピルアミン(東京化成(株)製)1.0ml(7.3mmol,1.2eq)を用いる代わりに、ピロリジン(東京化成(株)製)0.6ml(7.3mmol,1.2eq)を用いた以外は、製造例4と同様にして、下記化学式(10)で表される塩基発生剤(5)を360mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 (製造例6:塩基発生剤(6)の合成)
 製造例4において、ジプロピルアミン(東京化成(株)製)1.0ml(7.3mmol,1.2eq)を用いる代わりに、ヘキサメチレンイミン(東京化成(株)製)0.82ml(7.3mmol,1.2eq)を用いた以外は、製造例4と同様にして、下記化学式(11)で表される塩基発生剤(6)を379mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 (製造例7:塩基発生剤(7)の合成)
 製造例4において、ジプロピルアミン(東京化成(株)製)1.0ml(7.3mmol,1.2eq)を用いる代わりに、ジエチルアミン(東京化成(株)製)1.0ml(7.3mmol,1.2eq)を用いた以外は、製造例4と同様にして、下記化学式(12)で表される塩基発生剤(7)を498mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 (製造例8:塩基発生剤(8)の合成)
 100mLフラスコ中、2-ヒドロキシ-桂皮酸 500mg(3.0mmol)をジオキサン 20mlに溶解させ、塩化チオニル 200μl(2.8mmol、0.9eq)をゆっくり滴下した。10分撹拌した後、2,6-ジメチルピペリジン0.9ml(6.6mmol、2.2eq)を加えた。反応終了後、反応溶液を濃縮し、水に溶解した。クロロホルムで抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1N塩酸、飽和食塩水で洗浄したのちろ過することにより、下記化学式(13)で表される塩基発生剤(8)を64mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 (製造例9:塩基発生剤(9)の合成)
 100mLフラスコ中、炭酸カリウム2.00gをメタノール15mLに加えた。50mLフラスコ中、エトキシカルボニルメチル(トリフェニル)ホスホニウム ブロミド2.67g(6.2mmol)、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンズアルデヒド945mg(6.2 mmol)をメタノール10mLに溶解し、よく撹拌した炭酸カリウム溶液にゆっくり滴下した。3時間撹拌した後、TLCにより反応の終了を確認したうえでろ過を行い炭酸カリウムを除き、減圧濃縮した。濃縮後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を50mL加え1時間撹拌した。反応終了後、ろ過によりトリフェニルホスフィンオキシドを除いた後、濃塩酸を滴下し反応液を酸性にした。沈殿物をろ過により集め、少量のクロロホルムにより洗浄することで2-ヒドロキシ-4-メトキシケイ皮酸を1.00g得た。続いて、100mL三口フラスコ中、2-ヒドロキシ-4-メトキシケイ皮酸500mg(3.0 mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン40mLに溶解し、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)0.586g(3.0mmol)を加えた。30分後、ピペリジン0.3ml(3.0mmol)を加えた。反応終了後、反応溶液を濃縮し、水に溶解した。ジエチルエーテルで抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1N塩酸、飽和食塩水で洗浄した。その後、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール 100/1~10/1)により精製することにより、下記化学式(14)で表される塩基発生剤(9)を64mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 (製造例10:塩基発生剤(10)の合成)
 製造例9において、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンズアルデヒド945mg(6.2 mmol)を用いる代わりに、3,5-ジ-tert-ブチルサリチルアルデヒド1.45g(6.2 mmol)を用いた以外は、製造例9と同様にして、2-ヒドロキシ-4-メトキシケイ皮酸の代わりに、3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシケイ皮酸を1.20 g得た。続いて、100 mL三口フラスコ中、3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシケイ皮酸500mg (1.8 mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン20mLに溶解し、EDC 0.416g(2.2 mmol)を加えた。30分後、ピペリジン0.21mL(2.2mmol)を加え室温で一晩攪拌した。反応液を濃縮し、クロロホルムで抽出、希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄し、ろ過することにより、下記化学式(15)で表される塩基発生剤(10)を320mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(製造例11:塩基発生剤(11)の合成)
 製造例9において、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンズアルデヒド945mg(6.2 mmol)を用いる代わりに、2-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド1.07g(6.2 mmol)を用いた以外は、製造例9と同様にして、2-ヒドロキシ-4-メトキシケイ皮酸の代わりに、3-(2-ヒドロキシ-1-ナフタレニル)-アクリル酸を1.20g得た。続いて、100 mL三口フラスコ中、3-(2-ヒドロキシ-1-ナフタレニル)-アクリル酸1.00g(4.67mmol)を脱水テトラヒドロキシフラン20mLに溶解し、EDC 1.07g(5.60mmol)を加えた。30分後、シクロヘキシルアミン0.64mL(5.60mmol)を加え室温で一晩攪拌した。反応液を濃縮し、クロロホルムで抽出、希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄し、ろ過することにより、下記化学式(16)で表される塩基発生剤(11)を520mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(製造例12:塩基発生剤(12)の合成)
