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WO2025187469A1 - 感光性樹脂組成物、感光性樹脂シート、硬化物、硬化物の製造方法、電子部品および表示装置 - Google Patents

感光性樹脂組成物、感光性樹脂シート、硬化物、硬化物の製造方法、電子部品および表示装置

Info

Publication number
WO2025187469A1
WO2025187469A1 PCT/JP2025/006270 JP2025006270W WO2025187469A1 WO 2025187469 A1 WO2025187469 A1 WO 2025187469A1 JP 2025006270 W JP2025006270 W JP 2025006270W WO 2025187469 A1 WO2025187469 A1 WO 2025187469A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
formula
carbon atoms
photosensitive resin
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/006270
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2025187469A8 (ja
Inventor
進 田中
昭典 佐伯
洸平 山岡
智之 弓場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of WO2025187469A1 publication Critical patent/WO2025187469A1/ja
Publication of WO2025187469A8 publication Critical patent/WO2025187469A8/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive resin composition suitable for use in electronic components and display devices, and also to the photosensitive resin composition, a cured product, a photosensitive resin sheet, electronic components, and display devices.
  • Polyimide resins and polybenzoxazole resins which have excellent heat resistance, electrical insulation, and mechanical properties, are widely used in surface protection films and interlayer insulating films used in electronic components, and in insulating layers and planarizing films used in display devices.
  • photosensitive resin compositions in which these resins themselves or their precursors have been given photosensitivity have come into use (hereinafter, these photosensitive resin compositions will be referred to as "polyimide resin or other photosensitive resin compositions").
  • the use of polyimide resin or other photosensitive resin compositions can simplify the pattern processing process and shorten the complicated manufacturing process.
  • Positive-type photosensitive resin compositions such as polyimide resins are proposed, in which the exposed areas become readily soluble in developer and can be patterned, and negative-type materials, in which the composition itself is readily soluble and the exposed areas become insoluble in developer.
  • positive-type photosensitive resin compositions such as polyimide resins have superior resolution compared to negative-type compositions, so they are used in applications requiring fine processing capabilities.
  • Known positive-type photosensitive resin compositions such as polyimide resins, include those in which a quinone diazide compound is added to a polyimide, polybenzoxazole, polyimide precursor, or polybenzoxazole precursor (see, for example, Patent Document 1), and those in which a photoacid generator is added to a polyamide containing a protecting group that can be cleaved in the presence of acid (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 combines an alkali-soluble resin with a quinone diazide compound.
  • the quinone diazide compound interacts with the alkali-soluble resin, reducing the solubility of the composition in alkaline developer.
  • a photochemical reaction upon exposure turns it into an indene carboxylic acid compound, which acts as a dissolution promoter in alkaline developer, resulting in a difference in dissolution rate between unexposed and exposed areas, enabling pattern processing.
  • sensitivity depends on the amount of quinone diazide compound added, but increasing the amount of quinone diazide compound reduces the photochemical reaction rate due to the light absorption of the quinone diazide itself, limiting the improvement in sensitivity.
  • Patent Document 2 involves substituting the hydrogen atoms of hydroxyl groups in alkali-soluble polyamide with protective groups that can be removed in the presence of acid to create an alkali-insoluble resin, which is then combined with a photoacid generator.
  • This technology uses acid generated from the photoacid generator in exposed areas to remove the protective groups from the polyamide, converting the resin from an alkali-insoluble state to an alkali-soluble one. This results in a difference in dissolution rate between exposed and unexposed areas, making positive-tone pattern processing possible.
  • this technology has issues such as insufficient sensitivity improvement due to the low acid generation efficiency of the photoacid generator being inhibited by the light absorption of the polyamide, and the need to increase the protection rate to improve solubility in solvents.
  • the object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition that has high sensitivity and excellent solvent solubility.
  • a photosensitive resin composition containing (a) a resin ((a) resin) containing a repeating unit represented by formula (13), and (b) a photosensitizer.
  • R 5 is a cycloalkane-1,1-diyl group having m 1 carbon atoms
  • R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group) within the group, and when a plurality of R 8 are present, they may be the same or different.
  • m 1 is an integer of 4 or greater and 7 or less
  • n 1 is an integer of 1 or greater and 2m 1 -2 or less.
  • R 5 -(R 8 )n 1 does not have an axisymmetric structure with respect to the line connecting the carbon at the [m 1 /2+1] position and the carbon at the 1st position
  • m 1 is an odd number
  • it does not have an axisymmetric structure with respect to the line connecting the midpoint of the bond between the carbon at the [(m 1 +1)/2] position and the carbon at the [(m 1 +1)/2+1] position and the carbon at the 1st position.
  • * represents a bonding point.
  • R6 and R7 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group).
  • R6 and R7 do not have the same structure.
  • * represents a bonding point.
  • R9 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. * represents a point of attachment.
  • U is a tetravalent organic group having 1 to 120 carbon atoms and containing a structure selected from the group consisting of formulas (2), (3), (14), and (15)
  • Y is a divalent organic group having 1 to 120 carbon atoms and which may contain a structure selected from the group consisting of formulas (2), (3), (14), and (15).
  • [3] The photosensitive resin composition according to [2] above, wherein all or part of the repeating units represented by formula (13) are repeating units represented by formula (1).
  • R1 and R2 are as described in formula (13).
  • R3 and R4 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 3
  • X is a structure selected from the group consisting of formula (2) and formula (3)
  • V is a divalent organic group having 1 to 120 carbon atoms which may contain a structure selected from the group consisting of formula (2) and formula (3).
  • R 10 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms; when a plurality of R 11 are present, each R 11 independently represents a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms; s represents an integer of 2 or 3; and t represents an integer satisfying 0 ⁇ t ⁇ (s+1).)
  • R 12 represents an organic group having 1 to 30 carbon atoms. * represents a bonding point.
  • R 12 has a thermal crosslinkable group.
  • R 6 and R 7 satisfy the following condition 1 or condition 2: Condition 1: One of R 6 and R 7 is a hydrogen atom, and the other is a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group) within the group.
  • R 13 to R 18 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. However, the total number of carbon atoms of R 13 to R 14 is not equal to the total number of carbon atoms of R 17 to R 18.
  • R 19 to R 28 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that the total number of carbon atoms of R 19 to R 22 is not equal to the total number of carbon atoms of R 25 to R 28 .
  • R 29 to R 36 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that the total number of carbon atoms of R 29 to R 32 is not equal to the total number of carbon atoms of R 33 to R 36 .
  • R 37 to R 48 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that the total number of carbon atoms of R 37 to R 42 is not equal to the total number of carbon atoms of R 43 to R 48 .
  • R 53 to R 55 each independently represent a halogen atom, a hydroxyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms; i represents an integer of 0 to 2, j represents an integer of 0 to 3, and k represents an integer of 0 to 3.
  • R 58 represents a trivalent to hexavalent alicyclic group or aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms; when a plurality of R 59 are present, each independently represents a monovalent aliphatic group having 1 to 6 carbon atoms; when a plurality of Q are present, each independently represents a hydrogen atom, a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group, or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group, provided that all Qs cannot be hydrogen atoms; P1 represents an integer of 0 to 4; P2 represents an integer of 1 to 5; and P1+P2 represents an integer of 1 to 5.
  • q represents an integer of 3 to 6.
  • the resin (a) contains, as the repeating unit represented by formula ( 1 ), a repeating unit in which either or both of R 1 and R 2 are an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms.
  • Each Y1 independently represents at least one tetravalent organic group selected from the group consisting of an aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 4 to 40 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 40 carbon atoms.
  • Each Z1 independently represents a divalent organic group having 2 to 40 carbon atoms.
  • Each R60 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent organic group having 2 to 20 carbon atoms and an ethylenically unsaturated double bond.
  • X 1 's each independently represent a direct bond or a divalent group represented by formula (39); R 61 's each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; X 2 's each independently represent a divalent group represented by formula (2) or a divalent group represented by formula (3); v's each independently represent 0 or 1; and * represents a bonding point to bond to the imide structure or amide structure.
  • the photosensitive resin composition of the present invention has high sensitivity and excellent solvent solubility.
  • organic group refers to a general term for an atomic group consisting of a hydrocarbon skeleton, and when used in a photosensitive resin composition, it may contain a nitrogen atom (e.g., an amide bond), an oxygen atom (e.g., an ether bond, a ketone group, an ester bond), or a sulfur atom (e.g., a thioether bond, a thioketone group, a sulfonyl group, a thioester bond) within the hydrocarbon skeleton, provided that it can be chemically identified as such.
  • a nitrogen atom e.g., an amide bond
  • oxygen atom e.g., an ether bond, a ketone group, an ester bond
  • sulfur atom e.g., a thioether bond, a thioketone group, a sulfonyl group, a thioester bond
  • aromatic group refers to a group that is part of an organic group and has an aromatic ring
  • alicyclic group refers to a group that is part of an organic group and has a cyclic structure that does not have aromaticity
  • aliphatic group refers to a group that is part of an organic group and does not fall into the category of either an aromatic group or an alicyclic group.
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains (a) a resin containing a repeating unit represented by formula (13) (hereinafter simply referred to as "(a) resin"), and (b) a photosensitizer.
  • R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a monovalent acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms.
  • U represents a tetravalent organic group having 1 to 120 carbon atoms
  • Y represents a divalent organic group having 1 to 120 carbon atoms, and one or both of U and Y include a structure selected from the group consisting of formula (2), formula (3), formula (14), and formula (15).
  • R 5 is a cycloalkane-1,1-diyl group having m 1 carbon atoms
  • R 8 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group) within the group, and when a plurality of R 8 are present, they may be the same or different.
  • m 1 is an integer of 4 or greater and 7 or less
  • n 1 is an integer of 1 or greater and 2m 1 -2 or less.
  • R 5 -(R 8 )n 1 does not have an axisymmetric structure with respect to the line connecting the carbon at position [m 1 /2+1] and the carbon at position 1, and when m 1 is an odd number, it does not have an axisymmetric structure with respect to the line connecting the midpoint of the bond between the carbon at position [(m 1 +1)/2] and the carbon at position [(m 1 +1)/2+1] and the carbon at position 1.
  • * represents a bonding point.
  • R6 and R7 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group).
  • the photosensitive resin composition of the present invention contains (a) a resin.
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a monovalent acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms;
  • U represents a tetravalent organic group having 1 to 120 carbon atoms;
  • Y represents a divalent organic group having 1 to 120 carbon atoms; and one or both of U and Y include a structure selected from the group consisting of formula (2), formula (3), formula (14), and formula (15).
  • R5 is a cycloalkane-1,1-diyl group having m1 carbon atoms
  • R8 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group) within the group; when a plurality of R8 groups are present, they may be the same or different.
  • m1 is an integer of 4 to 7
  • n1 is an integer of 1 to 2m1-2 .
  • R5-( R8 )n1 does not have an axisymmetric structure with respect to the line connecting the carbon at the [ m1 /2+1] position and the carbon at the 1st position; when m1 is an odd number, R5- (R8) n1 does not have an axisymmetric structure with respect to the line connecting the midpoint of the bond between the carbon at the [( m1 +1)/2] position and the carbon at the [( m1 +1)/2+1] position.
  • * represents a bonding point.
  • R6 and R7 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group). However, R6 and R7 do not have the same structure. * represents a bonding point.
  • each R 9 independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. * represents a bonding point.
  • R5 is a cycloalkane-1,1-diyl group having m1 carbon atoms
  • m1 is an integer of 4 or more and 7 or less.
  • m1 is preferably 5 or 6.
  • R8 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group). When there are multiple R8s , they may be the same or different.
  • hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, ethylhexyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, 2-propanoyl, 2-butyl, 2-methylbutanoyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, and ethenyl, of which methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, and ethylhexyl are preferred.
  • hydrocarbon groups containing an ether bond include a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, a methoxybutyl group, a methoxypropyl group, a methoxybutyl group, an ethoxymethyl group, an ethoxyethyl group, an ethoxybutyl group, an ethoxypropyl group, and an ethoxybutyl group.
  • hydrocarbon groups containing a carbonyl group include ethanoyl, propanoyl, butanoyl, pentanoyl, acryloyl, and methacryloyl groups, with acryloyl and methacryloyl groups being preferred.
  • n 1 is an integer of 1 or more and 2m 1 ⁇ 2 or less. From the viewpoint of improving solubility in a solvent, n 1 is preferably an integer of 1 or more and 5 or less.
  • R5- ( R8 ) n1 when m1 is an even number, R5- ( R8 ) n1 does not have a structure that is linearly symmetrical with respect to the line connecting the carbon at the [ m1 / 2 +1] position and the carbon at the 1st position.
  • R5-(R8)n1 when m1 is an odd number, R5-(R8)n1 does not have a structure that is linearly symmetrical with respect to the line connecting the midpoint of the bond between the carbon at the [( m1 +1)/2] position and the carbon at the [(m1+1)/2+1] position.
  • the total number of carbon atoms in R8 is more preferably from 1 to 5, and even more preferably from 2 to 5. Most preferably, the total number of carbon atoms in R8 is from 2 to 5, and the structure is such that two R8s are bonded to one of the carbon atoms of the cycloalkane-1,1-diyl group, as shown below.
  • the structure represented by formula (2) be any of the structures represented by formulas (2-1) to (2-4).
  • R 13 to R 48 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, and t-butyl groups.
  • the total number of carbon atoms of R 13 to R 14 is not equal to the total number of carbon atoms of R 17 to R 18 ; in the formula (2-2), the total number of carbon atoms of R 19 to R 22 is not equal to the total number of carbon atoms of R 25 to R 28 ; in the formula (2-3), the total number of carbon atoms of R 29 to R 32 is not equal to the total number of carbon atoms of R 33 to R 36 ; and in the formula (2-4), the total number of carbon atoms of R 37 to R 42 is not equal to the total number of carbon atoms of R 43 to R 48 .
  • the difference between the total number of carbon atoms of R 13 to R 14 and the total number of carbon atoms of R 17 to R 18 in formula (2-1), the difference between the total number of carbon atoms of R 19 to R 22 and the total number of carbon atoms of R 25 to R 28 in formula (2-2), the difference between the total number of carbon atoms of R 29 to R 32 and the total number of carbon atoms of R 33 to R 36 in formula (2-3), and the difference between the total number of carbon atoms of R 37 to R 42 and the total number of carbon atoms of R 43 to R 48 in formula (2-4) are each 1 to 3.
  • R6 and R7 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group). However, R6 and R7 do not have the same structure. * represents a bonding point.
  • hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms the hydrocarbon group containing an ether bond, or the hydrocarbon group containing a carbonyl group (ketone group) are the same as those described for R8 .
  • R 6 and R 7 in the formula (3) satisfy the following condition 1 or 2:
  • R 6 and R 7 are hydrogen atom, and the other is a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group) within the group.
  • R6 and R7 are both hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, which may contain an ether bond or a carbonyl group (ketone group) within the group. (Note that R6 and R7 do not have the same structure.) It is more preferable that the resin (a) used in the present invention satisfies condition 2.
  • the total number of carbon atoms in R6 and R7 is 3 or more and 10 or less. Most preferably, the total number of carbon atoms in R6 and R7 is 4 or more and 8 or less, and the difference in the number of carbon atoms between R6 and R7 is 2 or more.
  • Preferred specific examples of the groups represented by formulas (2) to (3) include groups represented by formulas (5) to (12) and formulas (18) to (24), but are not limited to these.
  • R 9 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R9 is preferably a methyl group or an ethyl group.
  • U(OR 1 )(OR 2 Specific preferred examples of the phenolic hydroxyl group include residues of 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methylene, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)ether, bis(3-amino-4-hydroxy)biphenyl, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)fluorene, 2,2-bis[3-(3-aminobenzamido)-4-hydroxyphenyl]propane, 2,2-bis[3-(3-aminobenzamido)-4-hydroxyphenyl]-1,1,1-trifluoroethane, bis(3-
  • Y represents a residue of a dicarboxylic acid.
  • groups that can be used as Y include residues corresponding to malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenyl sulfone dicarboxylic acid, biphenyl dicarboxylic acid, 2,2-bis(carboxyphenyl)propane, 2,2-bis(carboxyphenyl)hexafluoropropane, 1,3-cyclopen
  • U in formula (13) contains a structure represented by any one of formulas (2), (3), (14), and (15), and it is more preferable that all or part of the repeating units represented by formula (13) are repeating units represented by formula (1).
  • R 1 and R 2 are the same as those in the formula (13), including the preferred ranges, and therefore the same explanation is incorporated herein.
  • R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a 2-propyl group, a 2-butyl group, a tert-butyl group, and a 2-methylpropyl group.
  • R3 and R4 are either a methyl group or an ethyl group.
  • m2 and n2 each independently represent an integer of 0 to 3.
  • m2 and n2 in the formula (1) are 0.
  • X is a structure selected from the group consisting of the formulas (2) and (3) and is directly bonded to the aromatic ring. From the perspective of improving solubility in solvents, the preferred ranges of the formulas (2) and (3) are as described above, but it is particularly preferable that X in the formula (1) is a group represented by any of the formulas (5) to (12) and the formulas (18) to (24), and even more preferably a group represented by any of the formulas (6), (7), (10), (12), (18), (19), (20), (21), (22), and (24).
  • V represents a divalent organic group having 1 to 120 carbon atoms, which may contain a structure selected from the group consisting of formulas (2) and (3). From the perspective of reducing development residues, V in the formula (1) is preferably a divalent aromatic group having 6 to 50 carbon atoms, a linear or branched divalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent alicyclic group having 3 to 9 carbon atoms, or a divalent group having an adamantane skeleton. Specific preferred examples include those listed for Y in the explanation of the formula (13).
  • divalent aromatic groups having 6 to 50 carbon atoms include structures in which aromatic rings are linked by organic groups such as single bonds, alkyl groups, ether groups, sulfide groups, sulfone groups, and ketone groups.
  • Divalent aromatic groups having 6 to 50 carbon atoms more preferably have 6 to 30 carbon atoms.
  • divalent aromatic groups having 6 to 30 carbon atoms include a phenyl group, a biphenyl group, a diphenyl ether group, a diphenyl sulfone group, a diphenyl propane group, a diphenyl hexafluoropropane group, a diphenyl methane group, a diphenyl sulfide group, and a naphthalene group.
  • linear or branched divalent aliphatic groups having 1 to 20 carbon atoms include methylene, ethylene, propylene, isopropylidene, butylene, isobutylene, pentamethylene, hexamethylene, and heptamethylene.
  • the number of carbon atoms in a linear or branched divalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms is more preferably 1 to 3.
  • Examples of linear or branched divalent aliphatic groups having 1 to 3 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and an isopropylidene group.
  • divalent alicyclic groups having 3 to 9 carbon atoms include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, dimethylcyclohexane, and dimethylcyclobutane.
  • V in formula (1) preferably has two or more benzene rings.
  • organic groups having two or more benzene rings include those in which benzene rings are bonded via organic groups, such as diphenyl ether, diphenyl sulfone, diphenyl ketone, and diphenylmethane, and those in which one or more sides of the benzene rings are shared, forming a polycyclic aromatic group, such as naphthalene and anthracene.
  • Having two or more benzene rings reduces the concentration of amide groups in the polymer main chain, further reducing the intermolecular forces of the (a) resin, which has low symmetry and high steric hindrance, and improving solubility in solvents.
  • the divalent aromatic group having 6 to 50 carbon atoms represented by V in formula (1) be a group of formula (25) or formula (26).
  • R 49 to R 52 each independently represent a halogen atom, a hydroxyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms.
  • Preferred specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a 2-propyl group, a 2-butyl group, a tert-butyl group, a 2-methylpropyl group, a trifluoromethyl group, and a pentafluoroethyl group.
  • d and e each independently represent an integer from 0 to 4
  • f represents an integer from 1 to 3
  • g and h each independently represent an integer from 0 to 3.
  • Z represents a single bond, an ether group, a thioether group, a sulfone group, a ketone group, or a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms. From the perspective of improving solubility in solvents, Z is preferably an ether group.
  • V in the formula (1) has an alicyclic group having 4 to 6 carbon atoms
  • the polarity of the (a) resin which has low symmetry and high steric hindrance, is further reduced, improving its solubility in solvents.
  • V in the formula (1) be a group represented by any of the formulas (27) to (29).
  • R 53 to R 55 each independently represent a halogen atom, a hydroxyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which some of the hydrogen atoms may be substituted with halogen atoms.
  • Preferred specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a 2-propyl group, a 2-butyl group, a tert-butyl group, a 2-methylpropyl group, a trifluoromethyl group, and a pentafluoroethyl group.
  • i represents an integer of 0 to 2
  • j represents an integer of 0 to 3
  • k represents an integer of 0 to 3.
  • * represents a bonding point.
  • the total number of carbon atoms contained in all R 53 is 5 or less
  • the total number of carbon atoms contained in all R 54 is 4 or less
  • the total number of carbon atoms contained in all R 55 is 3 or less.
  • the total number of carbon atoms contained in all of R 53 , all of R 54 and all of R 55 is preferably 1 or less, and more preferably 0.
  • R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a monovalent acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms.
  • —OR1 and —OR2 are bonded at the ortho-position relative to the amide bond bonded to the same aromatic ring.
  • the acid-decomposable group referred to here refers to a functional group that can be converted to —OH (phenolic hydroxyl group) by the action of an acid generated from a photoacid generator upon exposure to —OR 1 and —OR 2 in formula (13).
  • —OH phenolic hydroxyl group
  • the phenolic hydroxyl group increases the dissolution rate in an alkaline developer, and therefore the difference in dissolution rate during development between the unexposed and exposed areas increases, making it possible to form a relief pattern in which the exposed areas are dissolved.
  • the structures of -OR 1 and -OR 2 can be converted into phenolic hydroxyl groups by the action of an acid, and therefore the structures of -OR 1 and -OR 2 in this case are sometimes referred to as "hydroxyl groups protected by an acid-decomposable group.”
  • the conversion of -OR 1 and -OR 2 to -OH is referred to as "deprotection”
  • the proportion of -OH before protection that is converted to -OR 1 and -OR 2 by the reaction with a protecting agent is referred to as the "protection rate.”
  • a specific method for calculating the protection rate is as follows.
  • the protection rate was measured using a 400 MHz 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance) spectrometer (AL-400 manufactured by JEOL Ltd.). Specifically, the measurement was performed 16 times in a deuterated dimethyl sulfoxide solution.
  • the protection rate was calculated using the following formula, where M is the integral value of the protons of the phenolic hydroxyl groups observed in the vicinity of 9 ppm to 11 ppm in the resin before protection, and N is the integral value of the protons of the phenolic hydroxyl groups observed in the vicinity of 9 ppm to 11 ppm in the resin after protection.
  • At least one of R 1 and R 2 in the formula (13) is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a monovalent acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms, and more preferably a monovalent acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms.
  • monovalent acid-decomposable groups having 1 to 120 carbon atoms include, but are not limited to, t-butoxycarbonyl groups, t-butyl groups, tetrahydropyranyl groups, and ( ⁇ -oxyalkyl)alkylene groups.
  • the acid-decomposable group having 1 to 120 carbon atoms is preferably a t-butoxycarbonyl group or an ( ⁇ -oxyalkyl) alkylene group, and more preferably an ( ⁇ -oxyalkyl) alkylene group.
  • An ( ⁇ -oxyalkyl)alkylene group is a group (R is a hydrogen atom or an alkyl group) that forms an —O—CR 2 —O— bond together with the oxygen atom to which the group is bonded.
  • the ( ⁇ -oxyalkyl)alkylene group may have a hydrogen atom in the alkyl group or alkylene group (excluding a hydrogen atom when the atom bonded to the ⁇ -position is a hydrogen atom) substituted with an oxyalkyl group, or may form a ring structure between two or more alkyl groups or between an alkyl group and an alkylene group. Specific examples of such structures include the structure shown in the formula below.
  • R 62 to R 67 and R 69 represent monovalent organic groups
  • R 68 and R 70 represent divalent organic groups
  • * represents the bonding site with the oxygen atom.
  • Examples of the monovalent organic group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, cyclic alkyl groups having 5 to 10 carbon atoms, alkoxyalkyl groups having 2 to 8 carbon atoms, and alkoxycyclic alkyl groups having 6 to 16 carbon atoms.
  • a more preferred example of an ( ⁇ -oxyalkyl)alkylene group is a group represented by formula (40).
  • R 74 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic alkyl group having 5 to 10 carbon atoms, an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkoxycyclic alkyl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • the hydrogen atom moiety may be substituted with a direct bond to form a ring structure. * indicates a bonding site.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, and hexyl.
  • alkoxyalkyl groups having 2 to 8 carbon atoms include methoxymethyl, methoxyethyl, methoxypropyl, methoxybutyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxypropyl, ethoxybutyl, propoxymethyl, propoxyethyl, propoxypropyl, and propoxybutyl groups.
  • cyclic alkyl groups having 5 to 10 carbon atoms include cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, cycloheptylmethyl, cyclopentylethyl, cyclohexylethyl, cycloheptylethyl, cyclopentylpropyl, cyclohexylpropyl, and cycloheptylpropyl.
