JP2005284208A - Photosensitive resin composition and pattern forming method - Google Patents

Photosensitive resin composition and pattern forming method Download PDF

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Takeo Fujino
竹生 藤野
Nobunori Abe
信紀 阿部
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Zeon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensitive resin composition, capable of forming a resist pattern having a cross section of inverted tapered shape, markedly superior in heat resistance and in adhesion, even with respect to a substrate having high smoothness, without deteriorating the storage stability. <P>SOLUTION: The photosensitive resin composition comprises an alkali-soluble resin, a crosslinking component, which crosslinks the alkali-soluble resin upon irradiation with actinic ray, or irradiation with the actinic ray and the subsequent heat treatment, a compound which absorbs an actinic ray, and a polyvinyl alkyl ether. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フォトリソグラフィ技術分野においてレジスト材料として用いられる感光性樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、断面が逆テーパー状で、かつ耐熱性に優れたレジストパターン形成することができることに加えて、該レジストパターンと平滑性の高い基板との密着性が顕著に改善され、保存安定性にも優れた感光性樹脂組成物に関する。また、本発明は、該感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a photosensitive resin composition used as a resist material in the photolithography technical field, and more specifically, in addition to being capable of forming a resist pattern having a reverse tapered cross section and excellent heat resistance, The present invention relates to a photosensitive resin composition in which adhesion between a resist pattern and a highly smooth substrate is remarkably improved and storage stability is excellent. The present invention also relates to a pattern forming method using the photosensitive resin composition.

本発明の感光性樹脂組成物は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル(以下、「有機EL表示素子」という)における電気絶縁性の隔壁形成用材料や、リフトオフ法による断面が逆テーパー状のパターン形成用レジスト材料として好適である。   The photosensitive resin composition of the present invention includes an electrically insulating partition wall forming material in an organic electroluminescence display panel (hereinafter referred to as “organic EL display element”), and a pattern forming resist having a reverse tapered cross section by a lift-off method. Suitable as a material.

レジスト材料を用いたフォトリソグラフィ技術において、断面が逆テーパー状のレジストパターンプロファイルを形成することができるレジスト材料が要求されることがある。具体的には、リフトオフ法によりパターンを形成する場合や、有機EL表示素子の電気絶縁性の隔壁を形成する場合が挙げられる。   In a photolithography technique using a resist material, a resist material capable of forming a resist pattern profile having a reverse taper in cross section may be required. Specifically, there are a case where a pattern is formed by a lift-off method and a case where an electrically insulating partition wall of an organic EL display element is formed.

リフトオフ法は、例えば、導体パターンの形成、サーマルヘッド用発熱素子の形成、フォトマスクの白欠陥の修正などに適用されている。リフトオフ法によりレジスト材料を用いて導体パターンを形成するには、(1)基板上にレジスト膜を形成する工程、(2)該レジスト膜をパターン状に露光し、現像して、ネガ型レジストパターン(ネガ像)を形成する工程、(3)ネガ型レジストパターン上を含む基板全面に金属を蒸着させて蒸着膜を形成する工程、(4)基板全体を溶液に浸漬して、ネガ型レジストパターンを膨潤溶解させる工程を含む一連の工程により、基板上に導体パターンを形成している。上記工程(4)では、ネガ型レジストパターンと共に、その上にある蒸着膜も除去されて、基板上の蒸着膜のみがパターン状に残ることになる。   The lift-off method is applied to, for example, formation of a conductor pattern, formation of a thermal head heating element, correction of a white defect in a photomask, and the like. In order to form a conductor pattern using a resist material by the lift-off method, (1) a step of forming a resist film on a substrate, (2) the resist film is exposed in a pattern, developed, and a negative resist pattern (Negative image) forming step, (3) forming a deposited film by depositing metal on the entire surface of the substrate including the negative resist pattern, and (4) immersing the entire substrate in the solution to form a negative resist pattern. The conductor pattern is formed on the substrate by a series of steps including the step of swelling and dissolving the substrate. In the step (4), together with the negative resist pattern, the deposited film thereon is also removed, and only the deposited film on the substrate remains in a pattern.