 製造例11と同様にして、3-(2-ヒドロキシ-1-ナフタレニル)-アクリル酸を1.20g得た。続いて、製造例11において、シクロヘキシルアミン0.64mL(5.60mmol)を用いる代わりに、ピペリジン0.65 ml (5.60 mmol)を用いる以外は、製造例11と同様にして、下記化学式(17)で表される塩基発生剤(12)を480mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(製造例13:塩基発生剤(13)の合成)
 製造例11と同様にして、3-(2-ヒドロキシ-1-ナフタレニル)-アクリル酸を1.20g得た。続いて、製造例11において、シクロヘキシルアミン0.64mL(5.60mmol)を用いる代わりに、ジプロピルアミン0.92 ml (5.60 mmol)を用いる以外は、製造例11と同様にして、下記化学式(18)で表される塩基発生剤(13)を620mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 (製造例14:塩基発生剤(14)の合成)
 製造例4において、ジプロピルアミン(東京化成(株)製)1.0ml(7.3mmol,1.2eq)を用いる代わりに、イミダゾール(東京化成(株)製)0.37ml(5.5mmol,0.9eq)を用いた以外は、製造例4と同様にして、下記化学式(19)で表される塩基発生剤(14)を1.088g得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(製造例15:塩基発生剤(15)の合成)
 200 mLフラスコ中、炭酸カリウム10.0 g をメタノール75 mLに加えた。100 mLフラスコ中、エトキシカルボニルメチル(トリフェニル)ホスホニウム ブロミド(東京化成工業(株)製)21.5 g(50 mmol)、2,4-ジヒドロキシベンズアルデヒド(東京化成工業(株)製)6.9g(50 mmol)をメタノール50 mLに溶解し、よく撹拌した炭酸カリウム溶液にゆっくり滴下した。3時間撹拌した後、薄層クロマトグラフィー(TLC)により反応の終了を確認した。反応液のろ過を行い、炭酸カリウムを除き、反応液を減圧濃縮した。濃縮後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を50 mL加え、12時間撹拌した。反応終了後、ろ過によりトリフェニルホスフィンオキシドを除いた。その後、反応液に濃塩酸を滴下し、反応液を酸性にしたところ、沈殿物が発生した。当該沈殿物をろ過により集め、少量のクロロホルムにより洗浄することで2,4-ジヒドロキシ-ケイ皮酸を3.8 g得た。
 続いて、100 mL三口フラスコ中、2,4-ジヒドロキシ-ケイ皮酸 500 mg (2.78 mmol)をテトラヒドロフラン10 mLに溶解し、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(東京化成工業(株)製)0.64g(3.33 mmol)を加えた。30分後、シクロヘキシルアミン(東京化成工業(株)製)0.32mL (3.33 mmol)を加えた。反応終了後、水に溶解し、クロロホルムで抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、1N塩酸、飽和食塩水で洗浄した。その後、シリカゲルカラムクマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム/メタノール 100/1~10/1)により精製することにより、下記化学式(20)で表わされる塩基発生剤(15)を203 mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(製造例16:塩基発生剤(16)の合成)
 製造例15において、シクロヘキシルアミン(東京化成(株)製)0.32mL(3.33mmol,1.2eq)を用いる代わりに、ピペリジン(東京化成(株)製)0.32mL(3.33mmol,1.2eq)を用いた以外は、製造例15と同様にして、下記化学式(21)で表される塩基発生剤(16)を360mg得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 (比較製造例1:比較塩基発生剤(1)の合成)
 また、比較塩基発生剤(1)として、特開2006-189591号公報の記載に従い、Macromolecules A. Mochizuki, Vol.28, No.1, 1995に記載の方法により、下記化学式(22)で表される[(4,5-ジメトキシ-2-ニトロベンジル)オキシ]カルボニル-2,6-ジメチルピペリジン(以後、「DNCDP」と略称する場合がある)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 <塩基発生剤の評価>
 合成した塩基発生剤(1)~(16)、及び比較塩基発生剤(1)について、以下の測定を行い、評価した。モル吸光係数及び5%重量減少温度の結果を表1に示す。塩基発生能の結果を表2に示す。なお、表2において、塩基発生率とは、用いた塩基発生剤のモル数に対する発生した塩基のモル数の百分率であり、塩基発生剤(1)~(16)の塩基発生率は、光照射と加熱を合せた割合である。
 (1)モル吸光係数
 塩基発生剤(1)~(16)、及び比較塩基発生剤(1)をそれぞれ、アセトニトリルに1×10-4mol/Lの濃度で溶解し、石英セル(光路長10mm)に溶液を満たし、吸光度を測定した。
 (2)5%重量減少温度
 塩基発生剤(1)~(16)、及び比較塩基発生剤(1)の耐熱性を評価するために、それぞれについて、試料重量3.4mg、昇温速度10℃/minの条件で5%重量減少温度を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 (3)塩基発生能
 塩基発生剤(1)~(16)についてそれぞれ、1mgの試料を3つ用意し、それぞれを石英製NMR管中で重ジメチルスルホキシドに溶解させた。i線を20%透過するフィルタと高圧水銀灯を用いて、1本には2J/cmで光照射を行い、他の1本には20J/cmで光照射を行った。残り1本には光照射を行わなかった。各サンプルのH NMRを測定し、異性化の割合を求めた。