  • alkoxy cyclic alkyl groups having 6 to 16 carbon atoms include methoxypentyl, ethoxypentyl, propoxypentyl, dimethoxypentyl, diethoxypentyl, dipropoxypentyl, trimethoxypentyl, triethoxypentyl, tripropoxypentyl, methoxyhexyl, ethoxyhexyl, propoxyhexyl, dimethoxyhexyl, diethoxyhexyl, dipropoxyhexyl, trimethoxyhexyl, triethoxyhexyl, tripropoxyhexyl, methoxyheptyl, ethoxyheptyl, propoxyheptyl, dimethoxyheptyl, diethoxyheptyl, dipropoxyheptyl, trimethoxyheptyl, triethoxyheptyl, and tripropoxyheptyl.
  • alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms include methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, and hexoxy groups.
  • Formula (40) represents a case where R1 and R2 of -OR1 and -OR2 in formula (13) are ( ⁇ -oxyalkyl)alkylene groups, and the carbon at the ⁇ -position, i.e., the carbon to which R72 to R74 are bonded, is a secondary or tertiary carbon.
  • R1 and R2 are a group represented by formula (40)
  • the activation energy for converting -OR1 and -OR2 to a phenolic hydroxyl group, i.e., deprotection can be reduced. Therefore, even when only a small amount of acid is generated in the photosensitive composition upon exposure, deprotection can be achieved, resulting in a highly sensitive photosensitive resin composition.
  • R1 and R2 are preferably groups represented by any of formulas (41) to (43), and particularly preferably groups represented by formula (41).
  • the structure of hydroxyl groups protected by acid-decomposable groups can be obtained by reacting a resin having hydroxyl groups, including phenolic hydroxyl groups, with a protecting agent.
  • the resin having hydroxyl groups can be reacted with a protecting agent in the presence of an acid or a base at a reaction temperature of ⁇ 20 to 50° C. without a solvent or in a solvent such as toluene, hexane, propylene glycol monomethyl ether acetate, or cyclopentanone, to obtain a resin (a) in which —OR 1 and —OR 2 are hydroxyl groups protected with acid-decomposable groups.
  • the protecting agent used in the present invention is a compound capable of protecting a hydroxyl group, and the protecting group introduced thereby can be deprotected by the action of an acid or base. Any known protecting agent capable of protecting a hydroxyl group can be used as the protecting agent.
  • ethyl vinyl ether can be used when R 1 and R 2 are 1-ethoxyethyl groups
  • 3,4-dihydro-2H-pyran can be used when R 1 and R 2 are 2-tetrahydropyranyl groups
  • di-tert-butyl dicarbonate can be used when R 1 and R 2 are t-butoxycarbonyl groups.
  • An acid or base catalyst can be used in the reaction to react a resin having hydroxyl groups, including phenolic hydroxyl groups, with a protecting agent to obtain a resin containing a hydroxyl group structure protected by an acid-decomposable group.
  • acid catalysts include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, and perchloric acid, and organic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoroacetic acid.
  • organic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and trifluoroacetic acid.
  • Organic acid salts such as pyridinium p-toluenesulfonate are also preferably used.
  • Base catalysts include amine compounds such as pyridine, N,N-diethyl-4-aminopyridine, triethylamine, and diisopropylamine.
  • the (a) resin used in the present invention can be synthesized by known methods. For example, it can be obtained by reacting a bisaminophenol compound with a dicarboxylic acid, the corresponding dicarboxylic acid chloride, or a dicarboxylic acid activated ester.
  • the repeating units represented by formula (13) account for 40 mol% or more, preferably 60 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more of all repeating units, with the upper limit being 100 mol%.
  • the (a) resin may contain repeating units having an ⁇ -hydroxy(alkyl or hydrogen) arylamide structure other than the repeating units represented by formula (13).
  • Repeating units having an ⁇ -hydroxy(alkyl or hydrogen) arylamide structure are obtained by reacting a bisaminophenol with a dicarboxylic acid, a dicarboxylic acid chloride, or a dicarboxylic acid activated ester.
  • the (a) resin may contain copolymerizable repeating units other than the ⁇ -hydroxy(alkyl or hydrogen) arylamide structure in a range of less than 30 mol%, preferably 20 mol% or less, and more preferably 10 mol% or less of all repeating units.
  • the introduction ratio of monoamines used as end-capping agents is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, even more preferably 60 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more, when the amount of terminal carboxyl groups contained in the (a) resin before capping is taken as 100 mol%.
  • the introduction ratio of acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, or monoactive ester compounds used as end-capping agents is preferably 20 mol% or more, more preferably 40 mol% or more, even more preferably 60 mol% or more, and particularly preferably 80 mol% or more, when the amount of terminal amino groups contained in the (a) resin before capping is taken as 100 mol%.
  • Multiple end-capping agents may be used.
  • the capping rate of the resin's main chain ends was measured using a 400 MHz 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance) spectrometer (AL-400, manufactured by JEOL Ltd.). Specifically, the measurement was performed 16 times in a deuterated dimethyl sulfoxide solution.
  • the theoretical integral of protons attributable to functional groups specific to the terminal structure e.g., thermally crosslinkable groups
  • H2 the integral of protons attributable to the same functional groups actually observed above
  • Main chain end blocking rate (mol%) H2/H1 x 100.
  • monoamines used as end-capping agents include propylamine, isopropylamine, butylamine, aniline, o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, and 4-aminostyrene.
  • acid anhydrides used as end-capping agents include nadic anhydride, maleic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and hexahydrophthalic anhydride.
  • monocarboxylic acid chloride compounds include acryloyl chloride, methacryloyl chloride, butyryl chloride, propionic acid chloride, 2-ethylhexanoic acid chloride, cyclohexanecarboxylic acid chloride, benzoyl chloride, naphthoyl chloride, heptanoic acid chloride, isobutyryl chloride, isononanoyl chloride, neodecanoyl chloride, octanoyl chloride, pivaloyl chloride, valeroyl chloride, methoxyacetyl chloride, acetoxyacetyl chloride, phenylacetyl chloride, cinnamoyl chloride, and acetyl chloride.
  • a specific example of a mono-active ester compound is N-benzoylimidazole.
  • At least one of the terminal structures of the (a) resin has a thermally crosslinkable group or a phenolic hydroxyl group.
  • thermally crosslinkable groups include methylol groups, alkoxymethyl groups, vinyl groups, ethynyl groups, epoxy groups, glycidyl groups, oxetanyl groups, and maleimide groups.
  • the (a) resin have a structure represented by formula (17) at at least one of the molecular chain terminals.
  • R 12 represents an organic group having 1 to 30 carbon atoms. Specific examples of the organic group having 1 to 30 carbon atoms include the same as the residue of the monocarboxylic acid chloride compound.
  • R 12 has a thermally crosslinkable group.
  • the thermally crosslinkable group include a methylol group, an alkoxymethyl group, a vinyl group, an ethynyl group, an epoxy group, a glycidyl group, an oxetanyl group, and a maleimide group.
  • the weight-average molecular weight of the (a) resin measured by gel permeation chromatography, is preferably 3,000 to 200,000, more preferably 5,000 to 100,000, and even more preferably 7,000 to 60,000, in terms of polystyrene.
  • the weight average molecular weight was measured using a gel permeation chromatography (GPC) analyzer under the following conditions.
  • Measuring device Waters 2695 (manufactured by Waters) Column temperature: 50°C Flow rate: 0.4mL/min Detector: 2489 UV/Vis Detector (measurement wavelength 260 nm)
  • Developing solvent NMP (containing 0.21% by mass of lithium chloride and 0.48% by mass of phosphoric acid)
  • Guard column TOSOH TSK guard column (manufactured by Tosoh Corporation)
  • the (b) photosensitizer used in the present invention is a compound that has the function of generating an acid upon exposure to light or a compound that itself is transformed into an acidic compound upon exposure to light. Any known (b) photosensitizer can be used as long as it does not impair the effects of the present invention.
  • photosensitizers include ester compounds of polyhydric phenol compounds and naphthoquinone diazide sulfonic acid compounds, onium salt-type ionic photoacid generators, and non-ionic photoacid generators.
  • An onium salt is a compound formed when a compound with an electron pair that is not involved in a chemical bond forms a coordinate bond with another cationic compound using that electron pair.
  • the cationic portion of the onium salt determines the photochemical properties (molar absorption coefficient, absorption wavelength, quantum yield), while the anionic portion determines the strength of the acid generated.
  • non-ionic photoacid generators are photoacid generators in which the light-absorbing portion and the acid are connected via an ester bond.
  • the polyhydric phenol compounds used in the ester compounds of polyhydric phenol compounds and naphthoquinone diazide sulfonic acid compounds include Bis-Z, TekP-4HBPA, TekOC-4HBPA, TrisP-HAP, TrisP-PA, BisP-AP, BisP-3MZ, Bis25X-F, BisOC-FL, BisP-MIBK, DML-PC, DML-POP, TML-BPA, TMOM-BP (trade names, all of which are sold in Honshu).
  • Examples of such compounds include BIP-OC, BIP-PC, BIR-PC, BIR-PTBP, BIR-PCHP, BIP-BIOC-F, 4PC, BIR-BIPC-F, TEP-BIP-A, 46DMOC, 46DMOEP, and TM-BIP-A (trade names, all manufactured by Asahi Organic Chemicals Co., Ltd.), tetrahydroxybenzophenone, methyl gallate, bisphenol A, bisphenol E, and methylene bisphenol.
  • the (b) photosensitizer contains an ester compound of a polyhydric phenol compound represented by formula (32) and a naphthoquinone diazide sulfonic acid compound, as this strengthens the interaction with the (a) resin, which has low symmetry and high steric hindrance, reducing the solubility of the unexposed areas of the (a) resin in an alkaline developer, thereby increasing the difference in dissolution rate with the exposed areas, and ultimately improving the dimensional accuracy of the pattern after development.
  • an ester compound of a polyhydric phenol compound represented by formula (32) and a naphthoquinone diazide sulfonic acid compound
  • R58 represents a trivalent to hexavalent alicyclic or aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Specific preferred examples of the alicyclic or aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms include the structures shown below. In the structures below, * represents a bonding point, and the number of bonding points corresponds to q.
  • a methyl group an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a s-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, or a hexyl group.
  • each Q independently represents a hydrogen atom, a 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl group, or a 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl group. However, they cannot all be hydrogen atoms.
  • P1 is an integer from 0 to 4.
  • P2 is an integer from 1 to 5, and P1+P2 is an integer from 1 to 5.
  • P1 is preferably 0 or 1
  • P2 is preferably 1 or 2.
  • q represents an integer from 3 to 6. From the viewpoint of the heat resistance of the resin composition, q is preferably 3 or 4.
  • Preferred specific examples of formula (32) include the following structures, where Q is as explained above.
  • the esterification rate of the formula (32), i.e., the proportion of Q that is 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl groups or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl groups, is preferably 50 mol% or more, and more preferably 75 mol% or more, when the total amount of Q is taken as 100 mol%. This range increases the difference in dissolution rate between unexposed and exposed areas, resulting in improved pattern dimensional accuracy after development.
  • the content of the compound represented by formula (32) is 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, relative to 100% by mass of the (a) resin.
  • the (a) resin is a resin with significantly reduced symmetry, such as a resin containing a structure in which the total number of carbon atoms in R8 in formula (2) is 2 or more and 5 or less, and two R8s are bonded to one of the carbon atoms of the cycloalkane-1,1-diyl group represented by R5 , more specifically, any of the structures represented by formula (6), formula (7), formula ( 22 ), and formula (24), or a structure in which R6 and R7 in formula (3) are each a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R6 and R7 are not the same structure, the total number of carbon atoms in all R6s and R7s is 4 or more and 8 or less, and the difference in the number of carbon atoms between R6 and R7 is 2 or more, more specifically, any of the structures represented by formula (10), formula (12), formula (18), formula (19), and formula (20), the pattern dimensional accuracy after development can be further improved.
  • the pattern dimensional accuracy after development can be further
  • triorganosulfonium salt compounds include triphenylsulfonium methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, camphorsulfonate, 4-toluenesulfonate, and perfluoro-1-butanesulfonate ("SP-056", product name, manufactured by ADEKA Corporation); the aforementioned sulfonates of dimethyl-1-naphthylsulfonium; the aforementioned sulfonates of dimethyl(4-hydroxy-1-naphthyl)sulfonium; the aforementioned sulfonates of dimethyl(4,7-dihydroxy-1-naphthyl)sulfonium; and the aforementioned sulfonates of diphenyliodonium.
  • non-ionic photoacid generators examples include diazomethane compounds, sulfone compounds, sulfonate ester compounds, carboxylic acid ester compounds, oxime sulfonate compounds, and imide sulfonate compounds.
  • diazomethane compounds include bis(4-methylphenylsulfonyl)diazomethane (product name "WPAG-199", manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • sulfone compounds include ⁇ -ketosulfone compounds and ⁇ -sulfonylsulfone compounds.
  • Preferred sulfone compounds include 2-(p-toluenesulfonyl)acetophenone and bis(phenylsulfonyl)methane.
  • sulfonate ester compounds include alkyl sulfonate esters, haloalkyl sulfonate esters, aryl sulfonate esters, and iminosulfonate ester compounds.
  • Preferred examples include benzoin-4-tolyl sulfonate, pyrogallol tris(methyl sulfonate), nitrobenzyl-9,10-diethoxyanthryl-2-sulfonate, and 2,6-(dinitrobenzyl)phenyl sulfonate.
  • carboxylic acid ester compounds include 2-nitrobenzyl carboxylic acid esters.
  • oxime sulfonate compounds include "Irgacure” (registered trademark), PAG-103 (benzeneacetonitrile, 2-methyl- ⁇ -[[(propylsulfonyl)oxy]imino]-3(2H)-thienylidene), PAG-121 (benzeneacetonitrile, 2-methyl- ⁇ -[[(4-methylphenyl)oxy]imino]-3(2H)-thienylidene), PAG-108 (benzeneacetonitrile, 2-methyl- ⁇ -[[(n-octyl)oxy]imino]-3(2H)-thienylidene), PAG-203 (all manufactured by BASF Japan), and PAI-101 ((Z)-4-methoxy-N-(tosyloxy)benzimidoyl cyanide, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.).
  • Irgacure registered trademark
  • PAG-103 benzeneacetonitrile
  • imide sulfonate compounds include N-hydroxynaphthalimide triflate, "ADEKA ARCLES” (registered trademark) SP-606 (4-butyl-N-hydroxy-naphthalimide triflate, manufactured by ADEKA Corporation), NA-101 (N-hydroxynaphthalimide-p-toluenesulfonate), and NA-106 (N-hydroxynaphthalimide camphorsulfonate, all manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.).
  • ADKA ARCLES registered trademark
  • SP-606 4-butyl-N-hydroxy-naphthalimide triflate, manufactured by ADEKA Corporation
  • NA-101 N-hydroxynaphthalimide-p-toluenesulfonate
  • NA-106 N-hydroxynaphthalimide camphorsulfonate, all manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.
  • the content of (b) photosensitizer is preferably 1 to 100 parts by mass, and more preferably 1 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of (a) resin, in consideration of the difference in dissolution rate between exposed and unexposed areas and the tolerance range of sensitivity.
  • the photosensitive resin composition of the present invention may contain components other than (a) the resin and (b) the photosensitizer, to the extent that the object of the present invention is not impaired and for the purpose of imparting additional functionality.
  • Such components include known components such as resins other than (a) the resin or their precursors, solvents, amine compounds, dissolution accelerators, sensitizers, silane coupling agents, and surfactants.
  • the photosensitive resin composition of the present invention may further contain, as a resin other than the resin (a), a resin containing at least one repeating unit selected from the group consisting of a repeating unit represented by formula (33), a repeating unit represented by formula (34), and a repeating unit represented by formula (35). That is, these resins have an imide ring or are intended to form an imide ring.
  • Y1 's each independently represent at least one tetravalent organic group selected from the group consisting of an aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic group having 4 to 40 carbon atoms, and an aromatic group having 6 to 40 carbon atoms.
  • preferred Y1 include, but are not limited to, the following acid dianhydride residues.
  • Diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride diphenyl sulfone tetracarboxylic dianhydride, bifevir tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, diphenyl sulfide tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 4,4'-(isopropylidene)diphthalic anhydride, diphenylmethane tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane tetracarboxylic dianhydride, cyclobutane tetracarboxylic dianhydride, butane tetracarboxy
  • Z1 each independently represents a divalent organic group having 2 to 40 carbon atoms.
  • Preferred specific examples of Z1 include, but are not limited to, residues of diamines having hydroxyl groups and structures in which the hydroxyl groups of such residues are partially or completely protected.
  • diamines having a hydroxyl group examples include 2,4-diaminophenol, bis(3-amino-4-hydroxy)biphenyl, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)ether, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)fluorene, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, and bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone.
  • diamines that provide diamine residues
  • Z1 in the formulas (33) to (35) is each independently an organic group represented by any one of formulas (36) to (38), where * represents a bonding point to the imide structure or amide structure.
  • X1 is each independently a direct bond or a divalent group represented by formula (39). From the viewpoint of increasing sensitivity, X1 is preferably a direct bond.
  • R 61 each independently represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Preferred specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group.
  • X2 is a divalent organic group represented by the formula (2) or (3).
  • the preferred ranges of the formulas (2) and (3) are the same as those described for the formula (13), and are therefore incorporated herein by reference.
  • each v independently represents 0 or 1.
  • v is preferably 0.
  • R 60 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a monovalent organic group having an ethylenically unsaturated double bond and having 2 to 20 carbon atoms.
  • R 60 include a methyl group, an ethyl group, a 2-methacryloyloxyethyl group, and a 2-acryloyloxyethyl group.
  • the resin composition of the present invention preferably contains a thermally crosslinkable compound having, in the molecule, 3 to 6 aromatic rings to which one or more thermally crosslinkable groups are bonded.
  • the (a) resin when the (a) resin is blended with a resin having a significantly reduced symmetry, such as a resin having a structure in which the total carbon number of R 8 in the formula (2) is 2 or more and 5 or less , and two R 8s are bonded to one of the carbon atoms of the cycloalkane-1,1-diyl group represented by R 5, more specifically a resin having a structure represented by the formula ( 6 ), formula (7), formula (22), or formula (24), or a structure in which R 6 and R 7 in the formula (3) are each a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 6 and R 7 are not the same structure, the total carbon number of all R 6s and R 7s is 4 or more and 8 or less, and the difference in the number of carbon atoms between R 6 and R 7 is 2 or more, more specifically a resin having a structure represented by the formula (10), formula (12), formula (18), formula (19), or formula (20), the shrinkage of the film upon curing can be further reduced.
  • thermally crosslinkable groups include methylol groups, alkoxymethyl groups, vinyl groups, ethynyl groups, epoxy groups, glycidyl groups, and oxetanyl groups.
  • thermal crosslinkers containing methylol groups and alkoxymethyl groups are preferred, and alkoxymethyl groups are even more preferred.
  • alkoxymethyl groups include methoxymethyl groups, ethoxymethyl groups, propoxymethyl groups, and butoxymethyl groups.
  • HMOM-TPPHBA and HMOM-TPHAP trade names, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.
  • VG3101L trade name, manufactured by Printec Co., Ltd.
  • TEPIC registered trademark
  • S TEPIC
  • G TEPIC
  • TPIC registered trademark
  • HP7200 trade names, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.
  • EX-321L trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation
  • NC6000 and EPPN502H.
  • NC3000 all trade names, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • Epotohto registered trademark
  • YH-434L trade name, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
  • EHPE-3150 trade name, manufactured by Daicel Corporation
  • compounds having an oxetanyl group include OXT-121, OXT-221, OX-SQ-H, OXT-191, PNOX-1009, RSOX (all trade names, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), "Etanacol” (registered trademark) OXBP, and “Etanacol” OXTP (all trade names, manufactured by Ube Industries, Ltd.), each of which can be obtained from the respective companies.
  • the content of the thermal crosslinking agent is preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the (a) resin.
  • the content of the thermal crosslinking agent is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 15 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the (a) resin.
  • pattern shrinkage during curing is reduced.
  • the content of the thermal crosslinking agent to 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the (a) resin, a decrease in the elongation of the cured product can be prevented.
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably does not substantially contain the compound represented by formula (16), and even if it does contain it, the content thereof is preferably 0.3 mass% or less when the total amount of the photosensitive resin composition is taken as 100 mass%.
  • the meaning of "substantially” means that it is below the detection limit in the measurement method described in the Examples section.
  • R 10 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 6 carbon atoms. From the viewpoint of film shrinkage during curing, when R 10 is a methyl group or an ethyl group, the effect is significant, and when R 10 is a methyl group, the effect is even more significant.
  • R 11 when a plurality of R 11 are present, they each independently represent a monovalent organic group having 1 to 12 carbon atoms. From the viewpoint of suppressing shrinkage of the film during curing, when R 11 is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group, the effect on the sensitivity change is large, and when R 11 is a methyl group or an ethyl group, the effect is more significant, and when R 11 is a methyl group, the effect is even more significant.
  • s is 2 or 3. (a) When considering compatibility with resins and the effect on film shrinkage during curing, the effect is greater when s is 2.
  • t represents an integer satisfying 0 ⁇ t ⁇ (s+1). From the perspective of suppressing film shrinkage during curing, t is preferably 0.
  • Examples of compounds represented by formula (16) include N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-methyl-2-piperidone, N-ethyl-2-piperidone, and 1,5-dimethyl-2-piperidone.
  • the content of the compound represented by formula (16) contained in the photosensitive resin composition is preferably 0.02% by mass or less, more preferably 0.005% by mass or less, and even more preferably 0% by mass, when the total amount of the photosensitive resin composition is taken as 100% by mass.
  • the inventors have discovered that compounds represented by formula (16) are commonly used as solvents in polymer polymerization and the like, and that when the compound represented by formula (16) coexists with a resin (a) that has low symmetry and high steric hindrance, the change in sensitivity with respect to the time from exposure to development is greater than when the compound coexists with a resin (a) that has high symmetry.
  • resins with significantly reduced symmetry such as resins (a) containing a structure in which the total carbon number of R8 in formula (2) is 2 or more and 5 or less, and two R8s are bonded to one of the carbon atoms of the cycloalkane-1,1-diyl group represented by R5 , more specifically, a structure represented by formula (6), formula ( 7 ), formula (22), or formula (24), or a structure in which R6 and R7 in formula (3) are each a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R6 and R7 are not the same structure, the total carbon number of all R6s and R7s is 4 or more and 8 or less, and the difference in the number of carbon atoms between R6 and R7 is 2 or more, more specifically, a structure represented by formula (10), formula (12), formula (18), formula (19), or formula (20), the change in sensitivity due to the elapsed time from exposure to development can be further reduced.
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably contains the compound represented by either formula (30) or formula (31) in a total amount of 0.01 to 90 mass % when the total amount of the photosensitive resin composition is taken as 100 mass %.
  • R 56 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Preferred specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a s-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 2-propanoyl group, a 2-butyl group, a 2-methylbutanoyl group, a 3-methylbutyl group, a 2,2-dimethylpropyl group, and an ethenyl group, with a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group,
  • R 57 represents an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • Preferred specific examples of the alkyl group having 2 to 6 carbon atoms include an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a s-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 2-propanoyl group, a 2-butyl group, a 2-methylbutanoyl group, a 3-methylbutyl group, a 2,2-dimethylpropyl group, and an ethenyl group, and preferably an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a s-
  • the total content of the compounds represented by either formula (30) or formula (31) is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, and even more preferably 0.01 to 1% by mass, when the total amount of the photosensitive resin composition is taken as 100% by mass.
  • the (a) resin when the (a) resin is blended with a resin having a significantly reduced symmetry, such as a resin having a structure in which the total carbon number of R8 in formula (2) is 2 or more and 5 or less, and the alicyclic structure has one or more carbon atoms to which two R8s are bonded, more specifically a resin having a structure represented by formula (6), formula (7), formula (22), or formula ( 24 ), or a structure in which R6 and R7 in formula (3) are each a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R6 and R7 are not the same structure, the total carbon number of all R6s and R7s is 4 or more and 8 or less, and the difference in the number of carbon atoms between R6 and R7 is 2 or more, more specifically a resin having a structure represented by formula (10), formula (12), formula (18), formula (19), or formula (20), it becomes possible to further reduce the change in sensitivity after storage of the composition at room temperature.
  • a resin having a significantly reduced symmetry such
  • the positive photosensitive resin composition of the present invention preferably further contains a solvent (hereinafter, sometimes referred to as "(c) solvent”).
  • a solvent hereinafter, sometimes referred to as "(c) solvent”
  • Any known (c) solvent can be used as long as it does not impair the effects of the present invention.
  • the compound represented by either formula (30) or formula (31) or the compound represented by formula (16) may also function as a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the (a) resin and (b) photosensitizer, but suitable solvents include amide-based solvents, ester-based solvents, alcohol-based solvents, ether-based solvents, ketone-based solvents, and dimethyl sulfoxide.
  • amide solvents include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and N,N-dimethylpropyleneurea.
  • ester solvents include gamma-butyrolactone, delta-valerolactone, propylene carbonate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-1-butyl acetate, 3-methyl-3-methoxy-1-butyl acetate, ethyl acetoacetate, and cyclohexanol acetate.
  • alcohol-based solvents include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 5-hydroxy-2-pentanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol), ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-1-butanol, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol, ethylene glycol, and propylene glycol.
  • ether solvents include diethyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, diphenyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and dipropylene glycol dimethyl ether.
  • ketone solvents include methyl isobutyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone, acetylacetone, cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, and dicyclohexyl ketone.