前記工程(2)において、図1に示すように、基板1上に断面が逆テーパー状のネガ型レジストパターン2が形成されておれば、次の工程(3)で基板全面に金属蒸着膜を形成すると、基板1上とネガ型レジストパターン2上とに、それぞれ独立に蒸着膜3及び蒸着膜3′が形成される。そこで、工程(4)でネガ型レジストパターン2を除去すれば、その上にある蒸着膜3′も一緒に除去されて、基板1上には蒸着膜3のパターンだけが残ることになる。   In the step (2), as shown in FIG. 1, if a negative resist pattern 2 having a reverse taper cross section is formed on the substrate 1, a metal deposition film is formed on the entire surface of the substrate in the next step (3). When formed, the vapor deposition film 3 and the vapor deposition film 3 ′ are independently formed on the substrate 1 and the negative resist pattern 2. Therefore, if the negative resist pattern 2 is removed in the step (4), the vapor deposition film 3 ′ thereon is also removed, and only the pattern of the vapor deposition film 3 remains on the substrate 1.

これに対して、レジストパターンプロファイルが、矩形や順テーパー状、スソ引き状などの断面形状の場合には、前記工程(3)において、基板全面に金属蒸着膜を形成すると、レジストパターン側面にも蒸着膜が形成されるため、基板上の蒸着膜とレジストパターン上の蒸着膜とが連続して形成される。例えば、図5に示すように、基板51上に形成されたレジストパターン52の断面形状が順テーパー状である場合には、基板全面に金属蒸着膜53を形成すると、該パターン側面にも蒸着膜が形成される。そのため、工程(4)でレジストパターン52を除去すると、その上に形成された蒸着膜だけではなく、それに連続している基板上の蒸着膜も、その一部または全部が剥離除去されてしまう。   On the other hand, when the resist pattern profile has a cross-sectional shape such as a rectangle, a forward taper shape, or a skirt shape, in the step (3), when a metal vapor deposition film is formed on the entire surface of the substrate, the resist pattern profile is also formed on the side surface of the resist pattern. Since the deposited film is formed, the deposited film on the substrate and the deposited film on the resist pattern are continuously formed. For example, as shown in FIG. 5, when the cross-sectional shape of the resist pattern 52 formed on the substrate 51 is a forward taper shape, if the metal vapor deposition film 53 is formed on the entire surface of the substrate, the vapor deposition film is also formed on the side surface of the pattern. Is formed. For this reason, when the resist pattern 52 is removed in the step (4), not only the deposited film formed on the resist pattern 52 but also part or all of the deposited film on the substrate continuous thereto is peeled off.

リフトオフ法によるパターン形成には、典型的な逆テーパー状断面のレジストパターンだけではなく、図4に示すように、基板41上にオーバーハング部43を有するオーバーハング状断面のレジストパターン42であってもよい。したがって、本発明において、「逆テーパー状」には、断面形状がオーバーハング状である場合も含まれる。   In the pattern formation by the lift-off method, not only a typical reverse tapered cross-section resist pattern, but also a resist pattern 42 having an overhang cross section having an overhang portion 43 on a substrate 41 as shown in FIG. Also good. Therefore, in the present invention, the “reverse taper shape” includes a case where the cross-sectional shape is an overhang shape.

有機EL表示素子における電気絶縁性隔壁形成用レジスト材料にも、逆テーパー状のレジストパターンプロファイルを形成できることが求められている。有機EL表示素子は、自己発光型で視野角の制限がない、高輝度である、パネルを薄くすることができる、低電圧で駆動できる、反応速度が速い、RGB(赤青緑)の3原色によるフルカラー化が可能である、などの特徴を有している。しかし、有機EL材料は、有機溶剤に対する耐性が低いため、エッチング処理を行うことができない。したがって、フォトリソグラフィ技術による微細加工を適用して、表示素子としてのマトリックス構造を形成することが困難であった。そのため、有機EL表示素子は、液晶ディスプレイ用のバックライトとしての用途が主なものであった。   The resist material for forming an electrically insulating partition in an organic EL display element is required to be able to form a reverse tapered resist pattern profile. The organic EL display element is a self-luminous type that has no viewing angle limitation, high brightness, can thin the panel, can be driven at a low voltage, has a fast reaction speed, and has three primary colors of RGB (red blue green). It is possible to make it full color. However, since the organic EL material has low resistance to the organic solvent, the etching process cannot be performed. Therefore, it has been difficult to form a matrix structure as a display element by applying fine processing by a photolithography technique. Therefore, the organic EL display element is mainly used as a backlight for a liquid crystal display.