 塩基発生剤(1)は2J/cm照射すると5.1%異性化し、20J/cm照射すると34.0%異性化した。異性化させたサンプルを160℃に加熱すると、異性化した化合物の98%が環化し、それにともない塩基が発生し、表2に示す塩基発生率となった。 塩基発生剤(2)~(16)についても同様にして、塩基発生率を求めた。結果は、表2にそれぞれ示す。塩基発生剤(12)及び(13)については塩基発生能が高く、20J/cm照射するのではなく、6J/cm照射した。
 比較塩基発生剤(1)では2J/cmの照射では塩基の発生が確認されなかった。20J/cm照射すると4.8%の塩基を発生した。
 これらのことから、本発明の塩基発生剤(1)~(16)は、比較塩基発生剤(1)と比較し、モル吸光係数は小さいが、効率良く塩基を発生できることがわかった。特に、桂皮酸誘導体部位にメトキシ基を導入した塩基発生剤(9)は、中でも感度が高く、効率良く塩基を発生できることがわかった。また、イミダゾールを結合させた塩基発生剤(14)は非常に感度よく異性化することがわかった。但し、イミダゾールを結合させた塩基発生剤(14)は他の塩基発生剤に比べて耐熱性が低いという特徴があるため、乾燥温度や露光後ベイク温度の低いエポキシ基を有する化合物やイソシアネート基を有する化合物に用いることが適していると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 (実施例1:感光性樹脂組成物(1)の調製)
 下記に示す組成の感光性樹脂組成物(1)を調製した。
・ポリイミド前駆体(1):8重量部
・塩基発生剤(1):2重量部
・溶剤(DMAc(ジメチルアセトアミド)):90重量部
 (塗膜の作成)
 感光性樹脂組成物(1)を、クロムめっきされたガラス上に最終膜厚1μmになるようにスピンコートし、100℃のホットプレート上で5分間乾燥させて、塗膜を3枚得た。1枚の塗膜にはi線換算で、2J/cmで全面露光を行った。別の1枚にはi線換算で、10J/cmでパターン状に露光を行った。残り1枚の塗膜は露光を行わなかった。
 (実施例2:感光性樹脂組成物(2)の調製)
 塩基発生剤(3)を用いて、下記に示す組成の感光性樹脂組成物(2)を調製した。
・ポリイミド前駆体(1):85重量部
・塩基発生剤(3):15重量部
・溶剤(N-メチル-2-ピロリドン):733重量部
 (実施例3:感光性樹脂組成物(3)の調製)
 実施例2において塩基発生剤(3)の代わりに、塩基発生剤(9)を用いた以外は、実施例2と同様にして、感光性樹脂組成物(3)を調製した。
 (実施例4:感光性樹脂組成物(4)の調製)
 実施例2において塩基発生剤(3)の代わりに、塩基発生剤(16)を用いた以外は、実施例2と同様にして、感光性樹脂組成物(4)を調製した。
 (比較例1:比較感光性樹脂組成物(1)の調製)
 実施例2において塩基発生剤(3)の代わりに、比較塩基発生剤(1)を用いた以外は、実施例2と同様にして、比較感光性樹脂組成物(1)を調製した。
 (塗膜の作成)
 感光性樹脂組成物(2)、(3)、(4)及び比較感光性樹脂組成物(1)を、それぞれ、クロムめっきされたガラス上に最終膜厚4μmになるようにスピンコートし、80℃のホットプレート上で15分間乾燥させて、感光性樹脂組成物(2)の塗膜を5枚、感光性樹脂組成物(3)及び(4)の塗膜をそれぞれ8枚、並びに比較感光性樹脂組成物(1)の塗膜を6枚得た。1枚を除いて、手動露光機を用いて高圧水銀灯により全面露光を行った。感光性樹脂組成物(2)の4枚の塗膜に対しては、0、500、700、4000mJ/cmでそれぞれ全面露光を行った。感光性樹脂組成物(3)及び(4)の7枚の塗膜に対しては、0、10、30、50、100、300、1000mJ/cmでそれぞれ全面露光を行った。比較感光性樹脂組成物(1)の5枚の塗膜に対しては、0、500、1000、2000、4000mJ/cmでそれぞれ全面露光を行った。残りの1枚は、それぞれパターン状に露光を行った。その後、それぞれの塗膜について、155℃で10分間加熱した。
 <感光性樹脂組成物の評価>
 (1)熱硬化温度
 感光性樹脂組成物(1)を用いて作成した全面露光した塗膜及び未露光の塗膜について、それぞれ、室温から5℃/minで350℃まで加熱しながら赤外線吸収スペクトルを測定した。イミド化の進行状況を確認する為に、測定前の前駆体由来の1605cm-1のピーク強度を基準とし、加熱によるピーク強度の減少量をプロットした結果を図1に示す。
 図1より、実施例1について、両サンプルのイミド化率の差が160℃付近で最大となることがわかる。また、加熱に伴い、ポリイミド前駆体由来のスペクトルが消失し、ポリイミド由来のピークが現れたことから、ポリイミド前駆体からポリイミドへの反応が進行したことが確認できた。
 (2)残膜率
 感光性樹脂組成物(2)、(3)、(4)及び比較感光性樹脂組成物(1)を用いて作成し、全面露光した塗膜をそれぞれ、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.38重量%水溶液とイソプロパノールを9:1で混合した溶液に室温で10分間浸漬し、ガラス上の残存膜厚を測定した。結果を、図2に示す。なお、図中の規格化残膜率は、現像後膜厚×100/現像後の最高膜厚とした。
 UV照射量の増加とともに、残膜率が上昇していることから、UV照射および、加熱によって、塩基発生剤がアミンを発生し、イミド化が進行していることが示された。本発明の感光性樹脂組成物(3)及び(4)は50mJ/cmで規格化膜厚が約1となり、本発明の感光性樹脂組成物(2)は500mJ/cmで規格化膜厚が約1となった。それに対して、比較感光性樹脂組成物(1)は500mJ/cmでは残膜率は0となり、1000mJ/cmで規格化膜厚が約1となった。UV照射量の増加とともに、残膜率が上昇していることから、UV照射および、加熱によって、塩基発生剤が塩基を発生し、イミド化が進行していることが示された。これらのことから、本発明の感光性樹脂組成物は、比較感光性樹脂組成物に比べて、少ない露光量でイミド化が進行することが明らかになり、感度が高いことが示された。本発明の感光性樹脂組成物(3)及び(4)は特に少ない露光量でイミド化が進行することが明らかになった。
 (3)パターン形成能
 感光性樹脂組成物(1)を用いて作成したパターン状に露光した塗膜について、170℃のホットプレート上で5分間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.38重量%水溶液とイソプロパノールを9:1で混合した溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それを350℃で1時間加熱しイミド化を行った。この結果より、本発明の感光性樹脂組成物は、良好なパターンを形成できることが明らかとなった。