  • Aprotic solvents with a dielectric constant in the range of 5 to 20 include tetrahydrofuran (dielectric constant 7.6), propylene glycol monomethyl ether acetate (8.3), methyl isobutyl ketone (13.1), cyclopentanone (14.5), cyclohexanone (18.3), and methyl ethyl ketone (18.5).
  • the (c) solvent is preferably an aprotic solvent having 3 to 12 carbon atoms, and more preferably 4 to 10 carbon atoms.
  • An aprotic solvent having 3 to 12 carbon atoms has excellent solubility for the (a) resin used in the photosensitive resin composition of the present invention. Therefore, by using an aprotic solvent having 3 to 12 carbon atoms in the photosensitive resin composition of the present invention, the solids concentration of the photosensitive resin composition can be increased, and by applying a composition containing such a solvent, it becomes easy to obtain a film of the photosensitive resin composition with a thickness of, for example, 1 ⁇ m or more.
  • the content of (c) solvent is preferably 100 parts by mass or more per 100 parts by mass of (a) resin in order to increase the stability of the solution, while it is preferably 1,500 parts by mass or less in order to form a thick film of the photosensitive resin composition, specifically a film with a thickness of 1 ⁇ m or more.
  • the photosensitive resin composition of the present invention preferably further contains an amine compound having a molecular weight of 1,000 or less (hereinafter, sometimes referred to as "(d) amine compound").
  • (d) amine compound an amine compound having a molecular weight of 1,000 or less.
  • amine compound As the amine compound, it is preferable to use an amine compound whose conjugate acid has a pKa in the range of 4.5 to 10.8, more preferably an amine compound whose pKa is 5.0 to 10.0, and even more preferably an amine compound whose pKa is 6.0 to 9.0.
  • pKa of the conjugate acid of the amine compound is in the above range, deprotection during pre-baking is suppressed and the acid generated during exposure is less likely to be neutralized, making it possible to obtain a photosensitive resin composition pattern with little film loss upon development.
  • the content of the (d) amine compound is preferably 0.01 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 2 parts by mass, per 100 parts by mass of the (a) resin.
  • the content of fluorine atoms contained in the structure of all resins is preferably less than 2 mass%.
  • the hydrophobicity of the photosensitive resin composition is reduced. This increases affinity with the developer and suppresses the generation of residues, thereby achieving high sensitivity.
  • the meaning of fluorine atoms includes those present as ions.
  • the fluorine atom content contained in all resins can be analyzed using the following method.
  • the resin is separated from the photosensitive resin composition.
  • the separated resin is precisely weighed as a sample. It is then burned in the combustion tube of the analyzer using an automatic sample combustion device, and the generated gas is absorbed into a solution, after which a portion of the absorbed liquid is analyzed by ion chromatography. 0.036% by mass of hydrogen peroxide water can be used as the absorbed liquid.
  • the specific measurement method is as follows:
  • the resin was separated from the photosensitive resin composition using high-performance liquid chromatography, and the separated resin was precisely weighed as a sample. Using the automatic sample combustion device described below, the resin was burned in the combustion tube of the analyzer, and the generated gas was absorbed in the absorption liquid described below. A portion of the absorption liquid after absorption was then analyzed using ion chromatography. The resin mass was taken as 100% by mass, and the mass of fluorine atoms relative to this was calculated as a percentage (mass%).
  • the photosensitive resin composition of the present invention is not limited in shape, and may be in the form of a sheet.
  • the photosensitive resin sheet of the present invention is formed by forming the photosensitive resin composition of the present invention into a film on a support.
  • Specific methods for obtaining the photosensitive resin sheet of the present invention include, for example, applying a solvent-containing photosensitive resin composition to a support, drying at a temperature and time within a range that allows the solvent to volatilize, and (a) forming the resin into a sheet film in an incompletely cured state. From this perspective, it is preferable that the components other than the organic solvent used in the photosensitive resin composition of the present invention are soluble in a solvent, particularly an organic solvent.
  • the support used for the photosensitive resin sheet is not particularly limited, but various commercially available films such as polyethylene terephthalate (PET) film, polyphenylene sulfide film, and polyimide film can be used.
  • the contact surface between the support and the photosensitive resin composition may be surface-treated with silicone, silane coupling agent, aluminum chelating agent, polyurea, or the like to improve adhesion and peelability.
  • the thickness of the support is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 100 ⁇ m from the viewpoint of workability.
  • a protective film may be provided on the film surface to protect the surface of the photosensitive resin composition obtained by coating. This makes it possible to protect the surface of the film-like photosensitive resin composition from contaminants such as dust and dirt in the atmosphere.
  • Methods for applying the photosensitive resin composition to a support include spin coating using a spinner, spray coating, roll coating, screen printing, blade coater, die coater, calendar coater, meniscus coater, bar coater, roll coater, comma roll coater, gravure coater, screen coater, and slit die coater.
  • the film thickness after application varies depending on the application method, the solids concentration of the composition, viscosity, etc., but it is generally preferable for the film thickness after drying to be 0.5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, from the perspective of coating film uniformity, etc.
  • drying can be performed using an oven, hot plate, infrared rays, etc.
  • the drying temperature and drying time may be within a range that allows the solvent to volatilize, and it is preferable to set the drying temperature and time appropriately so that the photosensitive resin composition is in an uncured or semi-cured state.
  • drying is preferably performed within a range of 40°C to 150°C for one minute to several tens of minutes. It is also possible to combine these temperatures and gradually increase the temperature; for example, heat treatment can be performed at 80°C and 90°C for two minutes each.
  • the cured product of the present invention is obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention. That is, the term "curing" in the present invention refers to the process of thermally baking the photosensitive resin composition.
  • Curing conditions include applying temperatures between 150°C and 320°C to promote a thermal crosslinking reaction and improve heat resistance and chemical resistance. This heat treatment can be carried out by selecting a temperature and gradually increasing the temperature, or by selecting a temperature range and continuously increasing the temperature for 5 minutes to 5 hours. One example is heat treatment at 130°C and 200°C for 30 minutes each.
  • the lower limit of the curing conditions in this invention is preferably 170°C or higher, but 170°C or higher is more preferable to ensure sufficient curing.
  • the upper limit of the curing conditions is preferably 280°C or lower.
  • the method for producing a cured film on a substrate of the present invention comprises the steps of: A step of forming the photosensitive resin composition of the present invention into a film on a substrate; a step of exposing the film of the photosensitive resin composition to light; developing the exposed photosensitive resin composition film; and The developed film of the photosensitive resin composition is then cured.
  • the patterned cured product obtained in this way is primarily made of resin and has excellent heat resistance, electrical insulation, and mechanical properties.
  • the method for producing a cured product of the present invention includes a step of forming the photosensitive resin composition of the present invention into a film on a substrate.
  • the substrate on which the cured film is formed is preferably selected from the group consisting of glass, silicon wafers, ceramic deposition substrates, metal-plated substrates, sapphire, and gallium arsenide. Furthermore, electrical components and elements such as electrical wiring, electrodes, semiconductor elements, and pixels made of light-emitting materials may be formed on these substrates.
  • the photosensitive composition of the present invention can be applied to a substrate by any known method.
  • equipment used for application include full-surface coating equipment such as spin coating, dip coating, curtain flow coating, spray coating, or slit coating, or printing equipment such as screen printing, roll coating, microgravure coating, or inkjet printing.
  • a drying process is carried out to remove the solvent and form a film of the photosensitive resin composition.
  • the drying process uses a vacuum drying device or a heating device such as a hot plate or oven. When using a heating device, it is preferable to perform the drying process at a temperature range of 50°C to 150°C for 30 seconds to 30 minutes.
  • the thickness of the film of the photosensitive resin composition is preferably 0.1 mm to 100 ⁇ m.
  • the method for producing a cured product of the present invention includes a step of exposing the film of the photosensitive resin composition to light.
  • the film-like photosensitive resin composition is exposed through a mask having the desired pattern to form a latent image.
  • the wavelength of the exposure light used, and examples include light with a wavelength of 300 to 450 nm, such as g-line (436 nm), i-line (365 nm), and h-line (405 nm). Of these, it is preferable to irradiate with light with a wavelength of 365 nm.
  • Examples of light sources used in the exposure step include various lasers, light-emitting diodes (LEDs), ultra-high pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, low-pressure mercury lamps, and metal halide lamps.
  • the wavelength of the irradiated light may be adjusted, if necessary, by passing it through a spectral filter such as a long-wavelength cut filter, a short-wavelength cut filter, or a bandpass filter.
  • post-exposure baking may be performed if necessary.
  • Post-exposure baking is expected to have the effect of improving the resolution after development or increasing the tolerance for development conditions.
  • Post-exposure baking can be performed using an oven, hot plate, infrared radiation, a flash annealing device, a laser annealing device, or the like.
  • the post-exposure baking temperature is preferably 50 to 170°C, more preferably 60 to 150°C.
  • the post-exposure baking time is preferably 10 seconds to 1 hour, more preferably 30 seconds to 30 minutes.
  • the method for producing a cured product of the present invention includes a step of developing the exposed photosensitive resin composition film.
  • the developer used for development is an alkaline aqueous solution or organic solvent in which an alkaline compound is dissolved.
  • Alkaline compounds include tetramethylammonium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate.
  • polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ⁇ -butyrolactone, and dimethylacrylamide
  • alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol
  • esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate
  • ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone, and methyl isobutyl ketone may be added, either alone or in combination, to these alkaline aqueous solutions.
  • organic solvents include polar solvents such as N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, gamma-butyrolactone, and dimethylacrylamide; alcohols such as ethanol and isopropanol; esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate; and ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, and methyl isobutyl ketone.
  • polar solvents such as N,N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, gamma-butyrolactone, and dimethylacrylamide
  • alcohols such as ethanol and isopropanol
  • esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate
  • ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, and methyl isobutyl ketone.
  • an organic solvent examples include ethylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate in addition to the above-mentioned developer.
  • a hydrophilic organic solvent such as alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, or esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate may be added to the water for rinsing.
  • the method for producing a cured product of the present invention includes a step of curing the developed photosensitive resin composition film.
  • the resin is baked at a temperature of 150°C to 320°C, and if a crosslinking agent is used, the thermal crosslinking reaction is promoted, improving heat resistance and chemical resistance.
  • This heat treatment is carried out by selecting a temperature and gradually increasing the temperature, or by selecting a temperature range and continuously increasing the temperature for 5 minutes to 5 hours. As an example, heat treatment is carried out at 130°C and 200°C for 30 minutes each.
  • the lower limit of the curing conditions is preferably 170°C or higher, but 180°C or higher is more preferable to ensure sufficient curing.
  • the upper limit of the curing conditions is preferably 280°C or lower.
  • Another embodiment of the method for producing a cured film on a substrate of the present invention comprises: a step of pressing the photosensitive resin sheet of the present invention onto a substrate, and peeling off the support or protective film used in the photosensitive resin sheet to transfer the film-like photosensitive resin composition onto the substrate; a step of exposing the transferred photosensitive resin composition film to light; developing the exposed photosensitive resin composition film; and and curing the developed film of the photosensitive resin composition.
  • the support or protective film used in the photosensitive resin sheet may be peeled off after exposure.
  • the patterned cured product obtained in this way has excellent heat resistance, electrical insulation, and mechanical properties.
  • the substrate on which the cured film is formed is not particularly limited, but examples include silicon wafers, ceramics, gallium arsenide, organic circuit boards, inorganic circuit boards, and these substrates with circuit components disposed thereon.
  • organic circuit boards include glass-based copper-clad laminates such as glass cloth/epoxy copper-clad laminates, composite copper-clad laminates such as glass nonwoven cloth/epoxy copper-clad laminates, heat-resistant thermoplastic substrates such as polyetherimide substrates, polyetherketone substrates, and polysulfone substrates, and flexible substrates such as polyester copper-clad film substrates and polyimide copper-clad film substrates.
  • inorganic circuit boards include ceramic substrates such as alumina substrates, aluminum nitride substrates, and silicon carbide substrates, and metal substrates such as aluminum-based substrates and iron-based substrates.
  • circuit components include conductors containing metals such as silver, gold, and copper; resistors containing inorganic oxides; low-dielectric materials containing glass-based materials and/or resins; high-dielectric materials containing resins or high-dielectric-constant inorganic particles; and insulators containing glass-based materials.
  • thermocompression bonding is preferably used, and known methods can be used.
  • the support is peeled off while leaving the protective film in place, and the photosensitive resin composition with the protective film is placed face-to-face with the substrate and bonded by thermocompression bonding.
  • Thermocompression bonding can be performed by heat pressing, heat lamination, thermal vacuum lamination, etc. Of these, thermal lamination is preferred.
  • the bonding temperature is preferably 40°C or higher in terms of adhesion to the substrate and embeddability.
  • the bonding temperature is preferably 150°C or lower.
  • the photosensitive resin sheet pressed onto the substrate is then subjected to a process in which the support and protective film, if any, are peeled off, followed by a process in which the photosensitive resin composition film on the substrate is exposed to light, a process in which the exposed portions of the exposed photosensitive resin composition film are removed using a developer and developed, and a process in which the developed photosensitive resin composition film is cured.
  • a process in which the support and protective film, if any, are peeled off followed by a process in which the photosensitive resin composition film on the substrate is exposed to light, a process in which the exposed portions of the exposed photosensitive resin composition film are removed using a developer and developed, and a process in which the developed photosensitive resin composition film is cured.
  • the electronic component of the present invention is an electronic component comprising a cured product obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention.
  • the cured product obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention can be used in electronic components such as semiconductor devices.
  • electronic components include active components having semiconductors such as transistors, diodes, integrated circuits (ICs), and memories, and passive components such as resistors, capacitors, and inductors.
  • Electronic components using semiconductors are also referred to as semiconductor devices or semiconductor packages.
  • semiconductor device refers to any device that can function by utilizing the characteristics of a semiconductor element.
  • Electro-optical devices in which a semiconductor element is connected to a substrate, semiconductor circuit boards, stacks of multiple semiconductor elements, and electronic devices containing these are all included in the semiconductor device category.
  • Electronic components such as interposers for connecting semiconductor elements to a substrate are also included in the semiconductor device category.
  • the cured product obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention has excellent electrical insulation properties, mechanical strength, adhesiveness, and heat resistance
  • the cured product be used as a surface protection film such as a passivation film or buffer coat film for a semiconductor element, an interlayer insulating film between rewirings formed on the surface of a semiconductor element, an insulating film between elements when multiple semiconductor elements are bonded, or an insulating film between wiring layers of a multilayer wiring board for high-density packaging or an interposer in a semiconductor device.
  • the semiconductor device has a cured product obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention arranged as a surface protective film for a semiconductor or an interlayer insulating film between rewirings.
  • a cured film of the photosensitive composition By arranging a cured film of the photosensitive composition as a surface protective film for a semiconductor or an interlayer insulating film between rewirings, a highly reliable semiconductor device can be obtained.
  • the semiconductor device has 2 to 10 layers of the rewiring and the interlayer insulating film repeatedly arranged. By repeatedly arranging 2 to 10 layers of the rewiring and the interlayer insulating film, the semiconductor device can be made smaller.
  • the electronic component of the present invention preferably comprises a substrate having the cured product of the present invention on the surface thereof.
  • the substrate surface on which the cured product is formed can be selected appropriately depending on the application and process, but examples include silicon substrates, silicon carbide substrates, gallium nitride substrates, ceramics, gallium arsenide, metals, and epoxy resins. Silicon substrates, silicon carbide substrates, or gallium nitride substrates are preferred, and silicon carbide substrates or gallium nitride substrates are more preferred.
  • the display device of the present invention includes a first electrode formed on a substrate, an insulating layer formed on the first electrode so as to define pixels, and a second electrode disposed opposite the first electrode, wherein the insulating layer is the cured product of the present invention.
  • the insulating layer can be formed by applying and drying the photosensitive resin composition of the present invention onto a substrate on which the first electrode has been formed, or by laminating a sheet-like photosensitive resin composition, and then carrying out the steps of exposure, development, and curing to form a pattern of the insulating layer formed from the cured product of the present invention.
  • Another embodiment of the display device of the present invention is a display device comprising a thin-film transistor (TFT) formed on a substrate and a planarizing film that covers the irregularities on the substrate on which the TFT is formed, wherein the planarizing film is the cured product of the present invention.
  • TFT thin-film transistor
  • the display device preferably has a drive circuit, a planarization layer, a first electrode, an insulating layer, a light-emitting layer, and a second electrode on a substrate, with either or both of the planarization layer and the insulating layer being the cured product of the present invention.
  • a substrate such as glass or resin film has TFTs and wiring located on the sides of the TFTs and connected to the TFTs, a planarization layer on top of that to cover the irregularities, and a display device is further provided on the planarization layer.
  • the display device and the wiring are connected via contact holes formed in the planarization layer.
  • the cured product obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention has excellent planarization properties and pattern dimensional stability, it is preferable to provide it as a planarization layer in a display device.
  • a display device In particular, flexible display devices have become mainstream in recent years, and the display device may have a substrate with the drive circuitry made of a resin film.
  • OBBAC 4,4'-oxybis(benzoyl chloride)
  • ADC adipic acid dichloride
  • IPC isophthaloyl dichloride
  • CHAC 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid dichloride (cis, anti mixture)
  • NDC 1,5-naphthalenedicarboxylic acid dichloride
  • ADDC 1,3-adamantanedicarboxylic acid dichloride
  • TCDC 4,8-bis(chlorocarbonyl)tricyclo[5.2.1.0(2,6)]decane
  • TDA 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione
  • MAAC methacryloyl chloride
  • BAC benzoic acid chloride
  • AP 3-aminophenol
  • SiDA 1,3-bis(3-aminopropyl)te
  • NQD-2 naphthoquinone diazide sulfonic acid ester of 1,1,1-tris(4-hydroxyphenyl)ethane (see Synthesis Example 115).
  • NQD-3 naphthoquinone diazide sulfonate ester of 4,4',4'',4''-[(1-methylethylidene)di-4-cyclohexanyl-1-ylidene]tetrakis[2-methylphenol] (see Synthesis Example 116).
  • Lutidine 2,6-lutidine CP: cyclopentanone
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • GBL ⁇ -butyrolactone
  • MPA 3-methoxy-N,N-dimethylpropanamide
  • DMFDMA N,N-dimethylformamide dimethyl acetal
  • HMOM HMOM-TPPHBA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.): a compound represented below having three aromatic rings in the molecule to which two methoxymethyl groups, which are thermally crosslinkable groups, are bonded.
  • Weight-average molecular weight of resin Measured using a gel permeation chromatography (GPC) analyzer under the following conditions. Measuring device: Waters 2695 (manufactured by Waters) Column temperature: 50°C Flow rate: 0.4mL/min Detector: 2489 UV/Vis Detector (measurement wavelength 260 nm) Developing solvent: NMP (containing 0.21% by mass of lithium chloride and 0.48% by mass of phosphoric acid) Guard column: TOSOH TSK guard column (manufactured by Tosoh Corporation) Column: TOSOH TSK-GEL a-2500, TOSOH TSK-GEL a-4000 series (both manufactured by Tosoh Corporation).
  • GPC gel permeation chromatography
  • the protection rate of the resin was measured using a 400 MHz, 1H-NMR (nuclear magnetic resonance) spectrometer (AL-400 manufactured by JEOL Ltd.). Specifically, the measurement was performed 16 times in a deuterated dimethyl sulfoxide solution.
  • the protection rate was calculated using the following formula, where M is the integral value of the protons of the phenolic hydroxyl groups observed in the vicinity of 9 ppm to 11 ppm in the resin before protection, and N is the integral value of the protons of the phenolic hydroxyl groups observed in the vicinity of 9 ppm to 11 ppm in the resin after protection.
  • Main chain end blocking rate (mol%) H2/H1 x 100.
  • the solid content concentration of the photosensitive resin composition was determined by the following method. 1.5 g of the solution was weighed into an aluminum cup and heated at 180°C for 30 minutes using a hot plate to evaporate the liquid. The mass of the solid content remaining in the aluminum cup after heating was weighed, and the solid content concentration was determined from the ratio to the mass before heating.
  • the wafer was exposed to an exposure dose of 5 to 300 mJ/ cm2 in 5 mJ/ cm2 increments through a mask having a 10 ⁇ m contact hole pattern.
  • the ACT-8 developing device was used to develop the film using a 2.38 mass% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH, manufactured by Tama Chemicals Co., Ltd.) as a developer, and the development time was adjusted so that the film thickness loss in the unexposed area before and after development would be 0.5 ⁇ m.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • Solubility in Solvent was evaluated as follows. A solvent prepared by mixing propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether in a mass ratio of 7:3 was used. The photosensitive resin composition sample was applied to an 8-inch silicon wafer by spin coating using an ACT-8 coater/developer (manufactured by Tokyo Electron Limited), and heated at 100°C for 2 minutes to produce a 4.0 ⁇ m-thick film of the photosensitive resin composition. The film thickness was measured using a Lambda Ace STM-602 optical interference film thickness measuring device (manufactured by SCREEN Holdings Co., Ltd.) under a refractive index of 1.629. The sample was then immersed in the thinner for 60 seconds. The silicon wafer was observed for the presence or absence of residue remaining on it.
  • ACT-8 coater/developer manufactured by Tokyo Electron Limited
  • A+ The area where residues exist is less than 2%.
  • This film was exposed to the i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 405 nm), and g-line (wavelength 436 nm) of an ultra-high pressure mercury lamp at an exposure dose of 150 mJ/cm 2 (value on an i-line illuminometer) using a manual exposure machine (MA-1200; manufactured by Japan Science Research Institute Co., Ltd.) through a grayscale mask for sensitivity measurement (MDRM MODEL 4000-5-FS; manufactured by Opto-Line International, having a 2-50 ⁇ m, 1:1 line and space pattern, each having areas with transmittances of 1%, 5%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 22%, 25%, 30%, 35%, 40%, 50%, and 60 % ), followed by development, rinsing, and drying to produce a developed film of the photosensitive resin composition.
  • the developing time was adjusted so that the film thickness loss in the unexposed area before and after development was 0.5 ⁇ m,
  • the resolved pattern of the prepared developed film was observed to check for the presence or absence of residues in the openings of the 20 ⁇ m line-and-space pattern at the location of the minimum exposure dose where the opening width became the same line width (20 ⁇ m) as the mask design.
  • the results were judged as follows, and grades A, B, C, and D, where the area of residues in the openings was less than 10%, were deemed acceptable.
  • Grade A was the most favorable result.
  • A The area where residue exists at the opening is less than 2%.
  • B The area where residue exists at the opening is 2% or more but less than 5%.
  • C The area where residue exists at the opening is 5% or more but less than 10%.
  • D The area where residue exists at the opening is 10% or more but less than 20%.
  • E The area where residue exists at the opening is 20% or more.
  • L (%) L1/10 x 100 A+: L is less than 102 A: L is 102 or more but less than 104 B+: L is 104 or more but less than 106 B: L is 106 or more but less than 108 C: L is 108 or more but less than 115 D: L is 115 or more.
  • a relief pattern was prepared in the same manner as in (6) above, except that the pattern was left for 24 hours in an environment of 23°C and 45% RH after exposure.
  • the contact hole opening diameter of the obtained relief pattern was measured in the same manner as in (7) above, and the minimum exposure dose at which the contact hole opening diameter reached 10 ⁇ m was calculated as Eth(2).
  • the sensitivity change y1 (%) was calculated using the Eth(1) calculated in (7) above and the following formula, and the result was evaluated according to the following criteria, with A+ to B being considered acceptable. A+ is the most preferable result.
  • Sensitivity change y1 (%) Eth(2) / Eth(1) ⁇ 100 A+: Sensitivity change y1 is less than 110 A: Sensitivity change y1 is 110 or more but less than 130 B+: Sensitivity change y1 is 130 or more but less than 150 B: Sensitivity change y1 is 150 or more but less than 200 C+: Sensitivity change y1 is 200 or more but less than 250 C: Sensitivity change y1 is 250 or more.
  • A+ Film thickness retention rate of 85% or more
  • Sensitivity change y2 (%) Eth(3) / Eth(1) ⁇ 100 A+: Sensitivity change y2 is less than 110 A: Sensitivity change y2 is 110 or more but less than 130 B+: Sensitivity change y2 is 130 or more but less than 150 B: Sensitivity change y2 is 150 or more but less than 200 C+: Sensitivity change y2 is 200 or more but less than 250 C: Sensitivity change y2 is 250 or more.
  • Synthesis Example 5 Synthesis of diamine (DAP-E) A dinitro compound was synthesized using 25.66 g (0.086 mol) of BisP-IOTD (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.; 4,4'-(2-ethylhexylidene)diphenol) instead of BisP-3MZ (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), and a diamine (DAP-E) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 52.44 g (0.135 mol) of the dinitro compound was used.
  • BisP-IOTD manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.
  • BisP-3MZ manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.
  • Synthesis Example 6 Synthesis of diamine (DAP-F) A dinitro compound was synthesized using 22.13 g (0.086 mol) of BisP-IBTD (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.; 4,4'-(2-methylpropane-1,1-diyl)diphenol) instead of BisP-3MZ (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), and diamine (DAP-F) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 46.89 g (0.135 mol) of the dinitro compound was used.
  • BisP-IBTD manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.
  • BisP-3MZ manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.