近年、有機EL材料を用いた表示素子の形成技術に関する新たな提案がなされている。具体的には、(1) 透明基板上に、インジウム錫酸化物(ITO)からなる複数のストライプ状のパターンを形成して、それを第一表示電極(陽極)とし、(2) その上から、基板全面にネガ型レジスト組成物を塗布してレジスト膜を形成し、(3) ITOのストライプ状パターンと直交するストライプ状のフォトマスクを介して露光し、次いで、露光後加熱処理(Post Exposure Baking;PEB)してから現像して、ストライプ状のネガ型レジストパターンを形成し、(4) この基板上に、有機EL材料(ホール輸送材料と電子輸送材料)を順次蒸着し、(5) さらにその上に、アルミニウムなどの金属を蒸着して、有機EL表示素子を製造する方法が提案されている(特許文献1)。   In recent years, new proposals have been made regarding the formation technology of display elements using organic EL materials. Specifically, (1) A plurality of stripe patterns made of indium tin oxide (ITO) are formed on a transparent substrate and used as a first display electrode (anode). (2) From above Then, a negative resist composition is applied to the entire surface of the substrate to form a resist film, and (3) exposure is performed through a striped photomask orthogonal to the ITO striped pattern, followed by post-exposure heat treatment (Post Exposure Baking; PEB) and developing to form a striped negative resist pattern. (4) Organic EL materials (hole transport material and electron transport material) are sequentially deposited on this substrate. (5) Furthermore, a method for manufacturing an organic EL display element by vapor-depositing a metal such as aluminum has been proposed (Patent Document 1).

この有機EL表示素子において、ネガ型レジストパターンは、電気絶縁性隔壁の役割を果たしている。すなわち、図2に示すように、透明基板21上に、ストライプ状にパターニングされたITO膜(陽極)22を形成し、次いで、これと直交するストライプ状のネガ型レジストパターン23を形成する。このネガ型レジストパターンの断面が逆テーパー状であれば、その上から有機EL材料を蒸着すると、基板21上に、ITO膜22と直交するストライプ状の有機EL材料の蒸着膜24が独立して形成される。ネガ型レジストパターン上に有機EL材料が蒸着しても、その蒸着膜24′は、基板上の蒸着膜24とは独立している。   In this organic EL display element, the negative resist pattern serves as an electrically insulating partition. That is, as shown in FIG. 2, an ITO film (anode) 22 patterned in a stripe shape is formed on a transparent substrate 21, and then a striped negative resist pattern 23 perpendicular to the ITO film is formed. If the negative resist pattern has a reverse taper cross section, when an organic EL material is vapor-deposited thereon, a stripe-shaped organic EL material vapor deposition film 24 orthogonal to the ITO film 22 is independently formed on the substrate 21. It is formed. Even when the organic EL material is deposited on the negative resist pattern, the deposited film 24 'is independent of the deposited film 24 on the substrate.

さらにその上からアルミニウムなどの金属を蒸着すると、基板上の有機EL材料の蒸着膜24上とネガ型レジストパターン上の有機EL材料の蒸着膜24′上に、それぞれ独立の金属蒸着膜25及び25′が形成される。有機EL材料の蒸着膜24上に形成された金属蒸着膜25は、第二表示電極(陰極)となる。隣接する第二表示電極(陰極)同士は、ネガ型レジストパターンによって隔てられて、電気的に絶縁される。ITO膜(陽極)22と金属蒸着膜(陰極)25は、有機EL材料の蒸着膜24により隔てられて、ショートすることがない。   Further, when a metal such as aluminum is vapor-deposited thereon, independent metal vapor deposition films 25 and 25 are formed on the organic EL material vapor deposition film 24 on the substrate and the organic EL material vapor deposition film 24 'on the negative resist pattern, respectively. 'Is formed. The metal vapor deposition film 25 formed on the vapor deposition film 24 of the organic EL material becomes the second display electrode (cathode). Adjacent second display electrodes (cathodes) are separated from each other by a negative resist pattern and electrically insulated. The ITO film (anode) 22 and the metal vapor-deposited film (cathode) 25 are separated by the vapor-deposited film 24 of the organic EL material and do not short-circuit.