 また、感光性樹脂組成物(2)、(3)又は(4)を用いて作成したパターン状に露光した塗膜について、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド2.38重量%水溶液とイソプロパノールを9:1で混合した溶液に浸漬した。その結果、露光部が現像液に溶解せず残存したパターンを得ることができた。さらに、それを350℃で1時間加熱しイミド化を行った。この結果より、本発明の感光性樹脂組成物は、良好なパターンを形成できることが明らかとなった。本発明の感光性樹脂組成物(2)は、500mJ/cmでパターンを形成し、感光性樹脂組成物(3)及び(4)は、100mJ/cmでパターンを形成した。それに対し、比較感光性樹脂組成物(1)は、同様に実験を行ったところ、2000mJ/cmでようやくパターンを形成した。
(実施例5~6:感光性樹脂組成物(5)~(6)の調製)
 塩基発生剤(5)又は(7)をそれぞれ用いて、下記に示す組成の感光性樹脂組成物(5)および(6)を調製した。
・エポキシ樹脂(jER828 ジャパンエポキシレジン社製):15重量部
・塩基発生剤(5)又は(7):15重量部
・溶剤(N-メチル-2-ピロリドン):370重量部
 感光性樹脂組成物(5)および(6)を500mgずつ試験官にはかりとったものをそれぞれ2本ずつ用意した。手動露光機を用いて、片方にi線換算で100J/cm露光した。4本の試験官すべてを160℃で30分間加熱を行った。加熱後のサンプルをNMR測定したところ、感光性樹脂組成物(5)および(6)のどちらのサンプルも光照射したサンプルは新しいピークの形成が確認されたが、未照射のものは新しいピークの形成が確認されなかった。
 感光性樹脂組成物(5)および(6)を、それぞれ、クロムめっきされたガラス上に最終膜厚0.5μmになるようにスピンコートし、80℃のホットプレート上で15分間乾燥させて、各感光性樹脂組成物の塗膜を2枚ずつ得た。各感光性樹脂組成物の塗膜の1枚については、手動露光機を用いて高圧水銀灯により10J/cm全面露光を行った。その後、それぞれの塗膜について、160℃で30分間加熱した。加熱した塗膜をイソプロパノールとクロロホルムの混合溶液(イソプロパノール:クロロホルム=4:1(体積比))に室温で10分間浸漬したところ、露光後加熱した2枚については上記混合溶液に溶解せず、エポキシ樹脂が硬化したことが明らかになった。一方、露光をせずに加熱した2枚については、上記混合溶液に溶解した。
 (実施例7:感光性樹脂組成物(7)の調製)
 イソシアナート樹脂としてヘキサメチレンジイソシアナート(関東化学製)100重量部、水酸基を持つ樹脂としてポリテトラヒドロフラン(アルドリッチ製)150重量部、塩基発生剤(3)10重量部、テトラヒドロフラン500重量部からなる感光性樹脂組成物(7)を調製した。
 感光性樹脂組成物(7)をクロムめっきされたガラス上に最終膜厚0.5μmになるようにスピンコートし、60℃のホットプレート上で5分間乾燥させて、感光性樹脂組成物の塗膜を1枚得た。得られた塗膜を、手動露光機を用いて高圧水銀灯により1J/cm全面露光を行った。その後、120℃で10分間加熱し、室温まで冷却したところ、低弾性の固形物が得られ、イソシアナート基と水酸基との硬化が進行したことを確認した。
(実施例8:感光性樹脂組成物(8)の調製)
 アルコキシシラン縮合物(1) 100重量部と、塩基発生剤(3) 10重量部とを混合した後、溶剤であるテトラヒドロフラン500重量部に溶解させ、感光性樹脂組成物(8)を調製した。
 感光性樹脂組成物(8)をクロムめっきされたガラス上に最終膜厚0.5μmになるようにスピンコートし、80℃のホットプレート上で5分間乾燥させて、感光性樹脂組成物の塗膜を2枚得た。各感光性樹脂組成物の塗膜の1枚については、手動露光機を用いて高圧水銀灯により10J/cm全面露光を行った。その後、露光を行った塗膜と未露光の塗膜のそれぞれについて、120℃で30分間加熱した。加熱前後のサンプルに対してそれぞれ、赤外線吸収スペクトル測定を行った。その結果、露光を行った塗膜の加熱後のサンプルについては、重合したことを示すSi-O-Si結合に帰属される1020cm-1のピークが出現し、原料を示すSi-OCH3に帰属される2850cm-1と850cm-1のピークは加熱前のサンプルよりも減少した。未露光の塗膜の加熱後のサンプルについても、重合したことを示すSi-O-Si結合に帰属される1020cm-1のピークが出現したが、露光を行った塗膜と比較するとそのピークは小さかった。これらにより、本願の塩基発生剤を用いて、露光を行うと塩基が発生し、アルコキシシラン縮合物の重合を促進することが明らかになった。

Claims (14)

  1.  下記化学式(1)で表わされ且つ電磁波の照射と加熱により、塩基を発生することを特徴とする、塩基発生剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     (式(1)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。但し、R及びRの少なくとも1つは1価の有機基である。R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であり、同一であっても異なっていても良い。R、R、R及びRは、それらの2つ以上が結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
  2.  発生する塩基が、アミド結合を形成可能なNH基を1つ有する2級アミン及び/又は複素環式化合物であることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の塩基発生剤。
  3.  前記式(1)において、R、R、R及びRの少なくとも1つが、ハロゲン、水酸基、ニトロ基、ニトロソ基、メルカプト基、シリル基、シラノール基又は1価の有機基であるか、或いは、R、R、R及びRの2つ以上が結合して、R、R、R及びRが結合しているベンゼン環と縮合環を形成している、請求の範囲第1項又は第2項に記載の塩基発生剤。
  4.  発生する塩基の沸点が25℃以上であり、350℃における重量減少が80%以上であることを特徴とする、請求の範囲第1項~第3項のいずれかに記載の塩基発生剤。