  • Synthesis Example 8 Synthesis of diamine (DAP-H) A dinitro compound was synthesized using 23.08 g (0.086 mol) of 4,4′-cyclohexylidenebisphenol instead of Bis-Z (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) instead of BisP-3MZ (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), and a diamine (DAP-H) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 48.38 g (0.135 mol) of the dinitro compound was used.
  • Synthesis Example 9 Synthesis of 2,2-bis[3-(3-aminobenzamido)-4-hydroxyphenyl]-4-methylpentane (DAP-CHA) 15.00 g (0.050 mol) of DAP-C obtained in Synthesis Example 3 was dissolved in 100 mL of acetone and 17.40 g (0.300 mol) of propylene oxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and the solution was cooled to -15°C. A solution prepared by dissolving 20.40 g (0.110 mol) of 3-nitrobenzoyl chloride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 100 mL of acetone was added dropwise to the solution. After the addition was completed, the mixture was stirred at -15°C for 4 hours and then returned to room temperature. The precipitated white solid was filtered and dried in vacuo at 50°C.
  • DAP-CHA 2,2-bis[3-(3-aminobenzamido)-4-hydroxypheny
  • Synthesis Example 58 Synthesis of Resin (POL-01-ACT40) Under a dry nitrogen stream, 10.00 g of POL-01 as a base polymer and 30 g of CP as a solvent were weighed and dissolved in a three-necked flask. 2.69 g (0.031 mmol) of isopropyl vinyl ether was added as a protecting agent, and the mixture was stirred at 0°C for 1 hour. Next, 0.44 g (3.85 mmol) of trifluoroacetic acid was added as a catalyst, and the mixture was stirred at 0°C for 3 hours. After stirring was completed, the acid catalyst was neutralized with a saturated aqueous sodium bicarbonate solution, and the water bath was removed.
  • the organic layer was further washed twice with water. Thereafter, low-boiling residues were removed using a rotary evaporator in order to remove unreacted isopropyl vinyl ether. Thereafter, the solids concentration of the solution was measured, and CP was added so that the solids content was 40%, yielding a 40% by mass solids solution of a resin (POL-01-ACT40) in which the hydroxyl group was protected with an acid-decomposable group, 1-isopropoxyethyl. The ratio of phenolic hydroxyl groups protected with acid-decomposable groups (protection rate) was 42 mol %. The results are shown in Table 2.
  • the triethylamine salt was filtered, and the filtrate was poured into water. Filtration was then performed, and the resulting precipitate was collected. This precipitate was dried in a vacuum dryer to obtain the quinone diazide compound NQD-1 shown in the following formula.
  • the esterification rate was 90 mol%.
  • the triethylamine salt was filtered, and the filtrate was poured into water. Filtration was then performed, and the resulting precipitate was collected. This precipitate was dried in a vacuum dryer to obtain the quinone diazide compound NQD-2 shown in the following formula.
  • the esterification rate was 57 mol%.
  • Synthesis Example 120 Synthesis of NQD-3 Under a dry nitrogen stream, 31.64 g (0.050 mol) of TekOC-4HBPA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) and 51.05 g (0.190 mol) of 5-naphthoquinone diazide sulfonyl chloride were dissolved in 550 g of 1,4-dioxane and the temperature was brought to room temperature. To this solution, a solution prepared by dissolving 21.36 g of triethylamine in 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature in the system was 35°C or less. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 30°C for 2 hours.
  • TekOC-4HBPA manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.
  • the triethylamine salt was filtered, and the filtrate was poured into water. Filtration was then performed, and the resulting precipitate was collected. This precipitate was dried in a vacuum dryer to obtain the quinone diazide compound NQD-3 shown in the following formula.
  • the esterification rate was 95 mol%.
  • Example 1 Under yellow light, (a) 1.0 g of POL-01 as a resin, (b) 0.80 g of NQD-1 synthesized in Synthesis Example 118 as a photosensitizer, and 4.0 g of GBL as a solvent were added and stirred to prepare a photosensitive resin composition.
  • the prepared photosensitive resin compositions were evaluated for (7) sensitivity, (8) solubility in solvents, (9) development residue, (10) pattern dimensional accuracy, (11) effect of leaving after exposure, (12) shrinkage of the film after curing, and (13) change in sensitivity during storage at room temperature.
  • the results are shown in Table 3.
  • the prepared photosensitive resin compositions were evaluated for (7) sensitivity, (8) solubility in solvents, (9) development residue, (10) pattern dimensional accuracy, (11) effect of post-exposure exposure time, (12) shrinkage of the film after curing, and (13) change in sensitivity when the solution was stored at room temperature.
  • the results are shown in Table 4.
  • Example 62 Under yellow light, (a) 2.50 g of a 40% solids CP solution of POL-01-ACT40 as a resin, and (b) 0.15 g of PAG-103 and 0.005 g of lutidine as photosensitizers were added and stirred. Then, 1.50 g of CP was added to adjust the concentration, and a photosensitive resin composition was obtained.
  • the prepared photosensitive resin compositions were evaluated for (7) sensitivity, (8) solubility in solvents, (9) development residue, (10) pattern dimensional accuracy, (11) effect of post-exposure exposure time, (12) shrinkage of the film after curing, and (13) change in sensitivity when the solution was stored at room temperature.
  • the results are shown in Table 4.

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Abstract

本発明は、高感度でかつ、露光・現像後に行う硬化反応時のパターンの収縮が小さいパターン形成が可能である感光性樹脂組成物を提供することを課題とし、前記の課題は、式(13)で示される繰り返し単位を含む樹脂、および感光剤を含有する感光性樹脂組成物、によって解決される。(RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基を表す。Uは、炭素数1~120の4価の有機基を表し、Yは炭素数1~120の2価の有機基を表し、UおよびYの一方または両方は、式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む。)

Description

感光性樹脂組成物、感光性樹脂シート、硬化物、硬化物の製造方法、電子部品および表示装置
 本発明は、電子部品、および表示装置に用いるに好適な、感光性樹脂組成物に関し、また、該感光性樹脂組成物、硬化物、感光性樹脂シート、電子部品および表示装置に関する。
 電子部品に用いられる表面保護膜や層間絶縁膜、表示装置に用いられる絶縁層や平坦化膜には、耐熱性や電気絶縁性、機械特性に優れるポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂等が広く用いられている。近年、これらの樹脂自身あるいはその前駆体に感光特性を付与した感光性樹脂組成物が用いられてきている(以後、これらの感光性樹脂組成物を「ポリイミド樹脂等感光性樹脂組成物」と称する)。ポリイミド樹脂等感光性樹脂組成物を用いることにより、パターン加工工程が簡略化でき、煩雑な製造工程の短縮が行うことができる。
 ポリイミド樹脂等感光性樹脂組成物は、露光部が現像液に易溶となりパターン加工することができるポジ型、および組成物自身を易溶性とし露光部が現像液に不溶となるネガ型材料が提案されている。一般的に、ネガ型と比較し、ポジ型は解像度に優れるため、微細加工性が要求される用途においては、ポジ型のポリイミド樹脂等感光性樹脂組成物が用いられる。
 ポジ型のポリイミド樹脂等感光性樹脂組成物としては、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミド前駆体またはポリベンゾオキサゾール前駆体にキノンジアジド化合物を添加したもの(例えば、特許文献1参照)や、酸の存在下で脱離可能な保護基を含むポリアミドに光酸発生剤を添加したもの(例えば、特許文献2参照)が知られている。
 しかしながら、特許文献1に記載の技術は、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド化合物を組み合わせた技術である。キノンジアジド化合物は、アルカリ可溶性樹脂と相互作用し組成物のアルカリ現像液に対する溶解性を低下させる。一方で、露光による光化学反応によりインデンカルボン酸化合物になりアルカリ現像液に対して溶解促進剤として働くため、未露光物と露光部で溶解速度差が発現し、パターン加工することができる。この技術においては、感度はキノンジアジド化合物の添加量に依存するが、キノンジアジド化合物の添加量を多くするとキノンジアジド自身の光吸収の影響で光化学反応率の低下が起こるため、感度向上には限界があった。
 特許文献2の技術は、アルカリ可溶性ポリアミド中のヒドロキシ基の水素原子を酸の存在下で脱離可能な保護基で置換してアルカリ不溶性の樹脂とし、これと光酸発生剤を組み合わせた技術である。この技術は、露光部において光酸発生剤から発生した酸で保護基をポリアミドから脱離させ、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性の樹脂に変えることができる。その結果、露光部と未露光部の溶解速度差が生じ、ポジ型のパターン加工を可能とする技術である。この技術においては、ポリアミドの光吸収に阻害されて光酸発生剤の酸発生効率が低いため感度向上が十分でないといった課題や、溶剤への溶解性向上に保護率を上げる必要があった。
特開2011-180473号公報 特開2011-221173号公報
 近年、使用する基板サイズの大型化や生産性の向上などの理由から、用いる感光性樹脂組成物としても高感度化が課題となっている。
 そこで、本発明の目的は、高感度でかつ、溶剤溶解性に優れた感光性樹脂組成物を提供することである。
 本発明の感光性樹脂組成物の主たる態様としては、以下のとおりである。
[1] (a)式(13)で示される繰り返し単位を含む樹脂((a)樹脂)、および、(b)感光剤を含有する感光性樹脂組成物。
(RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基を表す。Uは、炭素数1~120の4価の有機基を表し、Yは炭素数1~120の2価の有機基を表し、UおよびYの一方または両方は、式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む。)
(式(2)中、Rは炭素数mのシクロアルカン-1,1-ジイル基であり、Rは基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基であり、複数存在する場合は同一でも異なっていても良い。mは4以上7以下の整数、nは1以上2m-2以下の整数である。但し、R-(R)nは、mが偶数の場合は、[m/2+1]位の炭素と1位の炭素を結ぶ線に対して、mが奇数の場合は[(m+1)/2]位の炭素と[(m+1)/2+1]位の炭素間の結合の中点と1位の炭素を結ぶ線に対して、線対称の構造をとらない。*は結合点を表す。
式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、または、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。但し、RとRは同一の構造をとらない。*は結合点を表す。
式(14)および式(15)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。*は結合点を表す。)
[2] 前記式(13)中、Uが式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む炭素数1~120の4価の有機基であり、Yが式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含んでいても良い炭素数1~120の2価の有機基である、前記[1]に記載の感光性樹脂組成物。
[3] 前記式(13)で表される繰り返し単位の全部または一部が、式(1)で表される繰り返し単位である前記[2]に記載の感光性樹脂組成物。
(RおよびRは、式(13)でした説明を援用する。RおよびRは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表し、mおよびnは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。Xは、式(2)および式(3)からなる群から選ばれる構造であり、Vは、式(2)および式(3)からなる群から選ばれる構造を含んでいても良い炭素数1~120の2価の有機基を表す。)
[4] 前記式(1)中のVが、炭素数6~50の2価の芳香族基、炭素数1~20の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基、炭素数3~9の2価の脂環式基、またはアダマンタン骨格を有する2価の基である、前記[3]に記載の感光性樹脂組成物。
[5] 前記式(1)中のmおよびnが、0である、前記[3]または[4]に記載の感光性樹脂組成物。
[6]  式(16)で表される化合物を含まないか、含む場合であってもその含有量が、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、0.3質量%以下である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(式(16)中、R10は、水素原子または炭素数1~6の1価の有機基を表し、R11は、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1~12の1価の有機基を表し、sは2~3の整数を表し、tは0≦t≦(s+1)を満たす整数を表す。)
[7] (a)樹脂は、分子鎖末端の少なくとも1つに熱架橋性基またはフェノール性水酸基を有している、前記[1]~[6]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[8] (a)樹脂は、分子鎖末端の少なくとも1つに式(17)で表される構造を有する、前記[1]~[7]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(式(17)中、R12は炭素数1~30の有機基を表す。*は結合点を表す。)
[9] 前記式(17)中、R12は熱架橋性基を有する、前記[8]に記載の感光性樹脂組成物。
[10] 前記式(3)において、RおよびRは、次の条件1または条件2を充たす前記[1]~[9]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
条件1:RおよびRの一方は水素原子であり、他の一方は、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数2~10の炭化水素基である。
条件2:RおよびRは共に、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基である。(なお、RおよびRは同一の構造ではない。)
[11] 前記式(3)において、RおよびRは、条件2を充たすものである、前記[10]に記載の感光性樹脂組成物。
[12] 前記式(2)において、Rの炭素数の合計が1以上5以下であり、かつ、前記式(3)において、RとRの炭素数の合計が3以上10以下である、前記[1]~[11]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[13] 前記式(2)で表される構造が、式(2-1)~式(2-4)で表される構造の何れかである、前記[1]~[12]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(式(2-1)中、R13~R18は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R13~R14の炭素数の合計とR17~R18の炭素数の合計は等しくない。
式(2-2)中、R19~R28は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R19~R22の炭素数の合計とR25~R28の炭素数の合計は等しくない。
式(2-3)中、R29~R36は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R29~R32の炭素数の合計とR33~R36の炭素数の合計は等しくない。
式(2-4)中、R37~R48は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R37~R42の炭素数の合計とR43~R48の炭素数の合計は等しくない。)
[14] 前記式(1)中のXが、式(5)~式(12)および式(18)~式(24)のいずれかで表される基である、前記[3]~[13]の何れかに記載の感光性樹脂組成物。
(*は結合点を表す。)
[15] 前記式(1)中のVで表される炭素数6~50の2価の芳香族基が、式(25)および式(26)のいずれかの基である、前記[4]~[14]の何れかに記載の感光性樹脂組成物。
(R49~R52は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~4の直鎖または分岐のアルキル基を表す。dおよびeは、それぞれ独立に、0~4の整数を表し、fは、1~3の整数を表し、gおよびhは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。Zは、単結合、エーテル基、チオエーテル基、スルホン基、ケトン基、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていても良い炭素数1~10の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。*は結合点を表す。)
[16] 前記式(1)中のVで表される炭素数3~9の2価の脂環式基が、式(27)~式(29)のいずれかで表される基である、前記[4]~[15]に記載の感光性樹脂組成物。
(R53~R55は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~4の直鎖または分岐のアルキル基を表す。iは0~2の整数を表し、jは0~3の整数を表し、kは0~3の整数を表す。*は結合点を表す。但し、全てのR53に含まれる炭素数の合計は5以下であり、全てのR54に含まれる炭素数の合計は4以下であり、全てのR55に含まれる炭素数の合計は3以下である。)
[17] さらに、式(30)で表される化合物または式(31)で表される化合物を含み、その含有量が、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、0.01~90質量%である、前記[1]~[16]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(R56は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基を表し、R57は、炭素数2~6のアルキル基を表す。)
 [18]  前記(b)感光剤の全部または一部が、式(32)で表される化合物である、前記[1]~[17]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(R58は、炭素数1~20の3~6価の脂環式基または脂肪族基を表し、R59は、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1~6の1価の脂肪族基を表す。Qは、複数存在する場合はそれぞれ独立に、水素原子、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニル基または1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニル基を表す。但し、全てが水素原子になることはない。P1は0~4の整数、P2は1~5の整数を表し、P1+P2は1~5の整数である。qは3~6の整数を表す。)
[19] さらに、1個以上の熱架橋性基が結合された芳香環を分子内に3~6個有する化合物を含む、前記[1]~[18]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[20] (a)樹脂は、前記式(1)で表される繰り返し単位として、RおよびRの何れかまたは両方が、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基である繰り返し単位を含む、前記[3]~[19]の何れかに記載の感光性樹脂組成物。
[21] 前記感光性樹脂組成物に含まれる樹脂の総質量を100質量%とした時、該樹脂の分子構造中に結合されたフッ素原子の量が2質量%未満である、前記[1]~[20]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
[22] (a)樹脂以外の樹脂として、さらに、式(33)で表される繰り返し単位、式(34)で表される繰り返し単位、および、式(35)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1つを含む樹脂、を含む、前記[1]~[21]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
(Yは、それぞれ独立に、炭素数2~20の脂肪族基、炭素数4~40の脂環式基および炭素数6~40の芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも1つの4価の有機基を表す。Zは、それぞれ独立に炭素数2~40の2価の有機基を表す。R60は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20のアルキル基またはエチレン性不飽和二重結合を有する炭素数2~20の1価の有機基を表す。)
[23] 前記式(33)で表される繰り返し単位、式(34)で表される繰り返し単位、および、式(35)で表される繰り返し単位に含まれるZは、それぞれ独立に、式(36)~式(38)のいずれかで表される有機基である、前記[22]に記載の感光性樹脂組成物。
(Xは、それぞれ独立に、直接結合または、式(39)で表される2価の基であり、R61は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表し、Xは、前記式(2)で表される二価の基または前記式(3)で表される二価の基であり、vは、それぞれ独立に、0または1を表し、*はイミド構造またはアミド構造に結合する結合点を表す。)
(*はイミド結合またはアミド結合側の結合点を表す。**はベンゼン環側の結合点を表す。)
[24] 前記[1]~[23]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物が支持体上に膜状に形成された感光性樹脂シート。
[25] 前記[1]~[23]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物。
[26] 前記[1]~[23]のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に膜状に形成する工程、
該感光性樹脂組成物の膜を露光する工程、
該露光された感光性樹脂組成物の膜を現像する工程、および、
該現像された感光性樹脂組成物の膜を硬化する工程を含む、硬化物の製造方法。
[27] 前記[25]に記載の硬化物を具備する、電子部品。
[28] 前記[25]に記載の硬化物を具備する、表示装置。
 本発明の感光性樹脂組成物は、高感度でかつ、溶剤溶解性に優れる。
 本明細書において、「有機基」とは、炭化水素骨格からなる原子団の総称であり、感光性樹脂組成物として用いるにおいて化学的に炭化水素骨格と同一視できる場合、炭化水素骨格内に窒素原子(例えば、アミド結合)、酸素原子(例えば、エーテル結合、ケトン基、エステル結合)、硫黄原子(例えば、チオエーテル結合、チオケトン基、スルホニル基、チオエステル結合)を含むものであってもよい。また、「芳香族基」とは、有機基の一部であって、芳香環を有する基をいい、「脂環式基」とは、有機基の一部であって、芳香族性を有さない環状の構造を有する基をいい、「脂肪族基」とは、有機基の一部であって、芳香族基、脂環式基の何れにも該当しない基をいう。
 本発明の感光性樹脂組成物は、(a)式(13)で示される繰り返し単位を含む樹脂(以下、単に「(a)樹脂」と称する)、および(b)感光剤を含有する。
 (RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基を表す。Uは、炭素数1~120の4価の有機基を表し、Yは炭素数1~120の2価の有機基を表し、UおよびYの一方または両方は、式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む。)
 (式(2)中、Rは炭素数mのシクロアルカン-1,1-ジイル基であり、Rは基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基であり、複数存在する場合は同一でも異なっていても良い。mは4以上7以下の整数、nは1以上2m-2以下の整数である。但し、R-(R)nは、mが偶数の場合は、[m/2+1]位の炭素と1位の炭素を結ぶ線に対して、mが奇数の場合は[(m+1)/2]位の炭素と[(m+1)/2+1]位の炭素間の結合の中点と1位の炭素を結ぶ線に対して、線対称の構造をとらない。*は結合点を表す。
式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、または、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。但し、RとRは同一の構造をとらない。*は結合点を表す。
式(14)および式(15)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。*は結合点を表す。)
 <式(13)で示される繰り返し単位を含む樹脂((a)樹脂)>
 本発明の感光性樹脂組成物は、(a)樹脂を含む。