有機EL材料の蒸着に際し、蒸着マスクを用いてRGBの各色の有機EL材料を順次蒸着すると、図3に示すように、透明基板31及びITO膜32上に、各色の有機EL材料の蒸着膜34a(R)、34b(G)、及び34c(B)が形成される。蒸着マスクでネガ型レジストパターンを覆うと、その上に有機EL材料の蒸着膜が殆ど形成されない。さらにその上からアルミニウムなどの金属を蒸着すると、各色の有機EL材料の蒸着膜上とネガ型レジストパターン上に、それぞれ独立に金属蒸着膜35及び35′が形成される。   When the organic EL material is vapor-deposited by sequentially depositing the organic EL materials of each color of RGB using a vapor deposition mask, the vapor-deposited film 34a of the organic EL material of each color is formed on the transparent substrate 31 and the ITO film 32 as shown in FIG. (R), 34b (G), and 34c (B) are formed. When the negative resist pattern is covered with a vapor deposition mask, a vapor deposition film of an organic EL material is hardly formed thereon. Further, when a metal such as aluminum is vapor-deposited thereon, metal vapor-deposited films 35 and 35 'are independently formed on the vapor-deposited film of each color organic EL material and on the negative resist pattern.

このような構造の有機EL表示素子において、第一表示電極と第二表示電極とが交差し、両電極間に挟まれた有機EL材料の蒸着膜部分が発光部となる。ネガ型レジストパターンは、除去されることなく、電気絶縁性隔壁となって残される。   In the organic EL display element having such a structure, the first display electrode and the second display electrode intersect with each other, and a vapor deposition film portion of the organic EL material sandwiched between both electrodes serves as a light emitting portion. The negative resist pattern is left as an electrically insulating partition without being removed.

従来、ノボラック樹脂とキノンジアジド化合物とからなるポジ型フォトレジストを用いて、イメージリバーサル法により、逆テーパー状のレジストパターンを形成する方法が知られている。しかし、このイメージリバーサル法は、操作が煩雑であることに加えて、加熱処理(アミン拡散と加熱)時の加熱温度の許容範囲が狭く、良好な形状のレジストパターンを得ることが困難であった。   Conventionally, a method of forming a reverse tapered resist pattern by an image reversal method using a positive photoresist made of a novolak resin and a quinonediazide compound is known. However, in this image reversal method, in addition to the complicated operation, the allowable range of the heating temperature during the heat treatment (amine diffusion and heating) is narrow, and it is difficult to obtain a resist pattern having a good shape. .

従来、光線による露光または露光と引き続く熱処理によって架橋する成分、アルカリ可溶性樹脂、及び露光する光線を吸収する化合物を少なくとも一種含有し、かつアルカリ性水溶液を現像液とするネガ型レジスト組成物が提案されている(特許文献2)。このネガ型レジスト組成物を用いると、リフトオフ法に適した断面が逆テーパー状のレジストパターンを形成することができる。   Conventionally, there has been proposed a negative resist composition containing at least one component that crosslinks by light exposure or exposure and subsequent heat treatment, an alkali-soluble resin, and a compound that absorbs light to be exposed, and an alkaline aqueous solution as a developer. (Patent Document 2). When this negative resist composition is used, it is possible to form a resist pattern having a reverse taper in cross section suitable for the lift-off method.

ところが、上記の逆テーパー状のレジストパターンは、耐熱性が十分ではないという問題があった。リフトオフ法による金属蒸着膜の形成は、高温で実施される。有機EL表示素子における電気絶縁性隔壁は、高温条件下での有機EL材料の蒸着や金属蒸着の工程に耐えて、その形状を維持しなければならない。特に有機EL材料を蒸着する場合、昇華温度のマージン(許容範囲)を広げるために、レジストパターンからなる電気絶縁性隔壁の耐熱性の向上が求められている。さらに、有機EL表示素子は、携帯機器や車両搭載機器などに用いられるため、車中での温度上昇などの高温条件に耐えるだけの耐久性を有することが求められている。しかし、耐熱性が低いレジストパターンでは、このような要求に応えることができない。   However, the above inversely tapered resist pattern has a problem that heat resistance is not sufficient. Formation of the metal vapor deposition film by the lift-off method is performed at a high temperature. The electrically insulating partition in the organic EL display element must withstand the steps of vapor deposition of organic EL material and metal vapor deposition under high temperature conditions and maintain the shape thereof. In particular, when an organic EL material is deposited, in order to widen a sublimation temperature margin (allowable range), it is required to improve the heat resistance of an electrically insulating partition made of a resist pattern. Furthermore, since the organic EL display element is used for portable devices, on-vehicle devices, and the like, it is required to have durability enough to withstand high temperature conditions such as temperature rise in the vehicle. However, such a requirement cannot be met with a resist pattern having low heat resistance.