  5.  発生する塩基の構造が下記式(2)で表される塩基発生剤である、請求の範囲第1項~第4項のいずれかに記載の塩基発生剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)中、R及びRは、それぞれ独立に、1価の有機基であり、置換基を有してもよい炭素数1~10のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素数4~12のシクロアルキル基である。R及びRは、同一であっても異なっていても良い。R及びRは、それらが結合して環状構造を形成していても良く、ヘテロ原子の結合を含んでいても良い。)
  6.  365nm、405nm、436nmの電磁波の波長のうち少なくとも一つの波長に吸収を有することを特徴とする、請求の範囲第1項~第5項のいずれかに記載の塩基発生剤。
  7.  塩基性物質によって又は塩基性物質の存在下での加熱によって最終生成物への反応が促進される高分子前駆体、及び、前記請求の範囲第1項~第6項のいずれかに記載の塩基発生剤を含有することを特徴とする、感光性樹脂組成物。
  8.  前記高分子前駆体が、エポキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、又はチイラン基を有する化合物及び高分子、ポリシロキサン前駆体、ポリイミド前駆体、並びにポリベンゾオキサゾール前駆体よりなる群から選択される1種以上を含むことを特徴とする、請求の範囲第7項に記載の感光性樹脂組成物。
  9.  前記高分子前駆体が、塩基性溶液に可溶であることを特徴とする、請求の範囲第7項又は第8項に記載の感光性樹脂組成物。
  10.  前記高分子前駆体が、ポリイミド前駆体又はポリベンゾオキサゾール前駆体であることを特徴とする、請求の範囲第7項~第9項のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
  11.  塗料、印刷インキ、シール剤、又は接着剤、或いは、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、光学部材又は建築材料の形成材料として用いられる請求の範囲第7項~第10項のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
  12.  前記請求の範囲第7項~第11項のいずれかに記載の感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料。
  13.  前記請求の範囲第7項~第11項のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を用いて塗膜又は成形体を形成し、当該塗膜又は成形体を、所定パターン状に電磁波を照射し、照射後又は照射と同時に加熱し、前記照射部位の溶解性を変化させた後、現像することを特徴とするパターン形成方法。
  14.  前記請求の範囲第7項~第11項のいずれかに記載の感光性樹脂組成物又はその硬化物により少なくとも一部分が形成されている、印刷物、塗料、シール剤、接着剤、表示装置、半導体装置、電子部品、微小電気機械システム、光造形物、光学部材又は建築材料のいずれかの物品。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113813A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 大日本印刷株式会社 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品
WO2011126076A1 (ja) * 2010-04-09 2011-10-13 大日本印刷株式会社 薄膜トランジスタ基板
JP2011213783A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたレリーフパターンの製造方法並びに物品
JP2011222787A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Dainippon Printing Co Ltd 薄膜トランジスタ基板
JP2011225645A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Tokyo Univ Of Science エポキシ樹脂硬化用微粒子及びエポキシ樹脂硬化用微粒子の製造方法
JP2012082264A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Dainippon Printing Co Ltd 粘接着剤組成物及び粘接着シート
JP2012171953A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤の製造方法
JP2012184169A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤の製造方法
WO2012176621A1 (ja) * 2011-06-24 2012-12-27 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド組成物の製造方法
JP2013087154A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤、及び感光性樹脂組成物
JP2013095706A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Asahi Kasei E-Materials Corp 光塩基発生剤及びこれを含有する感光性樹脂組成物
WO2014024843A1 (ja) 2012-08-10 2014-02-13 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド化合物を含む結晶、及びその製造方法
WO2014024844A1 (ja) 2012-08-10 2014-02-13 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド化合物を含む結晶、及びその製造方法
CN103764625A (zh) * 2011-06-24 2014-04-30 东京应化工业株式会社 新型化合物
JP2014126717A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 感光性樹脂組成物
US9217050B2 (en) 2012-04-03 2015-12-22 3M Innovative Properties Company Crosslinkable composition comprising photobase generators