 式(13)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基を表し、Uは、炭素数1~120の4価の有機基を表し、Yは炭素数1~120の2価の有機基を表し、UおよびYの一方または両方は、式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む。
 式(2)中、Rは炭素数mのシクロアルカン-1,1-ジイル基であり、Rは基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基であり、複数存在する場合は同一でも異なっていても良い。mは4以上7以下の整数、nは1以上2m-2以下の整数である。但し、R-(R)nは、mが偶数の場合は、[m/2+1]位の炭素と1位の炭素を結ぶ線に対して、mが奇数の場合は[(m+1)/2]位の炭素と[(m+1)/2+1]位の炭素間の結合の中点と1位の炭素を結ぶ線に対して線対称の構造をとらない。*は結合点を表す。
 式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、または、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。但し、RとRは同一の構造をとらない。*は結合点を表す。
 式(14)および式(15)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。*は結合点を表す。
 ポリマーの主鎖に前記式(2)、式(3)または式(14)で表される対称性を低減させた構造や、前記式(15)で表される嵩高い構造を導入することによって、(a)樹脂間の相互作用や結晶化を抑制することができ、溶剤への溶解性が向上する。
 前記式(2)中、Rは炭素数mのシクロアルカン-1,1-ジイル基であり、mは4以上7以下の整数である。(a)樹脂間の相互作用や結晶化を抑制し、溶剤への溶解性が向上する観点より、mは5または6であることが好ましい。
 前記式(2)中、Rは基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基を表す。Rが複数存在する場合は同一でも異なっていても良い。
 炭素数1~10の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、エチルヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、2-プロパノイル基、2-ブチル基、2-メチルブタノイル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、エテニル基が挙げられ、中では、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、エチルヘキシル基とすることが好ましい。
 エーテル結合を含む炭化水素基の具体例としては、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシブチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシブチル基、エトキシプロピル基、エトキシブチル基が挙げられる。
 カルボニル基(ケトン基)を含む炭化水素基の具体例としては、エタノイル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基が挙げられ、アクリロイル基、メタクリロイル基とすることが好ましい。
 前記式(2)中、nは1以上2m-2以下の整数である。溶剤への溶解性が向上する観点より、nは1以上5以下の整数であることが好ましい。
 前記式(2)中、R-(R)nは、mが偶数の場合は、[m/2+1]位の炭素と1位の炭素を結ぶ線に対して線対称の構造をとらない。また、mが奇数の場合は[(m+1)/2]位の炭素と[(m+1)/2+1]位の炭素間の結合の中点と1位の炭素を結ぶ線に対して線対称の構造をとらない。ここでいう、mが偶数の場合の[m/2+1]位の炭素と1位の炭素を結ぶ線とは、例えばm=6の場合式(44)に示した構造における点線(1位と4位の炭素をとおる点線)を表し、mが奇数の場合の[(m+1)/2]位の炭素と[(m+1)/2+1]位の炭素間の結合の中点と1位の炭素を結ぶ線とは、例えばm=5の場合式(45)に示した構造における点線(1位の炭素と3位と4位の炭素間の結合の中点をとおる点線)を表す。
 式(44)および式(45)中、*は結合点を表す。
 前記式(2)における線対称の構造をとらないとは、前記式(44)、(45)の点線を挟んだ両側の構造が、該点線を軸として回転した際に重ならないことを表す。これには前記式(2)のR-(R)nの構造に四級炭素が含まれる場合の立体異性体(シス配位とアンチ配位)の差も反映される。例えばm=4の場合、式(46)は点線を軸に回転して構造が重なるので線対称の構造を取る、式(47)は点線を軸に回転して構造が重ならないので線対称の構造をとらない。
 式(46)および式(47)中、*は結合点を表す。
 (a)樹脂間の相互作用や結晶化を抑制し、溶剤への溶解性を向上させる観点から、前記式(2)において、Rの炭素数の合計が1以上5以下であることがより好ましく、2以上5以下であることがさらに好ましい。もっとも好ましくは、Rの炭素数の合計が2以上5以下であって、下記に表したような、シクロアルカン-1,1-ジイル基の炭素のうちのひとつにRが2個結合した構造である。
*は結合点を表す。
 また、(a)樹脂間の相互作用や結晶化を抑制し、溶剤への溶解性が向上する観点より、前記式(2)で表される構造が、式(2-1)~式(2-4)で表される構造の何れかであることが好ましい。
 R13~R48は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。
 炭素数1~4のアルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基が挙げられる。
 前記式(2-1)において、R13~R14の炭素数の合計とR17~R18の炭素数の合計は等しくなく、前記式(2-2)において、R19~R22の炭素数の合計とR25~R28の炭素数の合計は等しくなく、前記式(2-3)において、R29~R32の炭素数の合計とR33~R36の炭素数の合計は等しくなく、前記式(2-4)において、R37~R42の炭素数の合計とR43~R48の炭素数の合計が等しくない。
 また、(a)樹脂の耐熱性の観点より、前記式(2-1)において、R13~R14の炭素数の合計とR17~R18の炭素数の合計の差、前記式(2-2)において、R19~R22の炭素数の合計とR25~R28の炭素数の合計の差、前記式(2-3)において、R29~R32の炭素数の合計とR33~R36の炭素数の合計の差、および、前記式(2-4)中、R37~R42の炭素数の合計と、R43~R48の炭素数の合計の差は、それぞれ1~3であることが好ましい。
 前記式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、または、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。但し、RとRは同一の構造をとらない。*は結合点を表す。
 炭素数1~10の炭化水素基、エーテル結合を含む炭化水素基、又はカルボニル基(ケトン基)を含む炭化水素基の具体例としては、Rについて説明したものと同じものを挙げることができる。
 (a)樹脂間の相互作用や結晶化を抑制し、溶剤への溶解性が向上する観点より、前記式(3)において、RおよびRは、次の条件1または条件2を充たすことが望ましい。
 条件1:RおよびRの一方は水素原子であり、他の一方は、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数2~10の炭化水素基である。
 条件2:RおよびRは共に、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基である。(なお、RおよびRは同一の構造ではない。)
 そして、本発明に用いる(a)樹脂としては、条件2を充たしていることがより好ましい。
 また、前記式(3)中において、RとRの炭素数の合計が3以上10以下であることがさらに好ましい。もっとも好ましくはRとRの炭素数の合計が4以上8以下であって、RとRの炭素数の差が2以上である。
 前記式(2)~前記式(3)で表される基の好ましい具体例として、式(5)~式(12)および式(18)~式(24)で表される基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 前記式(14)および前記式(15)において、Rは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。
 炭素数1~4のアルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、または、t-ブチル基である。(a)樹脂の耐熱性の観点より、Rは、メチル基、または、エチル基であることが好ましい。
 前記式(13)中、Uは炭素数1~120の4価の有機基を表す。高感度化の観点からU(OR)(OR)は、ビスアミノフェノール化合物の残基、または、ビスアミノフェノール化合物のフェノール性水酸基の水素原子が有機基で置換された化合物の残基であることが好ましい。Uが前記式(2)、式(3)、式(14)および式(15)で表される構造を含む基ではない場合、U(OR)(OR)の好ましい具体例としては、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メチレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシ)ビフェニル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、2,2-ビス[3-(3-アミノベンズアミド)-4-ヒドロキシフェニル]プロパン、2,2-ビス[3-(3-アミノベンズアミド)-4-ヒドロキシフェニル]-1,1,1-トリフルオロエタン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、9,9-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパンの残基、および、それら残基のフェノール性水酸基の水素原子が有機基で置換されたものが挙げられる。
 前記式(13)中、Yはジカルボン酸の残基を表す。Yが前記式(2)、式(3)、式(14)および前記式(15)で表される構造を含む基ではない場合、Yとして用いうる基の具体例としては、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、2,2-ビス(カルボキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(カルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,3-シクロブタンジカルボン酸、ジフェニルメタンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸、イタコン酸のそれぞれに対応する残基が挙げられる。
 高感度化の観点より、前記式(13)中、Uが前記式(2)、式(3)、式(14)および式(15)のいずれかで表される構造を含むことが好ましく、前記式(13)で表される繰り返し単位の全部または一部が、式(1)で表される繰り返し単位であることがより好ましい。
 前記式(1)中、RおよびRは、好ましい範囲も含めて前記式(13)においてした説明と同じであるので、その説明を援用する。
 前記式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。
 炭素数1~4のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2-プロピル基、2-ブチル基、tert-ブチル基、2-メチルプロピル基が挙げられる。(a)樹脂の耐熱性の観点より、RおよびRは、メチル基およびエチル基の何れかであることが好ましい。
 前記式(1)中、mおよびnは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。(a)樹脂の耐熱性の観点より、前記式(1)中のmおよびnが、0であることが好ましい。
 前記式(1)中、Xは、前記式(2)および式(3)からなる群から選ばれる構造であり、芳香族環に直接結合している。溶剤への溶解性が向上する観点より、好ましい前記式(2)および式(3)の範囲は前記の通りであるが、特に前記式(1)中のXが、前記式(5)~式(12)および前記式(18)~式(24)のいずれかで表される基であることがより好ましく、前記式(6)、式(7)、式(10)、式(12)、式(18)、式(19)、式(20)、式(21)、式(22)、式(24)のいずれかで表される基であることがさらに好ましい。
 前記式(1)中、Vは、式(2)および式(3)からなる群から選ばれる構造を含んでいても良い炭素数1~120の2価の有機基を表す。現像残渣が低減するする観点より、前記式(1)中のVが、炭素数6~50の2価の芳香族基、炭素数1~20の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基、炭素数3~9の2価の脂環式基、またはアダマンタン骨格を有する2価の基であることが好ましい。好ましい具体例としては、前記式(13)についての説明中、Yで挙げたものが挙げられる。
 溶剤への溶解性が向上する観点より、前記式(1)中のVは、炭素数6~50の2価の芳香族基、炭素数1~20の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基、炭素数3~9の2価の脂環式基、またはアダマンタン骨格を有する2価の基であることが好ましい。
 炭素数6~50の2価の芳香族基としては、芳香環が単結合、アルキル基、エーテル基、スルフィド基、スルホン基、ケトン基などの有機基で連結された構造が挙げられる。炭素数6~50の2価の芳香族基の炭素数は、より好ましくは、炭素数6~30である。
 炭素数6~30の2価の芳香族基の具体例としては、フェニル基、ビフェニル基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルホン基、ジフェニルプロパン基、ジフェニルヘキサフルオロプロパン基、ジフェニルメタン基、ジフェニルスルフィド基、ナフタレン基が挙げられる。
 炭素数1~20の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基の例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピリデン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基が挙げられる。
 炭素数1~20の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基の炭素数は、より好ましくは、炭素数1~3である。炭素数1~3の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基の例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピリデン基が挙げられる。
 炭素数3~9の2価の脂環式基の具体例としては、シクロプロパン基、シクロブタン基、シクロペンタン基、シクロヘキサン基、シクロヘプタン基、シクロオクタン基、ジメチルシクロヘキサン基、ジメチルシクロブタン基が挙げられる。
 前記式(1)中のVは、2個以上のベンゼン環を有することが好ましい。2個以上のベンゼン環を有する有機基としては、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルホン、ジフェニルケトン、ジフェニルメタンなどベンゼン環が有機基を介して結合したものや、ナフタレンやアントラセンのようにベンゼン環の1辺以上が共有されて多環芳香族基となったものが挙げられる。2個以上のベンゼン環を有することで、ポリマー主鎖のアミド基の濃度が下がり、対称性が低く立体障害の大きい(a)樹脂の分子間力がさらに下がって溶剤への溶解性が向上する。また、(b)感光剤との相互作用が強くなって、高感度化する観点より、前記式(1)中、Vで表される炭素数6~50の2価の芳香族基は、式(25)および式(26)のいずれかの基であることがより好ましい。
 前記式(25)および前記式(26)中、R49~R52は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~4の直鎖または分枝のアルキル基を表す。好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2-プロピル基、2-ブチル基、tert-ブチル基、2-メチルプロピル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基である。
 前記式(25)および前記式(26)中、dおよびeは、それぞれ独立に、0~4の整数を表し、fは1~3の整数を表し、gおよびhは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。(a)樹脂の耐熱性の観点より、dおよびeは0であることが好ましく、fは1であることが好ましく、g、hは0であることが好ましい。
 前記式(25)中、Zは、単結合、エーテル基、チオエーテル基、スルホン基、ケトン基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~10の直鎖または分枝のアルキレン基を表す。溶剤への溶解性が向上する観点から、Zはエーテル基であることが好ましい。
 また、前記式(1)中、Vが炭素数4~6の脂環式基を有する場合には、対称性が低く立体障害の大きい(a)樹脂の極性がさらに下がり、溶剤への溶解性が向上する。さらに、(a)樹脂の光透過率が向上して感度も向上する観点より、前記式(1)中、Vは、式(27)~式(29)のいずれかで表される基であることがより好ましい。
 前記式(27)~式(29)中、R53~R55は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~4の直鎖または分枝のアルキル基を表す。好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2-プロピル基、2-ブチル基、tert-ブチル基、2-メチルプロピル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基である。また、iは0~2の整数を表し、jは0~3の整数を表し、kは0~3の整数を表す。*は結合点を表す。
 前記式(27)~式(29)において、全てのR53に含まれる炭素数の合計は5以下であり、全てのR54に含まれる炭素数の合計は4以下であり、全てのR55に含まれる炭素数の合計は3以下である。
 (a)樹脂の耐熱性の観点より、全てのR53、全てのR54および全てのR55に含まれる炭素数の合計は1以下であることが好ましく、0であることがより好ましい。
 前記式(13)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基を表す。なおここで、-ORおよび-ORは、同じ芳香環に結合するアミド結合に対して、オルト位に結合することが好ましい。
 ここでいう酸分解性基とは、露光によって光酸発生剤から発生した酸が、前記式(13)中-ORおよび-ORに作用し、-OH(フェノール性水酸基)に変換することができる官能基を指す。フェノール性水酸基はアルカリ現像液に対する溶解速度を速くするため、未露光部と露光部で現像時の溶解速度差が大きくなり、露光部が溶解したレリーフパターンを形成することができる。
 また、酸分解性基が用いられた場合には、-OR、-ORの構造は、酸の作用によりフェノール性水酸基に変換することができるため、この場合の-OR、-ORの構造を「酸分解性基で保護された水酸基」と称することがある。さらに、-OR、-ORが-OHに変換されることを「脱保護」、保護前の-OHのうち保護剤との反応で-OHから-OR、-ORに変換された割合を「保護率」と称する。具体的な保護率の算出方法は次の通りである。
 すなわち、保護率は、400MHz、H-NMR(核磁気共鳴)装置(日本電子株式会社製 AL-400)を用いて測定した。具体的には、重水素化ジメチルスルホキシド溶液中、積算回数16回で測定した。保護前の樹脂における9ppmから11ppm付近に観測されるフェノール性水酸基のプロトンの積分値をMとし、保護後の樹脂における9ppmから11ppm付近に観測されるフェノール性水酸基のプロトンの積分値をNとしたとき、保護率は下記式のように算出される。
 保護率(mol%)=(M-N)/M×100
 ポリマー側鎖のフェノール性水酸基の一部が保護されることによって、溶剤溶解性が向上する、さらに、(a)樹脂の未露光部におけるアルカリ現像液への溶解性が下がって、露光部との溶解速度差を大きくし、高感度化する観点から、前記式(13)中のRおよびRの少なくとも1つは、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基であることが好ましく、炭素数1~120の1価の酸分解性基であることがより好ましい。
 炭素数1~120の1価の酸分解性基の具体例としては、t-ブトキシカルボニル基、t-ブチル基、テトラヒドロピラニル基、(α-オキシアルキル)アルキレン基が挙げられるが、これらに限定されない。
 感光性樹脂組成物が付与された基板をエッジバックリンスするのに用いるシンナー(低沸点の溶剤)への感光性樹脂組成物の溶解性の向上をはかる観点から、炭素数1~120の酸分解性基は、t-ブトキシカルボニル基、(α-オキシアルキル)アルキレン基であることが好ましく、(α-オキシアルキル)アルキレン基がより好ましい。
 (α-オキシアルキル)アルキレン基とは、当該基が結合する酸素原子とを含めて-O-CR-O-結合を形成する基(Rは水素原子またはアルキル基)である。ただし、(α-オキシアルキル)アルキレン基は、(α-オキシアルキル)アルキレン基中のアルキル基およびアルキレン基は、アルキル基またはアルキレン基(α位に結合する原子が水素原子である場合の水素原子を除く)中の水素原子がオキシアルキル基で置換されていたり、2以上のアルキル基の間でまたはアルキル基とアルキレン基との間で環構造を形成していてもよい。具体的な構造としては下式に示す構造が例として挙げられる。
 上記構造中、R62~R67、R69は1価の有機基を示し、R68およびR70は2価の有機基を示す。*は酸素原子との結合部位を示す。
 上記の1価の有機基としては、例えば、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10の環状アルキル基、炭素数2~8のアルコキシアルキル基、または、炭素数6~16のアルコキシ環状アルキル基が挙げられる。
 上記の2価の有機基としては、例えば、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、ペンタン-1,3-ジイル基や、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基およびペンタン-1,3-ジイル基からなる群より選ばれる基の水素原子が、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基および炭素数2~8のアルコキシアルキル基からなる群より選ばれる基で置換された基が挙げられる。
 より好ましい(α-オキシアルキル)アルキレン基の具体例としては、式(40)で表される基が挙げられる。
 式(40)中、R71は、炭素数1~6のアルキル基、または、炭素数2~8のアルコキシアルキル基を示す。R72およびR73は、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10の環状アルキル基、炭素数2~8のアルコキシアルキル基、または、炭素数6~16のアルコキシ環状アルキル基を示す。R74は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数5~10の環状アルキル基、炭素数2~8のアルコキシアルキル基、または、炭素数6~16のアルコキシ環状アルキル基を示す。また、R72、R73およびR74は、それらの内の2つまたは全部の基において水素原子部分が直接結合に置換されて環構造を形成していてもよい。*は結合部位を示す。
 炭素数1~6のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。
 炭素数2~8のアルコキシアルキル基の具体例としては、例えば、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、エトキシブチル基、プロポキシメチル基、プロポキシエチル基、プロポキシプロピル基、プロポキシブチル基が挙げられる。
 炭素数5~10の環状アルキル基の具体例としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロへプチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロへプチルエチル基、シクロペンチルプロピル基、シクロヘキシルプロピル基、シクロペプチルプロピル基が挙げられる。
 炭素数6~16のアルコキシ環状アルキル基の具体例としては、例えば、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、プロポキシペンチル基、ジメトキシペンチル基、ジエトキシペンチル基、ジプロポキシペンチル基、トリメトキシペンチル基、トリエトキシペンチル基、トリプロポキシペンチル基、メトキシヘキシル基、エトキシヘキシル基、プロポキシヘキシル基、ジメトキシヘキシル基、ジエトキシヘキシル基、ジプロポキシヘキシル基、トリメトキシヘキシル基、トリエトキシヘキシル基、トリプロポキシヘキシル基、メトキシへプチル基、エトキシへプチル基、プロポキシへプチル基、ジメトキシへプチル基、ジエトキシへプチル基、ジプロポキシへプチル基、トリメトキシへプチル基、トリエトキシへプチル基、トリプロポキシへプチル基が挙げられる。
 炭素数1~6のアルコキシ基の具体例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基が挙げられる。
 式(40)は、式(13)の-ORおよび-ORのRおよびRが、(α-オキシアルキル)アルキレン基である場合のγ位の炭素、すなわちR72ないしR74が結合する炭素、は二級炭素または三級炭素である。前記RおよびRの少なくとも一つが、式(40)で表される基であることにより、―ORおよび-ORがフェノール性水酸基に変換する、すなわち脱保護する活性化エネルギーを小さくすることができる。そのため、露光により感光性組成物中に発生する酸が少ない場合でも、脱保護することができ、高感度な感光性樹脂組成物とすることできる。具体的にRおよびRは式(41)~式(43)のいずれかで表される基であることが好ましく、特に式(41)で表される基であることが好ましい。
 式(41)~式(43)中、*は酸素原子との結合部位を表す。
 酸分解性基で保護された水酸基の構造は、フェノール性水酸基である場合を含む水酸基を有する樹脂と保護剤とを反応させることによって得られる。例えば、無溶剤又はトルエン、ヘキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロペンタノン等の溶剤中で、前記の水酸基を有する樹脂と保護剤とを、酸、または、塩基の存在下、反応温度-20~50℃で反応させることにより、-ORおよび-ORの部分が酸分解性基で保護された水酸基である(a)樹脂を得ることができる。
 本発明に用いられる保護剤としては、水酸基を保護できる化合物であり、それにより導入された保護基は酸や塩基の作用により、脱保護可能である。保護剤として、水酸基を保護することが可能な公知の保護剤を用いることができる。
 保護剤として、例えば、RおよびRを1-エトキシエチル基とする場合はエチルビニルエーテル、RおよびRを2-テトラヒドロピラニル基とする場合は3,4-ジヒドロ-2H-ピラン、RおよびRをt-ブトキシカルボニル基とする場合は二炭酸ジ-tert-ブチルを用いることができる。
 フェノール性水酸基である場合を含む水酸基を有する樹脂と保護剤とを反応させて、酸分解性基で保護された水酸基の構造を含む樹脂を得る反応には、酸または塩基触媒を使用することができる。
 酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素酸などの無機酸、および、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸などの有機酸が挙げられる。また、p-トルエンスルホン酸ピリジニウムなどの有機酸塩も好ましく用いることができる。
 塩基触媒としては、ピリジン、N,N-ジエチル-4-アミノピリジン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン等のアミン化合物が挙げられる。
 本発明に用いられる(a)樹脂は公知の方法で合成することができる。例えば、ビスアミノフェノール化合物とジカルボン酸や対応するジカルボン酸クロリドやジカルボン酸活性エステルなどを反応させて得られる。なお、(a)樹脂において、前記式(13)で表される繰り返し単位は、全繰り返し単位の40mol%以上、好ましく60mol%以上、特に好ましく80mol%以上であり、その上限としては100mol%である。また、(a)樹脂は、前記式(13)で示される繰り返し単位以外に他のα-ヒドロキシ(アルキルまたは水素)アリールアミド構造を有する繰り返し単位を含んでいても構わない。α-ヒドロキシ(アルキルまたは水素)アリールアミド構造を有する繰り返し単位は、ビスアミノフェノールと、ジカルボン酸、ジカルボン酸クロリド、ジカルボン酸活性エステルとの反応で得られる。また、全繰り返し単位の30mol%未満、好ましく20mol%以下、さらに好ましくは10mol%以下、の範囲で、α-ヒドロキシ(アルキルまたは水素)アリールアミド構造以外の共重合可能な繰り返し単位を含んでいても構わない。
 本発明に用いられる(a)樹脂は、主鎖末端がモノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノカルボン酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物などの末端封止剤で封止されていてもよい。主鎖末端が末端封止剤で封止されていることにより、感光性樹脂組成物としての保存安定性を向上させることができる。
 末端封止剤として用いられるモノアミンの導入割合は、封止前の(a)樹脂に含まれる末端カルボキシル基の量を100mol%としたとき、20mol%以上を封止することが好ましく、より好ましくは40mol%以上、さらに好ましくは60mol%以上、特に好ましくは80mol%以上を封止することである。また、末端封止剤として用いられる酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物またはモノ活性エステル化合物の導入割合は、封止前の(a)樹脂に含まれる末端アミノ基の量を100mol%としたとき、20mol%以上を封止することが好ましく、より好ましくは40mol%以上、さらに好ましくは60mol%以上、特に好ましくは80mol%以上を封止することである。複数の末端封止剤を用いても良い。
 (a)樹脂の主鎖末端の封止率は、400MHz、H-NMR(核磁気共鳴)装置(日本電子株式会社製 AL-400)を用いて測定した。具体的には、重水素化ジメチルスルホキシド溶液中、積算回数16回で測定した。主鎖末端に対して、末端封止剤が100%反応した場合の末端構造固有の官能基(例えば熱架橋性基など)に帰属されるプロトンの理論積分値をH1とし、実際に観測された上記と同じ官能基に帰属されるプロトンの積分値をH2としたとき、主鎖末端の封止率は下記式のように算出される。
 主鎖末端の封止率(mol%)=H2/H1×100。
 末端封止剤として用いるモノアミンの具体例としては、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アニリン、o-アミノフェノール、m-アミノフェノール、p-アミノフェノール、4-アミノスチレンが挙げられる。
 末端封止剤として用いる酸無水物の具体例としては、ナジック酸無水物、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸が挙げられる。
 モノカルボン酸クロリド化合物の具体例としては、アクリロイルクロリド、メタクリロイルクロリド、ブチリルクロリド、プロピオン酸クロリド、2-エチルヘキサン酸クロリド、シクロヘキサンカルボン酸クロリド、塩化ベンゾイル、ナフトイルクロリド、ヘプタン酸クロリド、イソブチリルクロリド、イソノナノイルクロリド、ネオデカノイルクロリド、オクタノイルクロリド、ピバロイルクロリド、バレロイルクロリド、メトキシアセチルクロリド、アセトキシアセチルクロリド、フェニルアセチルクロリド、シンナモイルクロリド、アセチルクロリドが挙げられる。
 モノ活性エステル化合物の具体例としては、N-ベンゾイルイミダゾールが挙げられる。
 硬化時の膜の収縮を小さくできる観点より、(a)樹脂の末端構造の少なくとも一方は、熱架橋性基またはフェノール性水酸基を有していることが好ましい。熱架橋性基の具体例としては、メチロール基、アルコキシメチル基、ビニル基、エチニル基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、マレイミド基が挙げられる。