そこで、断面が逆テーパー状で、耐熱性が良好なパターンを形成することができるレジスト材料について、様々な提案がなされている。例えば、(1)アルカリ可溶性樹脂、メラミン類、並びにトリハロメチルトリアジン類及び/またはオニウム塩を含有するEL表示素子の隔壁形成用感放射線性樹脂組成物(特許文献3)、(2)メチロール化したビスフェノール類化合物及びフェノール類化合物と、アルデヒドとを重縮合させて得られたアルカリ可溶性樹脂を含有するネガ型感光性樹脂組成物を用いて、逆テーパー状レジストパターンを形成する方法(特許文献4)、(3)アルカリ可溶性ノボラック樹脂、架橋剤、及び光酸発生剤を含有するネガ型感光性樹脂組成物において、アルカリ可溶性ノボラック樹脂が、分別処理により分子量500以下の比率を5%以下としたアルカリ可溶性ノボラック樹脂である、有機ELディスプレーの電極隔壁材料に好適に用いることができ、プロセスマージンが広いネガ型感光性樹脂組成物(特許文献5)、(4)アルカリ可溶性樹脂、活性光線の照射または活性光線の照射と引き続く熱処理によってアルカリ可溶性樹脂を架橋する成分、及び活性光線を吸収する化合物を含有するレジスト組成物であって、アルカリ可溶性樹脂が、ポリビニルフェノールとノボラック樹脂との樹脂組成物であることを特徴とするレジスト組成物(特許文献6)が提案されている。   In view of this, various proposals have been made on resist materials that can form a pattern having a reverse taper cross section and good heat resistance. For example, (1) a radiation-sensitive resin composition for forming partition walls of an EL display element containing an alkali-soluble resin, melamines, and trihalomethyltriazines and / or onium salts (Patent Document 3), (2) methylolated A method of forming a reverse-tapered resist pattern using a negative photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin obtained by polycondensation of a bisphenol compound and a phenol compound with an aldehyde (Patent Document 4) (3) In a negative photosensitive resin composition containing an alkali-soluble novolak resin, a crosslinking agent, and a photoacid generator, the alkali-soluble novolak resin is an alkali having a molecular weight ratio of 500 or less by fractionation. It is preferably used as an electrode partition material for organic EL displays, which is a soluble novolak resin. A negative photosensitive resin composition having a wide process margin (Patent Document 5), (4) an alkali-soluble resin, a component that crosslinks an alkali-soluble resin by irradiation with actinic rays or actinic rays and subsequent heat treatment, and actinic rays There has been proposed a resist composition (Patent Document 6) containing a compound that absorbs water, wherein the alkali-soluble resin is a resin composition of polyvinylphenol and a novolac resin.

しかし、これらの従来技術によっても、十分に満足できる感光性樹脂組成物が得られていないのが現状である。例えば、感光性樹脂組成物を用いて有機EL表示素子の電気絶縁性隔壁を形成するには、ストライプ状にパターニングされたITO膜を有する透明基板(以下、「ITO基板」ということがある)上にレジストパターンを形成するが、その際、ストライプ状のITO膜と直交するようにストライプ状のレジストパターンを形成する。ところが、有機EL表示素子の作製に用いられるITO基板は、液晶表示素子(LCD)用のITO基板に比べて、非常に平滑性が高いため、アンカー効果が得られにくく、レジストパターンとITO基板表面との間の密着性が不十分になり易い。   However, the present situation is that a sufficiently satisfactory photosensitive resin composition has not been obtained even by these conventional techniques. For example, in order to form an electrically insulating partition of an organic EL display element using a photosensitive resin composition, on a transparent substrate (hereinafter sometimes referred to as “ITO substrate”) having an ITO film patterned in a stripe shape. In this case, a stripe-like resist pattern is formed so as to be orthogonal to the stripe-like ITO film. However, since the ITO substrate used for manufacturing the organic EL display element is very smooth compared to the ITO substrate for a liquid crystal display element (LCD), the anchor effect is difficult to obtain, and the resist pattern and the ITO substrate surface The adhesion between the two tends to be insufficient.