US9238702B1 (en) 2012-02-29 2016-01-19 3M Innovative Properties Company Photobase generators as latent ionic crosslinkers for acrylic pressure-sensitive adhesives
JP2016021068A (ja) * 2010-09-30 2016-02-04 大日本印刷株式会社 感光性樹脂組成物、パターン形成用材料及びパターン形成方法
JP2017048289A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 セメダイン株式会社 硬化性組成物、硬化物、及びモジュール
WO2017110982A1 (ja) 2015-12-25 2017-06-29 富士フイルム株式会社 樹脂、組成物、硬化膜、硬化膜の製造方法および半導体デバイス
WO2018221457A1 (ja) 2017-05-31 2018-12-06 富士フイルム株式会社 感光性樹脂組成物、ポリマー前駆体、硬化膜、積層体、硬化膜の製造方法および半導体デバイス
WO2021100768A1 (ja) 2019-11-21 2021-05-27 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、光硬化性樹脂組成物、積層体の製造方法、及び、電子デバイスの製造方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009123122A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 大日本印刷株式会社 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品
JP5573578B2 (ja) * 2009-10-16 2014-08-20 信越化学工業株式会社 パターン形成方法及びレジスト材料
KR20130114095A (ko) * 2010-09-17 2013-10-16 제이에스알 가부시끼가이샤 감방사선성 수지 조성물, 중합체 및 레지스트 패턴 형성 방법
JP5700547B2 (ja) * 2011-05-30 2015-04-15 国立大学法人京都大学 バイオチップ形成用感光性樹脂組成物、及びバイオチップ
CN103797418B (zh) * 2011-06-24 2017-06-13 东京应化工业株式会社 一种负型感光性树脂组合物、图案形成方法、固化膜、绝缘膜、滤色器及显示装置
CN103076716B (zh) * 2011-10-05 2017-10-17 东京应化工业株式会社 树脂组合物、感光性树脂组合物、衬垫以及显示装置
JP6109506B2 (ja) * 2011-10-05 2017-04-05 東京応化工業株式会社 樹脂組成物、感光性樹脂組成物、スペーサ、及び表示装置
US9616460B2 (en) 2011-12-02 2017-04-11 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Terminate-on-demand cationic polymerization method for forming a two-dimensional coating
TWI486335B (zh) 2011-12-29 2015-06-01 Eternal Materials Co Ltd 鹼產生劑
CN103365087B (zh) * 2012-03-28 2019-03-08 东京应化工业株式会社 绝缘膜形成用感光性树脂组合物、绝缘膜、以及绝缘膜的形成方法
JP5871771B2 (ja) * 2012-10-26 2016-03-01 東京応化工業株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物、ポリイミド樹脂パターンの形成方法、及びパターン化されたポリイミド樹脂膜
KR102174075B1 (ko) * 2012-12-21 2020-11-04 에이치디 마이크로시스템즈 가부시키가이샤 폴리이미드 전구체 수지 조성물
JP6436780B2 (ja) * 2012-12-28 2018-12-12 東京応化工業株式会社 感エネルギー性樹脂組成物
KR101988930B1 (ko) * 2012-12-31 2019-06-13 동우 화인켐 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 절연막
US9146469B2 (en) * 2013-03-14 2015-09-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Middle layer composition for trilayer patterning stack
CN105452383B (zh) * 2013-08-09 2018-09-11 太阳控股株式会社 感光性树脂组合物、其浮雕图案膜、浮雕图案膜的制造方法、包含浮雕图案膜的电子部件或光学制品、和包含感光性树脂组合物的粘接剂
KR20160091323A (ko) * 2013-10-17 2016-08-02 엑스제트 엘티디. 3d 잉크젯 인쇄용 텅스텐-카바이드/코발트 잉크 조성물
JP6337959B2 (ja) * 2014-04-15 2018-06-06 大日本印刷株式会社 粘接着シートを用いた構造物の補修ないし補強方法、粘接着シートを用いて補修ないし補強された構造物を製造する方法、粘接着シート
JP6408802B2 (ja) * 2014-06-27 2018-10-17 東京応化工業株式会社 感エネルギー性樹脂組成物
CN105739239B (zh) * 2014-12-10 2020-04-03 太阳油墨(苏州)有限公司 光固化性热固化性树脂组合物、干膜、固化物、及印刷电路板
JP6538509B2 (ja) * 2015-01-13 2019-07-03 太陽ホールディングス株式会社 感光性樹脂組成物、そのドライフィルム及び硬化物、硬化物を含む電子部品又は光学製品、並びに感光性樹脂組成物を含む接着剤
KR102386553B1 (ko) * 2015-01-27 2022-04-14 도레이 카부시키가이샤 수지, 감광성 수지 조성물 및 그들을 사용한 전자 부품, 표시 장치
JP2017151209A (ja) * 2016-02-23 2017-08-31 アーゼッド・エレクトロニック・マテリアルズ(ルクセンブルグ)ソシエテ・ア・レスポンサビリテ・リミテ ポジ型感光性シロキサン組成物