 また、同様に硬化時の膜の収縮を小さくできる観点より、(a)樹脂は、分子鎖末端の少なくとも1つに式(17)で表される構造を有することが好ましい。
 前記式(17)中、R12は炭素数1~30の有機基を表す。炭素数1~30の有機基の具体例としては、前記モノカルボン酸クロリド化合物の残基と同じものが挙げられる。
 このうち、前記式(17)中、R12は熱架橋性基を有することがより好ましい。熱架橋性基の具体例としては、メチロール基、アルコキシメチル基、ビニル基、エチニル基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基、マレイミド基が挙げられる。(a)樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる測定で、ポリスチレン換算で3,000~200,000であることが好ましく、より好ましくは5,000~100,000であり、さらに好ましくは7,000~60,000である。(a)樹脂の重量平均分子量を上記範囲とすることにより、良好な溶剤溶解性、良好な現像液への溶解性、高い機械強度を全て満たしやすくすることができる。
 なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析装置を用い、下記条件により測定した。
測定装置:Waters2695(Waters社製)
カラム温度:50℃
流速:0.4mL/min
検出器:2489 UV/Vis Detector(測定波長 260nm)
展開溶剤:NMP(塩化リチウム0.21質量%、リン酸0.48質量%含有)
ガードカラム:TOSOH TSK guard column(東ソー(株)製)
カラム:TOSOH TSK-GEL a-2500、
    TOSOH TSK-GEL a-4000 直列(いずれも東ソー(株)製)。
 <(b)感光剤>
 本発明に用いられる(b)感光剤は、露光によって酸を発生する機能を有する化合物または露光によって自身が酸性の化合物に変成する化合物である。(b)感光剤は本発明の効果を損なわない範囲で公知のものを使用することができる。
 (b)感光剤の具体例としては、多価のフェノール化合物とナフトキノンジアジドスルホン酸化合物とのエステル化合物、オニウム塩型のイオン性光酸発生剤や非イオン性光酸発生剤が挙げられる。オニウム塩とは、化学結合に関与しない電子対を有する化合物が、当該電子対によって、他の陽イオン形の化合物と配位結合して生ずる化合物を指す。前記イオン性光酸発生剤は、オニウム塩のカチオン部位が光化学特性(モル吸光係数・吸収波長・量子収率)、アニオン部位が生成する酸の強さを決定する。一方、非イオン性光酸発生剤は、光を吸収する部位と酸がエステル結合を介して光酸発生剤である。
 多価のフェノール化合物とナフトキノンジアジドスルホン酸化合物とのエステル化合物において用いられる多価のフェノール化合物としては、Bis-Z、TekP-4HBPA、TekOC-4HBPA、TrisP-HAP、TrisP-PA、BisP-AP、BisP-3MZ、Bis25X-F、BisOC-FL、BisP-MIBK、DML-PC、DML-POP、TML-BPA、TMOM-BP、(商品名、以上本州化学工業(株)製)、BIR-OC、BIP-PC、BIR-PC、BIR-PTBP、BIR-PCHP、BIP-BIOC-F、4PC、BIR-BIPC-F、TEP-BIP-A、46DMOC、46DMOEP、TM-BIP-A(商品名、以上旭有機材工業(株)製)、テトラヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸メチルエステル、ビスフェノールA、ビスフェノールE、メチレンビスフェノール、などの化合物が挙げられる。
 (b)感光剤として式(32)で表される多価のフェノール化合物とナフトキノンジアジドスルホン酸化合物とのエステル化合物を含むことが、対称性が低く立体障害の大きい(a)樹脂との相互作用が強くなって、(a)樹脂の未露光部におけるアルカリ現像液への溶解性が下がって露光部との溶解速度差を大きくし、結果、現像後のパターン寸法精度が向上する観点より、好ましい。
 前記式(32)中、R58は、炭素数1~20の3~6価の脂環式基または脂肪族基を表す。炭素数1~20の脂環式基または脂肪族基の好ましい具体例としては、下記に表す構造が挙げられる。なお、下記構造において、*は結合点を表し、その数はqに対応する。
 前記式(32)中、R59は、それぞれ独立に、炭素数1~6の1価の脂肪族基を表す。炭素数1~6の1価の脂肪族基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2-プロパノイル基、2-ブチル基、2-メチルブタノイル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、エテニル基が挙げられ、中では、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基を用いることが好ましい。
 前記式(32)中、Qは、それぞれ独立に、水素原子、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニル基または1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニル基を表す。ただし、全て水素原子になることはない。
 前記式(32)中、P1は0~4の整数。P2は1~5の整数を表し、P1+P2は1~5の整数である。樹脂組成物の耐熱性の観点より、P1は0または1であることが好ましく、P2は1または2であることが好ましい。
 前記式(32)中、qは3~6の整数を表す。樹脂組成物の耐熱性の観点より、qは3または4であることが好ましい。
 前記式(32)の好ましい具体例としては下記の構造が挙げられる。なおここで、Qは上に説明したとおりである。
 前記式(32)のエステル化率、すなわち、Qが1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニル基または1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニル基である割合は、Q全体の量を100モル%とした時、50モル%以上が好ましく、75モル%以上がより好ましい。この範囲であることで、未露光部と露光部との溶解速度差を大きくし、結果、現像後のパターン寸法精度が向上する。
 前記式(32)で表される化合物の含有量は、(a)樹脂の量100質量%に対し、1質量%以上、好ましくは3質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。
 特に、(a)樹脂が、前記式(2)中、Rの炭素数の合計が2以上5以下であり、かつ、Rで表されるシクロアルカン-1,1-ジイル基の炭素のうちのひとつにRが2つ結合した構造、より具体的には前記式(6)、式(7)、式(22)および式(24)で表される構造の何れかを含む樹脂や、前記式(3)中、RおよびRは、それぞれ炭素数1~10の炭化水素基であり、RとRは同一の構造ではなく、かつ、すべてのRとRの炭素数の合計が4以上8以下であり、RとRの炭素数の差が2以上である構造、より具体的には前記式(10)、式(12)、式(18)、式(19)および式(20)で表される構造の何れかを含む樹脂など、対称性がより大きく低減している樹脂である場合、よりいっそう現像後のパターン寸法精度を向上させることができる。
 イオン性光酸発生剤としては、重金属、ハロゲンイオンを含まないものが好ましく、トリオルガノスルホニウム塩系化合物がより好ましい。トリオルガノスルホニウム塩系化合物の具体例としては、例えば、トリフェニルスルホニウムの、メタンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、カンファースルホン酸塩、4-トルエンスルホン酸塩、パーフルオロ-1-ブタンスルホン酸塩(「SP-056」、商品名、ADEKA社製);ジメチル-1-ナフチルスルホニウムの前記スルホン酸塩;ジメチル(4-ヒドロキシ-1-ナフチル)スルホニウムの、前記スルホン酸塩;ジメチル(4,7-ジヒドロキシ-1-ナフチル)スルホニウムの、前記スルホン酸塩;ジフェニルヨードニウムの前記スルホン酸塩などが挙げられる。
 非イオン性光酸発生剤としては、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、オキシムスルホネート化合物、イミドスルホネート化合物などを用いることができる。
 ジアゾメタン化合物の具体例としては、例えば、ビス(4-メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン(「WPAG-199」、商品名、富士フイルム和光純薬製))が挙げられる。
 スルホン化合物の具体例としては、例えば、β-ケトスルホン化合物、β-スルホニルスルホン化合物などが挙げられる。好ましいスルホン化合物としては、2-(p-トルエンスルホニル)アセトフェノン、ビス(フェニルスルホニル)メタンが挙げられる。
 スルホン酸エステル化合物の具体例としては、例えば、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホン酸エステル化合物などが挙げられる。好ましい具体例としては、例えば、ベンゾイン-4-トリルスルホネート、ピロガロールトリス(メチルスルホネート)、ニトロベンジル-9,10-ジエトキシアンスリル-2-スルホネート、2,6-(ジニトロベンジル)フェニルスルホネートが挙げられる。
 カルボン酸エステル化合物の具体例としては、例えば、カルボン酸2-ニトロベンジルエステルが挙げられる。
 オキシムスルホネート化合物の具体例としては、“Irgacure”(登録商標) PAG-103(ベンゼンアセトニトリル,2-メチル-α-[[(プロピルスルホニル)オキシ]イミノ]-3(2H)-チエニリデン)、PAG-121(ベンゼンアセトニトリル,2-メチル-α-[[(4-メチルフェニル)オキシ]イミノ]-3(2H)-チエニリデン)、PAG-108(ベンゼンアセトニトリル,2-メチル-α-[[(n-オクチル)オキシ]イミノ]-3(2H)-チエニリデン)、PAG-203(以上、いずれもBASFジャパン社製)、PAI-101((Z)-4-メトキシ-N-(トシロキシ)ベンズイミドイルシアニド、みどり化学社製)などが挙げられる。
 イミドスルホネート化合物の具体例としては、N-ヒドロキシナフタルイミドトリフラート、“アデカアークルズ”(登録商標) SP-606(4-ブチル-N-ヒドロキシ-ナフタルイミドトリフラート、ADEKA社製)、NA-101(N-ヒドロキシナフタルイミド-p-トルエンスルホネート)、NA-106(N-ヒドロキシナフタルイミドカンファースルホネート、以上、いずれもみどり化学社製)などが挙げられる。
 本発明の感光性樹脂組成物において、(b)感光剤の含有量は、露光部と未露光部の溶解速度差と、感度の許容幅の点から、(a)樹脂100質量部に対して1~100質量部とすることが好ましく、1~40質量部がより好ましい。
 本発明の感光性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、また、付加的な機能を与える目的で、(a)樹脂および(b)感光剤以外の成分を含有していても構わない。そのような成分としては、(a)樹脂以外の樹脂あるいはその前駆体、溶剤、アミン化合物、溶解促進剤、増感剤、シランカップリング剤、界面活性剤など公知のものが挙げられる。
 <(a)樹脂以外の樹脂あるいはその前駆体>
 高感度化の観点より、本発明の感光性樹脂組成物は、(a)樹脂以外の樹脂として、さらに、式(33)で表される繰り返し単位、式(34)で表される繰り返し単位、式(35)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1つの繰り返し単位を含む樹脂を含んでもよい。すなわち、これらの樹脂はイミド環を有しているか、イミド環を形成することが予定された樹脂である。
 前記式(33)、前記式(34)および前記式(35)中、Yは、それぞれ独立に、炭素数2~20の脂肪族基、炭素数4~40の脂環式基および炭素数6~40の芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも1つの4価の有機基を表す。
 好ましいYの好ましい具体例としては次に示す酸二無水物の残基が挙げられるが、これらに限定されない。
 (酸二無水物の好ましい具体例)
 ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ビフェビルテトラカルボン酸二無水物、無水ピロメリト酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルフィドテトラカルボン酸二無水物、4,4’―(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、4,4’―(イソプロピリデン)ジフタル酸無水物、ジフェニルメタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサ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、シクロブタ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、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン。
 前記式(33)、前記式(34)および前記式(35)中、Zは、それぞれ独立に炭素数2~40の2価の有機基を表す。Zの好ましい具体例としては、水酸基を有するジアミンの残基およびそれら残基の水酸基の一部または全部が保護された構造が挙げられるが、これらに限定されない。
 係る水酸基を有するジアミンの例としては、2,4-ジアミノフェノール、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシ)ビフェニル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホンが挙げられる。
 また、パターン加工性を損なわない範囲で次に示すジアミンの残基を含んでも良い。
 (ジアミン残基を与えるジアミンの具体例)
 パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、トルイレンジアミン、ベンジジン、オルトトリジン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルケトン、ジアミノジフェニルスルフィド、ビス(アミノフェニル)プロパン、ビス(アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、および、その水添加物、ブタンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン。
 高感度化の観点より、前記式(33)~式(35)中、Zが、それぞれ独立に、式(36)~式(38)のいずれかで表される有機基であることが好ましい。なお、*はイミド構造またはアミド構造に結合する結合点を表す。
 前記式(36)、式(37)および式(38)中、Xは、それぞれ独立に、直接結合または、式(39)で表される2価の基である。高感度化の観点よりXは、直接結合であることが好ましい。
 前記式(36)、式(37)および式(38)中、R61は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。好ましい具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、または、t-ブチル基である。
 前記式(36)中、Xは、前記式(2)または式(3)で表される2価の有機基である。式(2)および式(3)の好ましい範囲は、式(13)に説明した範囲と同じであるので、これを援用する。
 前記式(36)中、vは、それぞれ独立に、0または1を表す。(a)樹脂の耐熱性の観点より、vは、0であることが好ましい。
 前記式(39)中、*はイミド構造またはアミド構造に結合する結合点を表す。**は芳香族環に結合する結合点を表す。
 前記式(33)、および前記式(35)中、R60は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20のアルキル基またはエチレン性不飽和二重結合を有する炭素数2~20の1価の有機基を表す。好ましいR60の具体例としては、メチル基、エチル基、2-メタアクリロイルオキシエチル基、2-アクリロイルオキシエチル基が挙げられる。
 <熱架橋剤>
 硬化時の膜の収縮を小さくできる観点より、本発明の樹脂組成物は熱架橋性基が1つ以上結合した芳香環を分子内に3~6個有する熱架橋性化合物を含有することが好ましい。
 特に、(a)樹脂が、前記式(2)中、Rの炭素数の合計が2以上5以下であり、かつ、Rで表されるシクロアルカン-1,1-ジイル基の炭素のうちのひとつにRが2つ結合した構造、をより具体的には前記式(6)、式(7)、式(22)および式(24)で表される構造を含む樹脂や、前記式(3)中、RおよびRは、それぞれ炭素数1~10の炭化水素基であり、RとRは同一の構造ではなく、かつ、すべてのRとRの炭素数の合計が4以上8以下であり、RとRの炭素数の差が2以上である構造、より具体的には前記式(10)、式(12)、式(18)、式(19)および式(20)で表される構造を含む樹脂など、対称性がより大きく低減している樹脂との配合において、上記した硬化時の膜の収縮をより小さくすることが可能となる。
 熱架橋性基の具体例としては、例えば、メチロール基、アルコキシメチル基、ビニル基、エチニル基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基が挙げられる。中では、熱架橋剤は、メチロール基、アルコキシメチル基、より好ましくはアルコキシメチル基を有するものが好ましい。
 アルコキシメチル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基を挙げることができる。
 かかる化合物の好ましい例としては、HMOM-TPPHBA、HMOM-TPHAP(以上、商品名、本州化学工業(株)製)、VG3101L(商品名、(株)プリンテック製)、“テピック”(登録商標)S、“テピック”G、“テピック”P(以上商品名、日産化学工業(株)製)、“エピクロン”N660、“エピクロン”N695、HP7200(以上商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、“デナコール”EX-321L(商品名、ナガセケムテックス(株)製)、NC6000、EPPN502H、NC3000(以上商品名、日本化薬(株)製)、“エポトート”(登録商標)YH-434L(商品名、東都化成(株)製)、EHPE-3150(商品名、(株)ダイセル製)、オキセタニル基を有する化合物としては、OXT-121、OXT-221、OX-SQ-H、OXT-191、PNOX-1009、RSOX(以上商品名、東亜合成(株)製)、“エタナコール”(登録商標)OXBP、“エタナコール”OXTP(以上商品名、宇部興産(株)製)が挙げられ、それぞれ前記各社から入手できる。
 本発明の感光性樹脂組成物において、熱架橋剤の含有量は、(a)樹脂の量を100質量部とした時、5質量部以上、50質量部以下であることが好ましい。熱架橋剤の含有量を(a)樹脂の量100質量部に対して、5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは15質量部以上とすることで、硬化時のパターン収縮を低減する。また、熱架橋剤の含有量を(a)樹脂の量100質量部に対して、50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下とすることで、硬化物の伸度低下を防ぐことができる。
 <式(16)で表される化合物>
 本発明の感光性樹脂組成物は、露光後から現像までの時間に依存しての感度の変化を小さくできるという観点から、式(16)で表される化合物を実質的に含まないことが好ましく、含む場合であってもその含有量としては、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき0.3質量%以下であることが好ましい。なおここで、「実質的に」の意味は、実施例の項に記載した測定方法において検出限界以下であることを意味する。
 式(16)中、R10は、水素原子または炭素数1~6の1価の有機基を示す。キュア時の膜の収縮に対する観点では、R10はメチル基、または、エチル基である場合に影響が顕著であり、メチル基である場合により影響は顕著となる。
 式(16)中、R11は、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1~12の1価の有機基を示す。キュア時の膜の収縮を抑える観点よりR11はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、または、ブチル基である場合に前記の感度変化に対する影響は大きく、メチル基、または、エチル基である場合により影響は顕著となり、メチル基である場合にさらに影響が顕著となる。
 式(16)中、sは2または3である。(a)樹脂との相溶性やキュア時の膜の収縮への影響をみれば、sは2である場合に影響はより大きくなる。
 式(16)中、tは、0≦t≦(s+1)を満たす整数を示す。キュア時の膜の収縮を抑える観点より、tは0であることが好ましい。
 式(16)で表される化合物としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N-メチル-2-ピペリドン、N-エチル-2-ピペリドン、1,5-ジメチル-2-ピペリドンが挙げられる。
 露光後から現像までの経過時間による感度の変化を小さくできるという観点から、感光性樹脂組成物に含まれる式(16)で表される化合物の含有量は、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、0.02質量%以下が好ましく、0.005質量%以下がより好ましく、0質量%がさらに好ましい。
 本発明者らは、式(16)で表される化合物がポリマーの重合等で汎用的に溶媒として用いられることがあるところ、式(16)で表される化合物が、対称性が低く立体障害の大きい(a)樹脂と共存した場合に、対称性の高い樹脂と比較して露光後現像までの時間に対する感度変化が大きくなることを突き止めた。
 係る観点から、ポリマーの合成時や感光性樹脂組成物の調製時において式(16)で表される化合物は用いないことが好ましい。
 特に、(a)樹脂が、前記式(2)中、Rの炭素数の合計が2以上5以下であり、かつ、Rで表されるシクロアルカン-1,1-ジイル基の炭素のうちのひとつにRが2つ結合した構造、より具体的には前記式(6)、式(7)、式(22)および式(24)で表される構造を含む樹脂や、前記式(3)中、RおよびRは、それぞれ炭素数1~10の炭化水素基であり、RとRは同一の構造ではなく、かつ、すべてのRとRの炭素数の合計が4以上8以下であり、RとRの炭素数の差が2以上である構造、より具体的には前記式(10)、式(12)、式(18)、式(19)および式(20)で表される構造を含む樹脂など、対称性がより大きく低減している樹脂において、上記した露光後から現像までの経過時間による感度の変化をより低減することが可能となる。
 <式(30)および式(31)のいずれかで表される化合物>
 本発明の感光性樹脂組成物は、組成物を室温で保存後の感度変化を小さくする観点から、式(30)および式(31)のいずれかで表される化合物を、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、それらの合計量として0.01~90質量%含んでいることが好ましい。
 前記式(30)および式(31)中、R56は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基を表す。炭素数1~6のアルキル基の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2-プロパノイル基、2-ブチル基、2-メチルブタノイル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、エテニル基、が挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基が好ましい。
 前記(31)中、R57は、炭素数2~6のアルキル基を表す。炭素数2~6のアルキル基の好ましい具体例としては、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2-プロパノイル基、2-ブチル基、2-メチルブタノイル基、3-メチルブチル基、2,2-ジメチルプロピル基、エテニル基が挙げられ、好ましくは、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基が挙げられる。
 組成物を室温で保存後の感度変化を小さくする観点から、式(30)および式(31)のいずれかで表される化合物の合計の含有量が、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、0.01~10質量%であることが好ましく、0.01~5質量%であることがより好ましく、0.01~1質量%であることがさらに好ましい。
 特に、(a)樹脂が、前記式(2)中、Rの炭素数の合計が2以上5以下であって、Rが2つ結合した炭素原子を脂環式構造中に1つ以上有する構造、より具体的には前記式(6)、式(7)、式(22)および式(24)で表される構造を含む樹脂や、前記式(3)中、RおよびRは、それぞれ炭素数1~10の炭化水素基であり、RとRは同一の構造ではなく、かつ、すべてのRとRの炭素数の合計が4以上8以下であり、RとRの炭素数の差が2以上である構造、より具体的には前記式(10)、式(12)、式(18)、式(19)および式(20)で表される構造を含む樹脂など、対称性がより大きく低減している樹脂との配合において、組成物を室温で保存後の感度変化をより小さくすることが可能となる。
 <溶剤>
 本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、さらに、溶剤(以下、「(c)溶剤」と称することがある)を含むことが好ましい。溶剤を含むことで、塗布性が良好となり、均質なポジ型感光性樹脂膜とすることができる。(c)溶剤は本発明の効果を損なわない範囲で公知のものを使用することができる。なお、前記の式(30)および式(31)のいずれかで表される化合物や式(16)で表される化合物は、溶剤としても機能することがある。
 (c)溶剤としては、(a)樹脂や(b)感光剤を溶解または分散できるものであれば、特に限定されるものではないが、アミド系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、ジメチルスルホキシドなどを好適に用いることができる。
 アミド系溶剤の具体例としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N-ジメチルプロピレン尿素が挙げられる。
 エステル系溶剤の具体例としては、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、炭酸プロピレン、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシ-1-ブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシ-1-ブチルアセテート、アセト酢酸エチル、シクロヘキサノールアセテートが挙げられる。
 アルコール系溶剤の具体例としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、3-ヒドロキシ-3-メチル-2-ブタノン、5-ヒドロキシ-2-ペンタノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン(ジアセトンアルコール)、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコール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、プロピレングリコールモノn-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノt-ブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、3-メトキシ-1-ブタノール、3-メチル-3-メトキシ-1-ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコールが挙げられる。
 エーテル系溶剤の具体例としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、ジプロピレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。
 ケトン系溶剤の具体例としては、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、ジシクロヘキシルケトンが挙げられる。
 (c)溶剤としては、比誘電率が5~20の範囲である非プロトン性溶剤を用いることが好ましく、(c)溶剤の比誘電率としては、より好ましくは比誘電率が6~19であり、さらに好ましくは比誘電率が7~19である。
 (c)溶剤として、比誘電率が5~20の範囲である非プロトン性溶剤を用いることで、感光性樹脂組成物の溶液として保管時の安定性が向上する。
 比誘電率が5~20の範囲である非プロトン性溶剤としては、テトラヒドロフラン(比誘電率7.6)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(同8.3)、メチルイソブチルケトン(同13.1)、シクロペンタノン(同14.5)、シクロヘキサノン(同18.3)、メチルエチルケトン(同18.5)などが挙げられる。
 (c)溶剤は、炭素数3~12の非プロトン性溶剤を用いることが好ましく、係る非プロトン性溶剤の炭素数としては、より好ましくは4~10である。炭素数3~12の非プロトン性溶剤は、本発明の感光性樹脂組成物に用いられる(a)樹脂の溶解性に優れる。そのため、本発明の感光性樹脂組成物に炭素数3~12の非プロトン性溶剤が用いられることで、感光性樹脂組成物の固形分濃度を高めることができ、係る溶剤が含まれた組成物を塗布することにより、例えば、1μm以上の膜厚が大きい感光性樹脂組成物の膜を得ることが容易となる。
 本発明において、(c)溶剤の含有量は、溶液の安定性を高めるため、(a)樹脂100質量部に対して、100質量部以上とすることが好ましく、一方で、厚い膜厚の感光性樹脂組成物の膜、具体的には膜厚1μm以上の膜、を形成させるため、1,500質量部以下とすることが好ましい。
 <アミン化合物>
 本発明の感光性樹脂組成物は、さらに、分子量1000以下のアミン化合物(以下、「(d)アミン化合物」と称することがある)を含むことが好ましい。(d)アミン化合物を含むことにより、後述するプリベーク時に脱保護が抑制される。そのため、現像膜減少の少ない感光性樹脂組成物のパターンを得ることができる。
 (d)アミン化合物としては、共役酸のpKaが4.5~10.8の範囲であるアミン化合物を用いることが好ましく、該pKaが5.0~10.0であるアミン化合物を用いることがより好ましく、該pKaが6.0~9.0であるアミン化合物をも散ることがさらに好ましい。(d)アミン化合物の共役酸のpKaが上記の範囲であることで、プリベーク時の脱保護が抑制されるとともに、露光時に発生する酸が中和されにくくなるため、現像膜減量が少ない感光性樹脂組成物のパターンを得ることができる。
 共役酸のpKaが上記の範囲であるアミン化合物として、例えば、アニリン(pKa=4.6)、ジメチルアニリン(pKa=5.20)、ピリジン(pKa=5.25)、2-ピコリン(pKa=5.97)、2,6-ルチジン(pKa=6.75)、イミダゾール(pKa=6.95)、N-メチルモルホリン(pKa=7.38)、モルホリン(pKa=8.36)、ジシクロヘキシルアミン(pKa=10.4)、シクロヘキシルアミン(pKa=10.6)が挙げられる。
 本発明において、(d)アミン化合物の含有量は(a)樹脂100質量部に対して0.01~10質量部が好ましく、0.1~2質量部がより好ましい。(d)アミン化合物の含有量が上記の範囲であることで、膜減少量の少ない、高感度な感光性樹脂組成物のパターンを得ることができる。
 <フッ素原子の含有量>
 本発明の感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物に含まれる全樹脂の総質量を100質量%とした場合、全樹脂の構造中に含まれるフッ素原子の含有量が2質量%未満であることが好ましい。全樹脂の構造中に含まれるフッ素原子の含有量が2質量%未満であることで感光性樹脂組成物としての疎水性が減少する。これにより現像液に対する親和性が増し、残渣の発生が抑制されることで、高感度化を実現することができる。なおここで、フッ素原子の意味にはイオンとして存在する場合を含む。
 感光性樹脂組成物中に含まれる全樹脂の総量を100質量%としたときの、全樹脂に含まれるフッ素原子の含有量は、以下の方法で分析することができる。
 まず、感光性樹脂組成物から樹脂を分離する。分離した樹脂を試料として精秤する。自動試料燃焼装置を用いて、分析装置の燃焼管内で燃焼させ、発生したガスを溶液に吸収後、吸収液の一部をイオンクロマト法による分析する。吸収液としては0.036質量%の過酸化水素水を用いることができる。具体的な測定方法は、次のとおりである。
 感光性樹脂組成物から高速液体クロマトグラフィーを用いて、樹脂を分離し、分離した樹脂を試料として精秤する。下記記載の自動試料燃焼装置を用いて、分析装置の燃焼管内で燃焼させ、発生したガスを下記の吸収液に吸収後、吸収後の吸収液の一部をイオンクロマト法により分析した。樹脂質量を100質量%とし、これに対するフッ素原子の質量を100分率(質量%)として求めた。
 <樹脂の分離条件>
 システム  :島津株式会社製 LC-10Avpシリーズ
 検出器   :フォトダイオードアレイ検出器(UV=254nm)
 流速    :1mL/min
 カラム温度 :50℃
 移動相   :NMP(塩化リチウム0.21質量、リン酸0.48質量%含有)
使用するカラムは、樹脂の性状に応じて分離可能なものを選定する。
 <燃焼・吸収条件>
 システム  :AQF-2100H、GA-210(三菱化学(株)社製)
 電気炉温度 :Inlet 900℃  Outlet 1000℃
 ガス    :Ar/O 200mL/分
       :O/   400mL/分
 吸収液   :H 0.036質量%、内標 P 4μg/mL
 吸収液量  :20mL
 <イオンクロマトグラフィー・アニオン分析条件>
 システム :ICS1600(DINONEX(株)社製)
 移動相  :2.7mmol/L NaCO / 0.3mmol/L NaHCO
 流速   :1.5mL/分
 検出器  :電気伝導度検出器
 注入量  :20μL。
 <感光性樹脂シート>
 本発明の感光性樹脂組成物は、その形状に制限はなく、シート状であってもよい。
 本発明の感光性樹脂シートは、本発明の感光性樹脂組成物を支持体上に膜状に形成したものである。
 本発明の感光性樹脂シートを得る具体的な方法としては、例えば、溶剤を含んだ感光性樹脂組成物を支持体上に塗布し、溶剤を揮発させることが可能な範囲の温度および時間で乾燥し、(a)樹脂が完全に硬化されていない状態でシート膜状に成形することが挙げられる。かかる観点から、本発明の感光性樹脂組成物に用いられる有機溶剤以外の成分は、溶剤、特には有機溶剤、に可溶であることが好ましい
 感光性樹脂シートに用いられる支持体としては、特に制限はないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルムなど、通常市販されている各種のフィルムが使用可能である。支持体と感光性樹脂組成物との接面には、密着性と剥離性を向上させるために、シリコーン、シランカップリング剤、アルミキレート剤、ポリ尿素などの表面処理を施してもよい。また、支持体の厚みは特に限定されないが、作業性の観点から、10~100μmの範囲であることが好ましい。さらに塗布で得られた感光性樹脂組成物の膜表面を保護するために、膜表面上に保護フィルムを有してもよい。これにより、大気中のゴミやチリ等の汚染物質から膜状の感光性樹脂組成物の表面を保護することができる。
 感光性樹脂組成物を支持体に塗布する方法としてはスピンナーを用いたスピン塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーター、ロールコーター、コンマロールコーター、グラビアコーター、スクリーンコーター、スリットダイコーターなどの方法が挙げられる。また、塗布後の膜厚としては、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が、塗膜均一性などの観点から、0.5μm以上100μm以下となる膜厚とすることが好ましい。
 溶剤が用いられた場合の乾燥には、オーブン、ホットプレート、赤外線などを使用することができる。乾燥温度および乾燥時間は、溶剤を揮発させることが可能な範囲であればよく、感光性樹脂組成物が未硬化または半硬化状態となるような範囲を適宜設定することが好ましい。具体的には、40℃から150℃の範囲で1分から数十分行うことが好ましい。また、これらの温度を組み合わせて段階的に昇温してもよく、例えば、80℃、90℃で各2分ずつ熱処理してもよい。
 <硬化物>
 本発明の硬化物は、本発明の感光性樹脂組成物を硬化したものである。すなわち、本発明における硬化とは、感光性樹脂組成物を熱焼成する過程のことをいう。
 硬化条件としては、150℃~320℃の温度を加えて熱架橋反応を進行させ、耐熱性および耐薬品性を向上させる。この加熱処理は温度を選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的に昇温しながら5分間~5時間実施すればよい。一例としては、130℃、200℃で各30分ずつ熱処理する。本発明においての硬化条件の下限としては170℃以上が好ましいが、十分に硬化を進行させるために170℃以上であることがより好ましい。また、硬化条件の上限としては、280℃以下が好ましい。
 <パターニングされた硬化物膜の製造方法(1)>
 本発明の基板上への硬化物膜の製造方法は、
本発明の感光性樹脂組成物を基板上に膜状に形成する工程、
該感光性樹脂組成物の膜を露光する工程、
該露光された感光性樹脂組成物の膜を現像する工程、および、
該現像された感光性樹脂組成物の膜を硬化する工程を含む。
 このようにして得られたパターニングされた硬化物は、樹脂を主体とする硬化物であり、耐熱性や電気絶縁性、機械特性に優れたものである。
 本発明の硬化物の製造方法は、本発明の感光性樹脂組成物を基板上に膜状に形成する工程、を含む。
 硬化物の膜が形成される基板に特に制限はないが、ガラス、シリコンウェハー、セラミック堆積基板、金属めっき基板、サファイア、ガリウムヒ素からなる群から選ばれることが好ましい。また、これら基板の上に電気配線や電極、半導体素子や発光材による画素などの電気部品や素子が形成されていても構わない。
 本発明の感光性組成物を基板上に塗布する方法は公知の方法を用いることができる。塗布に用いる装置としては、スピンコーティング、ディップコーティング、カーテンフローコーティング、スプレーコーティング若しくはスリットコーティング等の全面塗布装置又はスクリーン印刷、ロールコーティング、マイクログラビアコーティング若しくはインクジェット等の印刷装置が挙げられる。
 塗布後、溶剤を含有している場合は、溶剤を除去するためには乾燥工程を行って、感光性樹脂組成物の膜を形成する。前記の乾燥工程では、真空乾燥装置あるいは、ホットプレート、オーブン等の加熱装置を用いる。加熱装置を用いる場合、50℃以上150℃以下の温度範囲で30秒~30分間行うことが好ましい。前記感光性樹脂組成物の膜の膜厚は0.1mm以上100μm以下が好ましい。
 本発明の硬化物の製造方法は、該感光性樹脂組成物の膜を露光する工程、を含む。
 露光する工程において、膜状とされた感光性樹脂組成物に、所望のパターンを有するマスクを介して露光して潜像を形成する。照射する露光光の波長は特に制限されず、例えば、g線(436nm)、i線(365nm)、及び、h線(405nm)等の300~450nmの波長を有する光が挙げられる。なかでも、365nmの波長を有する光を照射することが好ましい。露光工程において使用する光源としては、例えば、各種レーザー、発光ダイオード(LED)、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、及び、メタルハライドランプが挙げられる。また、必要に応じて長波長カットフィルター、短波長カットフィルター及びバンドパスフィルター等の分光フィルターを通して照射光の波長を調整してもよい。
 露光後、必要に応じて、露光後ベークを行っても構わない。露光後ベークを行うことによって、現像後の解像度向上又は現像条件の許容幅増大などの効果が期待できる。露光後ベークは、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、レーザーアニール装置などを使用することができる。露光後ベーク温度としては、50~170℃が好ましく、60~150℃がより好ましい。露光後ベーク時間は、10秒~1時間が好ましく、30秒~30分であることがより好ましい。
 本発明の硬化物の製造方法は、該露光された感光性樹脂組成物の膜を現像する工程、を含む。
 感光性樹脂組成物のパターンを形成するには、露光後、現像液を用いて露光部を除去する。現像に使用される現像液としては、アルカリ化合物が溶解された、アルカリ水溶液や有機溶剤が用いられる。
 アルカリ化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどが挙げられる。また場合によっては、これらのアルカリ水溶液に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-ブチロラクトン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶剤、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、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、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などを単独あるいは数種を組み合わせたものを添加してもよい。
 有機溶剤の具体例としては、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、ジメチルアクリルアミドなどの極性溶剤、エタノール、イソプロパノ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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類が挙げられる。
 現像後は、有機溶剤または水にてリンス処理をすることが好ましい。有機溶剤を用いる場合、上記の現像液に加え、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。水を用いる場合、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の親水性の有機溶剤を水に加えてリンス処理をしてもよい。
 本発明の硬化物の製造方法は、該現像された感光性樹脂組成物の膜を硬化する工程を含む。
 現像後、150℃~320℃の温度を加えて樹脂を熱焼成、また、架橋剤を用いた場合には熱架橋反応を進行させ、耐熱性および耐薬品性を向上させる。この加熱処理は温度を選び、段階的に昇温するか、ある温度範囲を選び連続的に昇温しながら5分間~5時間実施する。一例としては、130℃、200℃で各30分ずつ熱処理する。本発明においてのキュア条件の下限としては170℃以上が好ましいが、十分に硬化を進行させるために180℃以上であることがより好ましい。また、キュア条件の上限としては、280℃以下が好ましい。
 <パターニングされた硬化物膜の製造方法(2)>
 本発明の基板上への硬化物膜の製造方法の別の態様は、
本発明の感光性樹脂シートを基板上に圧着し、感光性樹脂シートに用いられた支持体または保護フィルムを剥離して膜状の感光性樹脂組成物を基板上に転写する工程、
転写された感光性樹脂組成物の膜を露光する工程、
該露光した感光性樹脂組成物の膜を現像する工程、および、
該現像された感光性樹脂組成物の膜を硬化する工程、を含む。
 ただし、この製造方法にあっては、感光性樹脂シートに用いられた支持体または保護フィフィルムの剥離は、露光後に行っても構わない。
 このようにして得られたパターニングされた硬化物は、耐熱性や電気絶縁性、機械特性に優れたものである。
 硬化物の膜が形成される基板には特に制限はないが、例えば、シリコンウェハー、セラミックス類、ガリウムヒ素、有機系回路基板、無機系回路基板、およびこれらの基板に回路の構成材料が配置されたものが挙げられる。有機系回路基板の例としては、ガラス布・エポキシ銅張積層板などのガラス基材銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板などのコンポジット銅張積層板、ポリエーテルイミド基板、ポリエーテルケトン基板、ポリサルフォン系基板などの耐熱・熱可塑性基板、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板などのフレキシブル基板が挙げられる。また、無機系回路基板の例は、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板などのセラミック基板、アルミニウムベース基板、鉄ベース基板などの金属系基板が挙げられる。回路の構成材料の例は、銀、金、銅などの金属を含有する導体、無機系酸化物などを含有する抵抗体、ガラス系材料および/または樹脂などを含有する低誘電体、樹脂や高誘電率無機粒子などを含有する高誘電体、ガラス系材料などを含有する絶縁体などが挙げられる。
 感光性樹脂シートを前記基板上に圧着する工程は特に限定されないが、熱圧着が好ましく用いられ、公知の方法を用いることができる。例えば、感光性樹脂シートが、保護フィルムを有する場合には、保護フィルムを残したまま支持体を剥離し、保護フィルムの付いた感光性樹脂組成物と基板を対向させ、熱圧着により貼り合わせる。熱圧着は、熱プレス、熱ラミネート、熱真空ラミネート等によって行うことができる。中でも熱ラミネートが好ましい。貼り合わせ温度は、基板への密着性、埋め込み性の点から40℃以上が好ましい。また、貼り合わせ時に樹脂組成物フィルムが硬化し、露光・現像工程におけるパターン形成の解像度が悪くなることを防ぐために、貼り合わせ温度は150℃以下が好ましい。
 該基板上に圧着された感光性樹脂シートは、支持体および保護フィルムが残っている場合はそれを剥離し、基板上の感光性樹脂組成物の膜を露光する工程、該露光した感光性樹脂組成物の膜の露光部を、現像液を用いて除去して現像する工程、および、現像した感光性樹脂組成物の膜を硬化する。これらの工程については、特に制限はないが、前記パターニングされた硬化物膜の製造方法(1)と同様に行うことが好ましい。
 <電子部品>
 本発明の電子部品は、本発明の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物を具備する、電子部品である。本発明の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物は、半導体装置等の電子部品に使用することができる。ここで、電子部品としては、トランジスタ、ダイオード、集積回路(IC)、メモリなどの半導体を有する能動部品、抵抗、キャパシタ、インダクタなどの受動部品が挙げられる。また、半導体を用いた電子部品を半導体装置または半導体パッケージとも称する。本発明でいう半導体装置とは、半導体素子の特性を利用することで機能し得る装置全般を指す。半導体素子を基板に接続した電気光学装置や半導体回路基板、複数の半導体素子を積層したもの、並びにこれらを含む電子装置は、全て半導体装置に含まれる。また、半導体素子を基板に接続するためのインターポーザー等の電子部品も半導体装置に含める。具体的には、本発明の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物は、電気絶縁性、機械強度、接着性、および耐熱性に優れるので、これらが半導体素子のパッシベーション膜やバッファーコート膜といった表面保護膜、半導体素子表面に形成された再配線間の層間絶縁膜、複数の半導体素子を接合した際の素子間の絶縁膜、高密度実装用多層配線基板やインターポーザーの配線層間の絶縁膜として配置される半導体装置が好ましい。
 より好ましくは、本発明の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物が、半導体の表面保護膜または再配線間の層間絶縁膜として配置された半導体装置である。前記感光性組成物の硬化膜が半導体の表面保護膜または再配線間の層間絶縁膜として配置されることにより、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
 さらに好ましくは、前記再配線と前記層間絶縁膜が2~10層繰り返し配置された、半導体装置である。前記再配線と前記層間絶縁膜が2~10層繰り返し配置されることにより、半導体装置の小型化ができる。
 また、本発明の電子部品は、基板上に本発明の硬化物を具備することが好ましく、前記基板は硬化物を形成する基板表面は用途、工程によって適宜選択できるが、シリコン基板、シリコンカーバイド基板、ガリウムナイトライド基板、セラミックス類、ガリウムヒ素、金属、エポキシ樹脂などが挙げられ、シリコン基板、シリコンカーバイド基板またはガリウムナイトライド基板であることが好ましく、シリコンカーバイド基板またはガリウムナイトライド基板であることがより好ましい。
 <表示装置>
 本発明の表示装置は、基板上に形成された、第一電極と、第一電極上に設けられる画素を区画するように形成された絶縁層と、第一電極に対向して設けられた第二電極とを含む表示装置であって、前記絶縁層が本発明の硬化物である表示装置である。絶縁層は、第一電極が形成された基板上に本発明の感光性樹脂組成物を塗布・乾燥し、または、シート状の感光性樹脂組成物を貼り合わせ、露光、現像、硬化の各工程を経て、本発明の硬化物で生成された絶縁層のパターンを形成することができる。
 本発明の表示装置の別の態様は、基板上に形成された薄膜トランジスタ(TFT)および該TFTが形成された基板上の凹凸を覆う平坦化膜を備えてなる表示装置であって、前記平坦化膜が本発明の硬化物である表示装置である。
 具体的には、基板上に、駆動回路、平坦化層、第1電極、絶縁層、発光層および第2電極を有し、平坦化層および絶縁層の何れかまたは両方が本発明の硬化物である表示装置であることが好ましい。アクティブマトリックス型の表示装置を例に挙げると、ガラスや樹脂フィルムなどの基板上に、TFTと、TFTの側方部に位置しTFTと接続された配線とを有し、その上に凹凸を覆うようにして平坦化層を有し、さらに平坦化層上に表示装置が設けられている。表示装置と配線とは、平坦化層に形成されたコンタクトホールを介して接続される。本発明の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物は、平坦化性とパターン寸法安定性に優れるため、平坦化層として表示装置に具備させることが好ましい。特に、近年、表示装置のフレキシブル化が主流になっており、前述の駆動回路を有する基板が樹脂フィルムからなる表示装置であってもよい。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるものではない。なお、用いた化合物のうち略語を使用しているものについて、名称を以下に示す。
 (モノマー)
OBBAC:4,4’-オキシビス(ベンゾイルクロリド)
ADC:アジピン酸ジクロリド
IPC:イソフタロイルジクロリド
CHAC:1,4-シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリド(cis,anti混合物)
NDC:1,5-ナフタレンジカルボン酸ジクロリド
ADDC:1,3-アダマンタンジカルボン酸ジクロリド
TCDC:4,8-ビス(クロロカルボニル)トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカン
TDA:1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラ ニル)ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン
MAAC:メタクリロイルクロリド
BAC:安息香酸クロリド
AP:3-アミノフェノール
SiDA:1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
NDAH:5-ノルボルネン―2,3―ジカルボン酸無水物
 (保護剤、触媒)
DCTB:二炭酸ジ―tert―ブチル
IPVE:イソプロピルビニルエーテル
DMAP:4-ジメチルアミノピリジン
TFA:トリフルオロ酢酸
 (感光剤((b)感光剤))
PAG-103:“Irgacure”(登録商標) PAG-103(ベンゼンアセトニトリル,2-メチル-α-[[(プロピルスルホニル)オキシ]イミノ]-3(2H)-チエニリデン、BASFジャパン社製)
NQD-1:4,4’-(1-(4-(2-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン-2-イル)フェニル)エタン-1,1-ジイル)ジフェノールのナフトキノンジアジドスルホン酸エステル(合成例114参照)。
NQD-2:1,1,1-トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタンのナフトキノンジアジドスルホン酸エステル(合成例115参照)。
NQD-3:4,4’,4’ ’,4’’’-[(1-メチルエチリデン)ジ-4-シクロヘキサニル-1-イリデン]テトラキス[2-メチルフェノール]のナフトキノンジアジドスルホン酸エステル(合成例116参照)。
 (その他)
ルチジン:2,6-ルチジン
CP:シクロペンタノン
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
GBL:γ-ブチロラクトン
MPA:3-メトキシ-N,N-ジメチルプロパンアミド
DMFDMA:N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール
HMOM:HMOM-TPPHBA(本州化学工業(株)製):下記に表される、熱架橋性基であるメトキシメチル基が2個結合した芳香環を分子内に3個有する化合物)
 (1)樹脂の重量平均分子量
 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析装置を用い、下記条件により測定した。
測定装置:Waters2695(Waters社製)
カラム温度:50℃
流速:0.4mL/min
検出器:2489 UV/Vis Detector(測定波長 260nm)
展開溶剤:NMP(塩化リチウム0.21質量%、リン酸0.48質量%含有)
ガードカラム:TOSOH TSK guard column(東ソー(株)製)
カラム:TOSOH TSK-GEL a-2500、
    TOSOH TSK-GEL a-4000 直列(いずれも東ソー(株)製)。
 (2)感光性樹脂組成物中の全樹脂中に含まれるフッ素原子の含有量
 感光性樹脂組成物から高速液体クロマトグラフィーを用いて、樹脂を分離し、分離した樹脂を試料として精秤する。下記記載の自動試料燃焼装置を用いて、分析装置の燃焼管内で燃焼させ、発生したガスを下記の吸収液に吸収後、吸収後の吸収液の一部をイオンクロマト法により分析した。樹脂質量を100質量%とし、これに対するフッ素原子の質量を100分率(質量%)として求めた。
 <樹脂の分離条件>
 システム  :島津株式会社製 LC-10Avpシリーズ
 検出器   :フォトダイオードアレイ検出器(UV=254nm)
 流速    :1mL/min
 カラム温度 :50℃
 移動相   :NMP(塩化リチウム0.21質量、リン酸0.48質量%含有)
使用するカラムは、樹脂の性状に応じて分離可能なものを選定する。
 <燃焼・吸収条件>
 システム  :AQF-2100H、GA-210(三菱化学(株)社製)
 電気炉温度 :Inlet 900℃  Outlet 1000℃
 ガス    :Ar/O 200mL/分
       :O/   400mL/分
 吸収液   :H 0.036質量%、内標 P 4μg/mL
 吸収液量  :20mL
 <イオンクロマトグラフィー・アニオン分析条件>
 システム :ICS1600(DINONEX(株)社製)
 移動相  :2.7mmol/L NaCO / 0.3mmol/L NaHCO
 流速   :1.5mL/分
 検出器  :電気伝導度検出器
 注入量  :20μL。
 (3)保護率、主鎖末端の封止率
 (a)樹脂の保護率は、400MHz、1H-NMR(核磁気共鳴)装置(日本電子株式会社製 AL-400)を用いて測定した。具体的には、重水素化ジメチルスルホキシド溶液中、積算回数16回で測定した。保護前の樹脂における9ppmから11ppm付近に観測されるフェノール性水酸基のプロトンの積分値をMとし、保護後の樹脂における9ppmから11ppm付近に観測されるフェノール性水酸基のプロトンの積分値をNとしたとき、保護率は下記式のように算出される。
 保護率(mol%)=(M-N)/M×100
 また、(a)樹脂の主鎖末端の封止率は、保護率の算出と同じ装置を用い、同じ重溶媒、積算回数で測定した。主鎖末端に対して、末端封止剤が100%反応した場合の末端構造固有の官能基に帰属されるプロトンの理論積分値をH1とし、実際に観測された上記と同じ官能基に帰属されるプロトンの積分値をH2としたとき、主鎖末端の封止率は下記式のように算出される。
 主鎖末端の封止率(mol%)=H2/H1×100。
 (4)固形分濃度
 感光性樹脂組成物の固形分濃度は、以下の方法により求めた。アルミカップに溶液を1.5g秤取し、ホットプレートを用いて180℃で30分間加熱して液分を蒸発させた。加熱後のアルミカップに残った固形分の質量を秤量して、加熱前の質量に対する割合から固形分濃度を求めた。
 (5)式(16)で表される化合物、式(30)で表される化合物、および、式(31)で表される化合物の含有量
 試料である感光性樹脂組成物を、GC-MS装置(Agilent社製)を用い、カラム温度:40~300℃、キャリアガス:ヘリウム(1.5mL/min)、スキャン範囲:m/z29~600の条件で、GC-MS分析を実施した。対象となる化合物それぞれで上記と同一条件でGC-MS分析して検量線を作成することで、試料中の化合物の含有量を算出した。
 (6)レリーフパターンの作製
 感光性樹脂組成物を、組成物を調製して12時間後に塗布現像装置ACT-8(東京エレクトロン(株)製)を用いて、8インチシリコンウェハー上にスピンコート法により塗布し、100℃で2分間加熱をして膜厚4.0μmの感光性樹脂組成物の膜を作製した。なお、膜厚は、光干渉式膜厚測定装置ラムダエースSTM-602(SCREENホールディングス社製)を用いて、屈折率1.629の条件で測定した。その後、露光機i線ステッパーNSR-2005i9C(ニコン社製)を用いて、10μmのコンタクトホールのパターンを有するマスクを介して、露光量5~300mJ/cmの範囲で5mJ/cm毎に露光した。露光して1時間後に、前記ACT-8の現像装置を用いて、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH。多摩化学工業(株)製)を現像液として、現像時間は未露光部の現像前後の膜減り量が0.5μmになるように調整し、現像した後、蒸留水でリンスを行い、振り切り乾燥し、レリーフパターンを得た。
 (7)感度評価
 レリーフパターンをFDP顕微鏡MX61(オリンパス(株)製)を用いて倍率20倍で観察し、コンタクトホールの開口径を測定した。コンタクトホールの開口径が10μmに達した最低露光量を求め、これを感度(Eth(1))とした。下記のように結果を判定し、感度が500mJ/cm未満である、A++、A+、A、B+、BおよびCを合格とした。なお、Aが最も優秀である。
  A++:感度が50mJ/cm未満
  A+:感度が50mJ/cm以上80mJ/cm未満
  A:感度が80mJ/cm以上120mJ/cm未満
  B+:感度が120mJ/cm以上160mJ/cm未満
  B:感度が160mJ/cm以上200mJ/cm未満
  C:感度が200mJ/cm以上500mJ/cm未満
  D:感度が500mJ/cm以上1000mJ/cm未満
  E:感度が1000mJ/cm以上。
 (8)溶剤への溶解性
 溶剤への溶解性評価は以下の通り行った。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタートとプロピレングリコールモノメチルエーテルを7対3の質量比で混合した溶剤を使用した。試料である感光性樹脂組成物を、塗布現像装置ACT-8(東京エレクトロン(株)製)を用いて、8インチシリコンウェハー上にスピンコート法により塗布し、100℃で2分間加熱をして膜厚4.0μmの感光性樹脂組成物の膜を作製した。なお、膜厚は、光干渉式膜厚測定装置ラムダエースSTM-602(SCREENホールディングス社製)を用いて、屈折率1.629の条件で測定した。その後、上記シンナーへ60秒浸漬した。シリコンウェハー上に残存する残渣の有無を観察した。
 下記のように判定し、シリコンウェハー上に残存する残渣の存在面積が20%未満となる、A+、A、B、及びCを合格とした。なお、A+が最も優秀である。
 A+:残渣の存在面積が2%未満
 A:残渣の存在面積が2%以上5%未満
 B:残渣の存在面積が5%以上10%未満
 C:残渣の存在面積が10%以上20%未満
 D:残渣の存在面積が20%以上30%未満
 E:残渣の存在面積が30%以上。
 (9)現像残渣評価
 上記(6)と同様の方法で、感光性樹脂組成物をITO(酸化インジウムスズ)基板上に塗布し、100℃で2分間加熱をしてプリベークし膜厚約1.8μmの感光性樹脂組成物の膜を作製した。この膜を手動露光機(MA-1200;大日本科研(株)製)を用いて、感度測定用のグレースケールマスク(MDRM MODEL 4000-5-FS;Opto-Line International社製。2~50μmの、1:1のライン&スペースのパターンを有する。それぞれ、1%、5%、10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、25%、30%、35%、40%、50%および60%のそれぞれの透過率をもったエリアを有する。)を介して、超高圧水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)、及びg線(波長436nm)で、露光量を150mJ/cm(i線照度計の値)として露光した後、現像・リンスし、乾燥することで、感光性樹脂組成物の現像後膜を作製した。なお、現像時間は未露光部の現像前後の膜減り量が0.5μmになるように調整し、リンスは脱イオン水を用いて行った。
 FPD/LSI検査顕微鏡(OPTIPHOT-300;ニコン社製)を用いて、作製した現像後膜の解像パターンを観察し、開口幅がマスク設計と同じ線幅(20μm)になる最低露光量の箇所の、20μmのライン・アンド・スペースパターンの開口部における残渣の有無を観察した。下記のように判定し、開口部における残渣の存在面積が10%未満となる、A、B、C、及びDを合格とした。なお、Aが最も好ましい結果である。
A:開口部における残渣の存在面積が2%未満
B:開口部における残渣の存在面積が2%以上5%未満
C:開口部における残渣の存在面積が5%以上10%未満
D:開口部における残渣の存在面積が10%以上20%未満
E:開口部における残渣の存在面積が20%以上。
 (10)パターン寸法精度
 上記(6)と同様の方法でレリーフパターンを作製した。得られたレリーフパターンについて上記(7)と同様の方法で、コンタクトホールの開口径の測定を行い、Eth(1)における10μmパターンの寸法L1を測定し、10μmパターンのマスク寸法に対して下式により寸法精度L(%)として求め、下記基準で評価を行い、A+~Cを合格とした。なお、A+が最も好ましい結果である。
寸法精度L(%)=L1/10×100
A+:Lが102未満
A:Lが102以上104未満
B+:Lが104以上106未満
B:Lが106以上108未満
C:Lが108以上115未満
D:Lが115以上  。
 (11)露光後放置の影響
 露光後に23℃、45%RHの環境下で24時間放置した以外は、上記(6)と同様の方法でレリーフパターンを作製した。得られたレリーフパターンについて上記(7)と同様の方法で、コンタクトホールの開口径の測定を行い、コンタクトホールの開口径が10μmに達した最低露光量をEth(2)として求めた。上記(7)で求めたEth(1)と共に下式により、感度変化y1(%)を求め、下記基準で評価を行い、A+~Bを合格とした。なお、A+が最も好ましい結果である。
感度変化y1(%)=Eth(2)/Eth(1)×100
A+:感度変化y1が110未満
A:感度変化y1が110以上130未満
B+:感度変化y1が130以上150未満
B:感度変化y1が150以上200未満
C+:感度変化y1が200以上250未満
C:感度変化y1が250以上。
 (12)硬化後の膜の収縮
 試料である感光性樹脂組成物を、塗布現像装置ACT-8(東京エレクトロン(株)製)を用いて、8インチシリコンウェハー上にスピンコート法により塗布し、100℃で2分間加熱をして膜厚4.0μmの感光性樹脂組成物の膜を作製した。なお、膜厚は、光干渉式膜厚測定装置ラムダエースSTM-602(SCREENホールディングス社製)を用いて、屈折率1.629の条件で測定した。この樹脂膜付きウエハをクリーンオーブン(光洋サーモシステム(株)製CLH-21CD-S)を用いて、窒素気流下(酸素濃度20ppm以下)において250℃で30分熱処理して、膜厚R(μm)を測定した。このとき、R/4×100の値を硬化後の膜厚保持率とした。膜厚保持率が大きいほど、熱処理時の収縮が小さい好ましい結果であると言える。
 下記のように判定し、A+~C+を合格とした。なお、A+が最も好ましい結果である。
A+:膜厚保持率85%以上
A:膜厚保持率82%以上、85%未満
B+:膜厚保持率78%以上、82%未満
B:膜厚保持率75%以上、78%未満
C+:膜厚保持率70%以上、75%未満
C:膜厚保持率70%未満   。
 (13)室温保管における感度変化