JP7039166B2 (ja) * 2016-09-30 2022-03-22 東京応化工業株式会社 樹脂組成物、硬化物の製造方法、及び硬化物
TWI621642B (zh) * 2016-11-30 2018-04-21 長興材料工業股份有限公司 聚醯亞胺前驅物及其應用
TWI827645B (zh) * 2018-08-23 2024-01-01 荷蘭商Asm Ip私人控股有限公司 基板處理設備及方法
WO2021049563A1 (ja) * 2019-09-10 2021-03-18 学校法人東京理科大学 光塩基発生剤、化合物、光反応性組成物及び反応生成物
JPWO2021132520A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01
JP7259141B1 (ja) 2021-08-31 2023-04-17 富士フイルム株式会社 硬化物の製造方法、積層体の製造方法、及び、半導体デバイスの製造方法、並びに、処理液
CN116635453A (zh) * 2021-08-31 2023-08-22 富士胶片株式会社 固化物的制造方法、层叠体的制造方法及半导体器件的制造方法以及处理液

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000321757A (ja) * 1999-05-11 2000-11-24 Konica Corp 画像形成材料
JP2005115361A (ja) * 2003-09-19 2005-04-28 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録材料及びホログラム記録方法。
JP2006189591A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Tokyo Institute Of Technology 感光性樹脂組成物、レリーフパターンの製造方法及び半導体装置
JP2009080452A (ja) * 2007-09-03 2009-04-16 Tokyo Univ Of Science 感光性樹脂組成物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4093461A (en) 1975-07-18 1978-06-06 Gaf Corporation Positive working thermally stable photoresist composition, article and method of using
JPS5952822B2 (ja) 1978-04-14 1984-12-21 東レ株式会社 耐熱性感光材料
JPH08227154A (ja) 1994-11-17 1996-09-03 Hitachi Ltd 感光性樹脂組成物及びパターン形成方法およびそれを用いた電子装置の製造方法
US6071667A (en) * 1995-04-13 2000-06-06 Hitachi Chemical Co., Ltd. Photosensitive resin composition containing a photosensitive polyamide resin
JP2000235246A (ja) 1999-02-15 2000-08-29 Konica Corp ハロゲン化銀カラー写真感光材料
US20020094938A1 (en) 2000-11-08 2002-07-18 The Procter & Gamble Company Photo-labile pro-fragrance conjugates
DE10115994A1 (de) 2001-03-30 2002-10-10 Wella Ag (p-Amino-hydroxyphenyl)acrylamid-Derivate und diese Verbindungen enthaltende Färbemittel
JP5005149B2 (ja) 2001-11-14 2012-08-22 日立化成工業株式会社 光塩基発生剤、硬化性組成物及び硬化方法
JP2005017354A (ja) 2003-06-23 2005-01-20 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録材料用組成物、ホログラム記録材料及びホログラム記録方法。
US7851121B2 (en) * 2006-02-10 2010-12-14 Central Glass Co., Ltd. Photosensitive polyimide composition and polyimide precursor composition
WO2009123122A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 大日本印刷株式会社 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000321757A (ja) * 1999-05-11 2000-11-24 Konica Corp 画像形成材料
JP2005115361A (ja) * 2003-09-19 2005-04-28 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録材料及びホログラム記録方法。
JP2006189591A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Tokyo Institute Of Technology 感光性樹脂組成物、レリーフパターンの製造方法及び半導体装置
JP2009080452A (ja) * 2007-09-03 2009-04-16 Tokyo Univ Of Science 感光性樹脂組成物

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8697332B2 (en) 2009-03-31 2014-04-15 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Base generator, photosensitive resin composition, pattern forming material comprising the photosensitive resin composition, pattern forming method using the photosensitive resin composition and products comprising the same