 組成物調製後に23℃、45%RHの環境下で7日間放置してから塗布した以外は、上記(6)と同様の方法でレリーフパターンを作製した。得られたレリーフパターンについて上記(7)と同様の方法で、コンタクトホールの開口径の測定を行い、コンタクトホールの開口径が10μmに達した最低露光量をEth(3)として求めた。上記(7)で求めたEth(1)と共に下式により、感度変化y2(%)を求め、下記基準で評価を行い、A+~C+を合格とした。なお、A+が最も好ましい結果である。
感度変化y2(%)=Eth(3)/Eth(1)×100
A+:感度変化y2が110未満
A:感度変化y2が110以上130未満
B+:感度変化y2が130以上150未満
B:感度変化y2が150以上200未満
C+:感度変化y2が200以上250未満
C:感度変化y2が250以上。
 <合成例1 ジアミン(DAP-A)の合成>
 攪拌機、熱電対および滴下ロートを備えた容量500mlの四ツ口フラスコに、BisP-3MZ(本州化学工業(株)製。4,4’-(3-メチルシクロヘキサン-1,1-ジイル)ジフェノール)24.28g(0.086mol)および氷酢酸100mlを仕込んで攪拌し、湯浴で内温を50℃まで上げた。これに、1時間かけて濃硝酸2ml(0.026mol)を滴下し、その後氷冷して内温を13℃まで下げ、更に濃硝酸13.3ml(0.149mol)を1時間かけて滴下した。その後、3時間攪拌を続け、析出した黄色結晶を濾過し、氷酢酸40mlおよび脱イオン水80mlで順次洗浄し、減圧乾燥してジニトロ体を得た。
 つづいて、攪拌機、熱電対、ジムロート冷却管および滴下ロートを備えた容量2Lの四ツ口フラスコに、上記ジニトロ体50.27g(0.135mol)、ヒドラジン・1水和物180ml(3.71mol)およびエタノール900mlを入れて氷冷下に攪拌し、そこにエタノール30mlにけん濁させた5%パラジウム-炭素(和光純薬(株)製)0.90gを1時間かけて滴下した。その後、この溶液を2時間還流させ、エタノール300mlで洗浄しながら、パラジウム-炭素を濾過して除去した。すべての溶剤を減圧条件下の加熱で除去し、残渣を氷冷したエタノール75mlで洗浄、濾過した後、更に脱イオン水75mlおよびジエチルエーテル150mlで順次洗浄し、減圧乾燥して、ジアミン(DAP-A)を得た。
 <合成例2 ジアミン(DAP-B)の合成>
 BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えてBisP-HTG(本州化学工業(株)製。4,4’-(3,3,5-トリメチルシクロへキシリデン)ビスフェノール)を26.70g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を54.06g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-B)を得た。
 <合成例3 ジアミン(DAP-C)の合成>
 BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えて4,4’-(1,3-ジメチルブチリデン)ジフェノール(東京化成工業(株)製)を23.25g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を48.65g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-C)を得た。
 <合成例4 ジアミン(DAP-D)の合成>
 BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えて2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン(東京化成工業(株)製)を20.84g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を44.86g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-D)を得た。
 <合成例5 ジアミン(DAP-E)の合成>
 BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えてBisP-IOTD(本州化学工業(株)製。4,4’-(2-エチルヘキシリデン)ジフェノール)を25.66g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を52.44g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-E)を得た。
 <合成例6 ジアミン(DAP-F)の合成>
 BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えてBisP-IBTD(本州化学工業(株)製。4,4’-(2-メチルプロパン-1,1-ジイル)ジフェノール)を22.13g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を46.89g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-F)を得た。
 <合成例7 ジアミン(DAP-G)の合成>
BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えてBIOC-E(旭有機材(株)製。1,1’-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)メタン)を20.84g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を44.86g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-G)を得た。
 <合成例8 ジアミン(DAP-H)の合成>
BisP-3MZ(本州化学工業(株)製)に代えてBis-Z(本州化学工業(株)製。4,4’-シクロヘキシリデンビスフェノールを23.08g(0.086mol)用いてジニトロ体を合成し、ジニトロ体を48.38g(0.135mol)用いたこと以外は合成例1と同様にして、ジアミン(DAP-H)を得た。
 <合成例9 2,2-ビス[3-(3-アミノベンズアミド)-4-ヒドロキシフェニル]-4-メチルペンタン(DAP-CHA)の合成>
 合成例3で得たDAP-C15.00g(0.050mol)をアセトン100mLおよびプロピレンオキシド(東京化成(株)製)17.40g(0.300mol)に溶解させ、-15℃に冷却した。ここに3-ニトロベンゾイルクロリド(東京化成(株)製)20.40g(0.110mol)をアセトン100mLに溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、-15℃で4時間撹拌し、その後室温に戻した。析出した白色固体をろ別し、50℃で真空乾燥した。
 得られた白色固体30gを300mLのステンレスオートクレーブに入れ、メチルセルソルブ250mLに分散させ、5%パラジウム-炭素(和光純薬(株)製)を2.0g加えた。ここに水素を風船で導入して、還元反応を室温で行った。約2時間後、風船がこれ以上しぼまないことを確認して反応を終了させた。反応終了後、濾過して触媒であるパラジウム化合物を除き、ロータリーエバポレーターで濃縮し、ジアミン(DAP-CHA)を得た。
 <合成例10 樹脂(POL-01)の合成>
 乾燥窒素気流下、三口フラスコにDAP-A 31.24g(100mmol)をMPA 140gに溶解させ、その後、溶液の温度を-15℃まで冷却し、溶液の温度が-15℃になったことを確認した後、4,4’-オキシビス安息香酸クロリド 22.13g(0.075mol)をMPA 25gとともに加えた。-10℃で30分攪拌した後、溶液を20℃へ昇温し、さらに2時間攪拌した。再度、溶液の温度を-15℃まで冷却し、溶液の温度が-15℃になったことを確認した後、メタクリロイルクロリド 5.23g(0.050mol)をMPA 10gとともに加えた。滴下終了後、2時間、20℃で撹拌を続けた。反応終了後、純水2リットルに上記溶液を投入して白色の沈殿を析出させた。この沈殿をろ過で集めて、純水で3回洗浄した後、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、樹脂(POL-01)を得た。得られた樹脂の重量平均分子量Mwは20,700であり、フッ素原子含有量は0質量%であった。また、主鎖末端の封止率は85%であった。評価結果を表1に示した。
 <合成例11~40 樹脂(POL-02~POL-31)の合成>
 ジカルボン酸クロリド、ジアミン、カルボン酸クロリドおよび溶媒を表1に記載の種類および量とした以外は、合成例10と同様に合成した。結果を表1に示した。
 <合成例41 樹脂(POL-32)の合成>
 乾燥窒素気流下、三口フラスコにDAP-B 28.94g(0.085mol)をMPA 140gに溶解させ、その後、溶液の温度を-15℃まで冷却し、溶液の温度が-15℃になったことを確認した後、4,4’-オキシビス安息香酸クロリド 29.51g(0.100mol)をMPA 25gとともに加えた。-10℃で30分攪拌した後、溶液を20℃へ昇温し、さらに2時間攪拌した。再度、溶液の温度を-15℃まで冷却し、溶液の温度が-15℃になったことを確認した後、3-アミノフェノール 3.27g(0.030mol)をMPA 10gとともに加えた。滴下終了後、2時間、20℃で撹拌を続けた。反応終了後、純水2リットルに上記溶液を投入して白色の沈殿を析出させた。この沈殿をろ過で集めて、純水で3回洗浄した後、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、樹脂(POL-32)を得た。得られた樹脂の重量平均分子量Mwは24,100であり、フッ素原子含有量は0質量%であった。また、主鎖末端の封止率は87%であった。評価結果を表1に示した。
 <合成例42~44 樹脂(POL-33~POL-35)の合成>
 ジカルボン酸クロリド、ジアミン、モノアミンおよび溶媒を表1に記載の種類および量とした以外は、合成例41と同様に合成した。結果を表1に示した。
 <合成例45 樹脂(POL-36)の合成>
 乾燥窒素気流下、三口フラスコにDAP-B 34.05g(0.100mol)をMPA 140gに溶解させ、その後、溶液の温度を-15℃まで冷却し、溶液の温度が-15℃になったことを確認した後、4,4’-オキシビス安息香酸クロリド 23.61g(0.080mol)をMPA 25gとともに加えた。-10℃で30分攪拌した後、溶液を20℃へ昇温し、さらに2時間攪拌した。その後、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物 6.57g(0.040mol)をMPA 10gとともに加えた。滴下終了後、2時間、20℃で撹拌を続けた。反応終了後、純水2リットルに上記溶液を投入して白色の沈殿を析出させた。この沈殿をろ過で集めて、純水で3回洗浄した後、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、樹脂(POL-34)を得た。得られた樹脂の重量平均分子量Mwは22,400であり、フッ素原子含有量は0質量%であった。また、主鎖末端の封止率は80%であった。評価結果を表1に示した。
 <合成例46 樹脂(POL-37)の合成>
 ジカルボン酸クロリド、ジアミン、酸無水物および溶媒を表1に記載の種類および量とした以外は、合成例45と同様に合成した。結果を表1に示した。
 <合成例47 樹脂(POL-38)の合成>
 乾燥窒素気流下、三口フラスコにDAP-CHA 22.35g(0.042mol)およびSiDA 0.62g(0.0025mol)をMPA 95gに溶解した。ここにTDA 15.00g(0.050mol)をMPA10gとともに加え、60℃で2時間撹拌した。そして末端封止剤としてAP 1.09g(0.010mol)をMPA10gとともに加えて、60℃で1時間反応させた。温度を60℃から40℃に下げた後、DMFDMA 11.90g(0.010mol)をMPA 10gで希釈した溶液を滴下した。滴下後、40℃で2時間撹拌を続けた。撹拌終了後、溶液を脱イオン水2Lに投入して、ポリマー固体の沈殿をろ過で集めた。さらに脱イオン水2Lで3回洗浄を行い、集めたポリマー固体を50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、ポリイミドの一形態である、ポリアミド酸エステル(POL-38)を得た。
 <合成例48 樹脂(POL-01-BOC20)の合成>
 乾燥窒素気流下、三口フラスコにベースポリマーとしてPOL-01 8.00gをMPA 40gに溶解させた。その後、二炭酸ジ-tert-ブチル 1.36g(6.20mmol)および4-ジメチルアミノピリジン 0.095g(0.900mmol)を添加した後、20℃で1時間反応させた。反応終了後、純水500mLに上記溶液を投入して白色の沈殿を析出させた。この沈殿をろ過で集めて、純水で3回洗浄した後、50℃の真空乾燥機で72時間乾燥し、樹脂(POL-01-BOC20)を得た。酸分解性基で保護されているフェノール性水酸基の割合(保護率)は、20mol%であった。結果を表2に示した。
 <合成例49~57、68~92 樹脂(POL-02-BOC20~POL-10-BOC20、POL-11-BOC20~POL-29-BOC20、POL-32-BOC20~POL-37-BOC20)の合成>
 ベースポリマー、保護剤の量および触媒の量を表2に記載の量に変更した以外は、合成例48と同様に合成した。結果を表2に示した。
 <合成例58 樹脂(POL-01-ACT40)の合成>
 乾燥窒素気流下、三口フラスコにベースポリマーとしてPOL-01を10.00g、溶剤としてCPを30g秤量して溶解させた。ここに保護剤としてイソプロピルビニルエーテルを2.69g(0.031mmol)加え、0℃で1時間攪拌した。次いで、触媒として、トリフルオロ酢酸を0.44g(3.85mmol)加え、0℃で3時間攪拌させた。攪拌終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で酸触媒を中和した後、水槽を除去した。さらに有機層を水で2回洗浄した。その後、未反応のイソプロピルビニルエーテルを除去することを目的として、ロータリーエバポレーターを用いて低沸点残存物を除去した。その後、溶液の固形分濃度を測定し、固形分が40%となるようにCPを添加し、水酸基が酸分解性基である1-イソプロポキシエチル基で保護された樹脂(POL-01-ACT40)の固形分40質量%溶液を得た。酸分解性基で保護されているフェノール性水酸基の割合(保護率)は、42mol%であった。結果を表2に示す。
 <合成例59~67、93~117 樹脂(POL-02-ACT40~POL-10-ACT40、POL-11-ACT40~POL-29-ACT40、POL-32-ACT40~POL-37-ACT40)の合成>
 ベースポリマーおよび、保護剤の量および触媒の量を表2に記載の量に変更した以外は、合成例58と同様に合成した。結果を表2に示した。
 合成例118 NQD-1の合成
 乾燥窒素気流下、21.22g(0.050mol)のTrisP-PA(本州化学工業(株)製)と、36.27g(0.135mol)の5-ナフトキノンジアジドスルホニルクロリドを、450gの1,4-ジオキサンに溶解させ、室温にした。ここに、15.18gのトリエチルアミンを、50gの1,4-ジオキサンに溶解させた液を、系内が35℃以下となるように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後濾過を行い、析出した沈殿物を集めた。この沈殿物を真空乾燥機で乾燥させ、下式に示すキノンジアジド化合物NQD-1を得た。なお、エステル化率は90mol%であった。
*は酸素原子との結合部位を表す。
 合成例119 NQD-2の合成
 乾燥窒素気流下、15.32g(0.050mol)のTrisP-HAP(本州化学工業(株)製)と、22.84g(0.085mol)の5-ナフトキノンジアジドスルホニルクロリドを、450gの1,4-ジオキサンに溶解させ、室温にした。ここに、9.56gのトリエチルアミンを、50gの1,4-ジオキサンに溶解させた液を、系内が35℃以下となるように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後濾過を行い、析出した沈殿物を集めた。この沈殿物を真空乾燥機で乾燥させ、下式に示すキノンジアジド化合物NQD-2を得た。なお、エステル化率は57mol%であった。
*は酸素原子との結合部位を表す。
 合成例120 NQD-3の合成
 乾燥窒素気流下、31.64g(0.050mol)のTekOC-4HBPA(本州化学工業(株)製)と、51.05g(0.190mol)の5-ナフトキノンジアジドスルホニルクロリドを、550gの1,4-ジオキサンに溶解させ、室温にした。ここに、21.36gのトリエチルアミンを、50gの1,4-ジオキサンに溶解させた液を、系内が35℃以下となるように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入した。その後濾過を行い、析出した沈殿物を集めた。この沈殿物を真空乾燥機で乾燥させ、下式に示すキノンジアジド化合物NQD-3を得た。なお、エステル化率は95mol%であった。
*は酸素原子との結合部位を表す。
 実施例1
 黄色灯下、(a)樹脂として、POL-01を1.0g、(b)感光剤として合成例118で合成したNQD-1を0.80g、溶剤としてGBL4.0g加え撹拌し、感光性樹脂組成物とした。
 調製した感光性樹脂組成物の(7)感度、(8)溶剤への溶解性、(9)現像残渣、(10)パターン寸法精度、(11)露光後放置の影響、(12)硬化後の膜の収縮、(13)室温保管における感度変化の評価を行った。結果を表3に示す。
 実施例2~53、比較例1~4
 感光性樹脂組成物の各成分の配合を表3に記載のように変更した以外は、実施例1と同様に、樹脂組成物の調製と評価を行った。結果を表3に示す。
 *1:組成物に含まれる式(16)で表される化合物の含有量(質量%)
 *2:組成物に含まれる式(30)で表される化合物および式(31)で表される化合物の含有量(質量%)
 実施例54
 黄色灯下、(a)樹脂として、POL-01-BOC20を1.00g、(b)感光剤として合成例118で合成したNQD-1を0.40g、溶剤としてGBL4.0g加え撹拌し、感光性樹脂組成物とした。
 調製した感光性樹脂組成物の(7)感度、(8)溶剤への溶解性、(9)現像残渣、(10)パターン寸法精度、(11)露光後放置時間の影響、(12)硬化後の膜の収縮、(13)溶液の室温保管における感度変化の評価を行った。結果を表4に示す。
 実施例55~61、70~110、比較例5~6、9~10
 感光性樹脂組成物の各成分の配合を表4に記載のように変更した以外は、実施例54と同様に、樹脂組成物の調製と評価を行った。結果を表4に示す。
 実施例62
 黄色灯下、(a)樹脂として、POL-01-ACT40の固形分40%CP溶液を2.50g、(b)感光剤としてPAG-103を0.15g、ルチジンを0.005g加え、攪拌した。その後、CPを1.50g加え濃度を調整し、感光性樹脂組成物とした。
 調製した感光性樹脂組成物の(7)感度、(8)溶剤への溶解性、(9)現像残渣、(10)パターン寸法精度、(11)露光後放置時間の影響、(12)硬化後の膜の収縮、(13)溶液の室温保管における感度変化の評価を行った。結果を表4に示す。
 実施例63~69、111~141、比較例7~8、11~12
 感光性樹脂組成物の各成分の配合を表4に記載のように変更した以外は、実施例62と同様に、樹脂組成物の調製と評価を行った。評価結果を表4に示す。
 *1:組成物に含まれる式(16)で表される化合物の含有量(質量%)
 *2:組成物に含まれる式(30)で表される化合物および式(31)で表される化合物の含有量(質量%)

Claims (28)

  1. (a)式(13)で示される繰り返し単位を含む樹脂(以下、単に「(a)樹脂」という)、および、(b)感光剤を含有する感光性樹脂組成物。
    (RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基を表す。Uは、炭素数1~120の4価の有機基を表し、Yは炭素数1~120の2価の有機基を表し、UおよびYの一方または両方は、式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む。)
    (式(2)中、Rは炭素数mのシクロアルカン-1,1-ジイル基であり、Rは基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基であり、複数存在する場合は同一でも異なっていても良い。mは4以上7以下の整数、nは1以上2m-2以下の整数である。但し、R-(R)nは、mが偶数の場合は、[m/2+1]位の炭素と1位の炭素を結ぶ線に対して、mが奇数の場合は[(m+1)/2]位の炭素と[(m+1)/2+1]位の炭素間の結合の中点と1位の炭素を結ぶ線に対して、線対称の構造をとらない。*は結合点を表す。
    式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、または、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。但し、RとRは同一の構造をとらない。*は結合点を表す。
    式(14)および式(15)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表す。*は結合点を表す。)
  2. 前記式(13)中、Uが式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含む炭素数1~120の4価の有機基であり、Yが式(2)、式(3)、式(14)および式(15)からなる群から選ばれる構造を含んでいても良い炭素数1~120の2価の有機基である、請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記式(13)で表される繰り返し単位の全部または一部が、式(1)で表される繰り返し単位である請求項2に記載の感光性樹脂組成物。
    (RおよびRは、式(13)でした説明を援用する。RおよびRは、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表し、mおよびnは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。Xは、式(2)および式(3)からなる群から選ばれる構造であり、Vは、式(2)および式(3)からなる群から選ばれる構造を含んでいても良い炭素数1~120の2価の有機基を表す。)
  4. 前記式(1)中のVが、炭素数6~50の2価の芳香族基、炭素数1~20の直鎖もしくは分岐の2価の脂肪族基、炭素数3~9の2価の脂環式基、またはアダマンタン骨格を有する2価の基である、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 前記式(1)中のmおよびnが、0である、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  6. 式(16)で表される化合物を含まないか、含む場合であってもその含有量が、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、0.3質量%以下である、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    (式(16)中、R10は、水素原子または炭素数1~6の1価の有機基を表し、R11は、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1~12の1価の有機基を表し、sは2~3の整数を表し、tは0≦t≦(s+1)を満たす整数を表す。)
  7. (a)樹脂は、分子鎖末端の少なくとも1つに熱架橋性基またはフェノール性水酸基を有している、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
  8. (a)樹脂は、分子鎖末端の少なくとも1つに式(17)で表される構造を有する、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    (式(17)中、R12は炭素数1~30の有機基を表す。*は結合点を表す。)
  9. 前記式(17)中、R12は熱架橋性基を有する、請求項8に記載の感光性樹脂組成物。
  10. 前記式(3)において、RおよびRは、次の条件1または条件2を充たす請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    条件1:RおよびRの一方は水素原子であり、他の一方は、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数2~10の炭化水素基である。
    条件2:RおよびRは共に、基中にエーテル結合またはカルボニル基(ケトン基)を含んでいても良い炭素数1~10の炭化水素基である。(なお、RおよびRは同一の構造ではない。)
  11. 前記式(3)において、RおよびRは、条件2を充たすものである、請求項10に記載の感光性樹脂組成物。
  12. 前記式(2)において、Rの炭素数の合計が1以上5以下であり、かつ、
    前記式(3)において、RとRの炭素数の合計が3以上10以下である、
    請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
  13. 前記式(2)で表される構造が、式(2-1)~式(2-4)で表される構造の何れかである、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    (式(2-1)中、R13~R18は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R13~R14の炭素数の合計とR17~R18の炭素数の合計は等しくない。
    式(2-2)中、R19~R28は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R19~R22の炭素数の合計とR25~R28の炭素数の合計は等しくない。
    式(2-3)中、R29~R36は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R29~R32の炭素数の合計とR33~R36の炭素数の合計は等しくない。
    式(2-4)中、R37~R48は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。ただし、R37~R42の炭素数の合計とR43~R48の炭素数の合計は等しくない。)
  14. 前記式(1)中のXが、式(5)~式(12)および式(18)~式(24)のいずれかで表される基である、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
    (*は結合点を表す。)
  15. 前記式(1)中のVで表される炭素数6~50の2価の芳香族基が、式(25)および式(26)のいずれかの基である、請求項4に記載の感光性樹脂組成物。
    (R49~R52は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~4の直鎖または分岐のアルキル基を表す。dおよびeは、それぞれ独立に、0~4の整数を表し、fは、1~3の整数を表し、gおよびhは、それぞれ独立に、0~3の整数を表す。Zは、単結合、エーテル基、チオエーテル基、スルホン基、ケトン基、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されていても良い炭素数1~10の直鎖または分岐のアルキレン基を表す。*は結合点を表す。)
  16. 前記式(1)中のVで表される炭素数3~9の2価の脂環式基が、式(27)~式(29)のいずれかで表される基である、請求項4に記載の感光性樹脂組成物。
    (R53~R55は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、水素原子の一部がハロゲン原子に置換されていても良い炭素数1~4の直鎖または分岐のアルキル基を表す。iは0~2の整数を表し、jは0~3の整数を表し、kは0~3の整数を表す。*は結合点を表す。但し、全てのR53に含まれる炭素数の合計は5以下であり、全てのR54に含まれる炭素数の合計は4以下であり、全てのR55に含まれる炭素数の合計は3以下である。)
  17. さらに、式(30)で表される化合物または式(31)で表される化合物を含み、その含有量が、感光性樹脂組成物の総量を100質量%としたとき、0.01~90質量%である、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    (R56は、それぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基を表し、R57は、炭素数2~6のアルキル基を表す。)
  18. 前記(b)感光剤の全部または一部が、式(32)で表される化合物である、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    (R58は、炭素数1~20の3~6価の脂環式基または脂肪族基を表し、R59は、複数存在する場合はそれぞれ独立に、炭素数1~6の1価の脂肪族基を表す。Qは、複数存在する場合はそれぞれ独立に、水素原子、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホニル基または1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホニル基を表す。但し、全てが水素原子になることはない。P1は0~4の整数、P2は1~5の整数を表し、P1+P2は1~5の整数である。qは3~6の整数を表す。)
  19. さらに、1個以上の熱架橋性基が結合された芳香環を分子内に3~6個有する化合物を含む、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
  20. (a)樹脂は、前記式(1)で表される繰り返し単位として、RおよびRの何れかまたは両方が、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数1~120の1価の酸分解性基である繰り返し単位を含む、請求項3に記載の感光性樹脂組成物。
  21. 前記感光性樹脂組成物に含まれる樹脂の総質量を100質量%とした時、該樹脂の分子構造中に結合されたフッ素原子の量が2質量%未満である、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
  22. (a)樹脂以外の樹脂として、さらに、式(33)で表される繰り返し単位、式(34)で表される繰り返し単位、および、式(35)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1つを含む樹脂、を含む、請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物。
    (Yは、それぞれ独立に、炭素数2~20の脂肪族基、炭素数4~40の脂環式基および炭素数6~40の芳香族基からなる群から選ばれる少なくとも1つの4価の有機基を表す。Zは、それぞれ独立に炭素数2~40の2価の有機基を表す。R60は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20のアルキル基またはエチレン性不飽和二重結合を有する炭素数2~20の1価の有機基を表す。)
  23. 前記式(33)で表される繰り返し単位、式(34)で表される繰り返し単位、および、式(35)で表される繰り返し単位に含まれるZは、それぞれ独立に、式(36)~式(38)のいずれかで表される有機基である、請求項22に記載の感光性樹脂組成物。
    (Xは、それぞれ独立に、直接結合または、式(39)で表される2価の基であり、R61は、それぞれ独立に、炭素数1~4のアルキル基を表し、Xは、前記式(2)で表される二価の基または前記式(3)で表される二価の基であり、vは、それぞれ独立に、0または1を表し、*はイミド構造またはアミド構造に結合する結合点を表す。)
    (*はイミド結合またはアミド結合側の結合点を表す。**はベンゼン環側の結合点を表す。)
  24. 請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物が支持体上に膜状に形成された感光性樹脂シート。
  25. 請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を硬化した硬化物。
  26. 請求項1~5のいずれかに記載の感光性樹脂組成物を基板上に膜状に形成する工程、
    該感光性樹脂組成物の膜を露光する工程、
    該露光された感光性樹脂組成物の膜を現像する工程、および、
    該現像された感光性樹脂組成物の膜を硬化する工程を含む、硬化物の製造方法。
  27. 請求項25に記載の硬化物を具備する、電子部品。
  28. 請求項25に記載の硬化物を具備する、表示装置。
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