WO2010113813A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 大日本印刷株式会社 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法並びに物品
JP2011213783A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤、感光性樹脂組成物、当該感光性樹脂組成物からなるパターン形成用材料、当該感光性樹脂組成物を用いたレリーフパターンの製造方法並びに物品
WO2011126076A1 (ja) * 2010-04-09 2011-10-13 大日本印刷株式会社 薄膜トランジスタ基板
JP2011222787A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Dainippon Printing Co Ltd 薄膜トランジスタ基板
JP2011225645A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Tokyo Univ Of Science エポキシ樹脂硬化用微粒子及びエポキシ樹脂硬化用微粒子の製造方法
JP2016021068A (ja) * 2010-09-30 2016-02-04 大日本印刷株式会社 感光性樹脂組成物、パターン形成用材料及びパターン形成方法
JP2012082264A (ja) * 2010-10-07 2012-04-26 Dainippon Printing Co Ltd 粘接着剤組成物及び粘接着シート
JP2012171953A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤の製造方法
JP2012184169A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤の製造方法
WO2012176621A1 (ja) * 2011-06-24 2012-12-27 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド組成物の製造方法
JP2013006795A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Daicel Corp 不飽和カルボン酸アミド組成物の製造方法
CN103764625B (zh) * 2011-06-24 2016-08-17 东京应化工业株式会社 新型化合物
CN103764625A (zh) * 2011-06-24 2014-04-30 东京应化工业株式会社 新型化合物
JP2013087154A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Dainippon Printing Co Ltd 塩基発生剤、及び感光性樹脂組成物
JP2013095706A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Asahi Kasei E-Materials Corp 光塩基発生剤及びこれを含有する感光性樹脂組成物
US9238702B1 (en) 2012-02-29 2016-01-19 3M Innovative Properties Company Photobase generators as latent ionic crosslinkers for acrylic pressure-sensitive adhesives
US9217050B2 (en) 2012-04-03 2015-12-22 3M Innovative Properties Company Crosslinkable composition comprising photobase generators
KR20150040283A (ko) 2012-08-10 2015-04-14 주식회사 다이셀 불포화 카르복실산아미드 화합물을 포함하는 결정 및 그의 제조 방법
US9206138B2 (en) 2012-08-10 2015-12-08 Daicel Corporation Crystal containing unsaturated carboxylic acid amide compound and method for producing same
WO2014024844A1 (ja) 2012-08-10 2014-02-13 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド化合物を含む結晶、及びその製造方法
JPWO2014024843A1 (ja) * 2012-08-10 2016-07-25 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド化合物を含む結晶、及びその製造方法
JPWO2014024844A1 (ja) * 2012-08-10 2016-07-25 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド化合物を含む結晶、及びその製造方法
WO2014024843A1 (ja) 2012-08-10 2014-02-13 株式会社ダイセル 不飽和カルボン酸アミド化合物を含む結晶、及びその製造方法
JP2014126717A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 感光性樹脂組成物
JP2017048289A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 セメダイン株式会社 硬化性組成物、硬化物、及びモジュール
WO2017110982A1 (ja) 2015-12-25 2017-06-29 富士フイルム株式会社 樹脂、組成物、硬化膜、硬化膜の製造方法および半導体デバイス
WO2018221457A1 (ja) 2017-05-31 2018-12-06 富士フイルム株式会社 感光性樹脂組成物、ポリマー前駆体、硬化膜、積層体、硬化膜の製造方法および半導体デバイス
WO2021100768A1 (ja) 2019-11-21 2021-05-27 富士フイルム株式会社 パターン形成方法、光硬化性樹脂組成物、積層体の製造方法、及び、電子デバイスの製造方法

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