前記特許文献3には、感放射線性樹脂組成物の密着性の向上を図るために、エポキシ樹脂やポリグリシジルエーテル類など、エポキシ基を分子内に2個以上含有する化合物を添加することが記載されている。また、特許文献4には、ネガ型感光性樹脂組成物に、接着助剤としてヘキサメチルジシラザンやクロロメチルシランを添加することが記載されている。   Patent Document 3 describes that a compound containing two or more epoxy groups in the molecule, such as an epoxy resin or a polyglycidyl ether, is added to improve the adhesion of the radiation-sensitive resin composition. Has been. Patent Document 4 describes that hexamethyldisilazane or chloromethylsilane is added as an adhesion assistant to the negative photosensitive resin composition.

しかし、エポキシ化合物やヘキサメチルジシラザン、クロロメチルシランは、酸や塩基、水分などと反応性があるため、感光性樹脂組成物の保存安定性を低下させる。そもそも前記レジスト材料は、いずれも化学線増幅型の感光性樹脂組成物であるため、連鎖的な化学反応が起こり易く、保存安定性が十分ではない。したがって、ITO基板との密着性を向上させるために、感光性樹脂組成物の各成分や水分との反応性を有する添加剤を配合することは、感光性樹脂組成物の保存安定性を損なうため避ける必要がある。   However, since epoxy compounds, hexamethyldisilazane, and chloromethylsilane are reactive with acids, bases, moisture, etc., they reduce the storage stability of the photosensitive resin composition. In the first place, since all of the resist materials are actinic radiation amplification type photosensitive resin compositions, a chain chemical reaction is likely to occur, and the storage stability is not sufficient. Therefore, in order to improve the adhesion to the ITO substrate, blending additives having reactivity with each component of the photosensitive resin composition and moisture impairs the storage stability of the photosensitive resin composition. It is necessary to avoid it.

特開平8−315981号公報JP-A-8-315981 特開平5−165218号公報JP-A-5-165218 特開2002−83687号公報JP 2002-83687 A 特許第3320397号公報Japanese Patent No. 3320395 特開2002−278067号公報JP 2002-278067 A 再公表特許WO01/061410号公報Republished patent WO01 / 064101

本発明の課題は、断面が逆テーパー状で、かつ耐熱性に優れたレジストパターン形成することができることに加えて、該レジストパターンと平滑性の高い基板との密着性が顕著に改善され、保存安定性にも優れた感光性樹脂組成物を提供することにある。本発明の他の課題は、このような諸特性に優れた感光性樹脂組成物を用いたパターン形成方法を提供することにある。   The problem of the present invention is that, in addition to being able to form a resist pattern having a reverse tapered cross section and excellent heat resistance, the adhesion between the resist pattern and a highly smooth substrate is remarkably improved and stored. It is providing the photosensitive resin composition excellent also in stability. The other subject of this invention is providing the pattern formation method using the photosensitive resin composition excellent in such various characteristics.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を行った結果、アルカリ可溶性樹脂、活性光線の照射または活性光線の照射と引き続く熱処理によってアルカリ可溶性樹脂を架橋する架橋成分、及び活性光線を吸収する化合物を含有する感光性樹脂組成物において、ポリビニルアルキルエーテルを含有させることにより、保存安定性を損なうことなく、平滑性が高いITO基板に対しても十分な密着性を発揮し得るレジストパターンを形成することができる感光性樹脂組成物の得られることを見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that an alkali-soluble resin, a crosslinking component that crosslinks the alkali-soluble resin by irradiation with actinic rays or irradiation with actinic rays and subsequent heat treatment, and actinic rays. In a photosensitive resin composition containing a compound to be absorbed, by containing polyvinyl alkyl ether, a resist pattern that can exhibit sufficient adhesion even to an ITO substrate having high smoothness without impairing storage stability The present inventors have found that a photosensitive resin composition capable of forming a film is obtained.

本発明の感光性樹脂組成物を用いて基板上にレジストパターンを形成すると、断面が逆テーパー状で、耐熱性に優れ、基板との密着性に優れたレジストパターンを形成することができる。本発明の感光性樹脂組成物は、架橋成分の作用により露光領域のアルカリ可溶性樹脂の分子量が大きくなり、アルカリ現像液に対して溶解速度が極端に低下するので、ネガ型レジスト材料として好適に用いられる。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。   When a resist pattern is formed on a substrate using the photosensitive resin composition of the present invention, a resist pattern having a reverse taper section, excellent heat resistance, and excellent adhesion to the substrate can be formed. The photosensitive resin composition of the present invention is suitably used as a negative resist material because the molecular weight of the alkali-soluble resin in the exposed region is increased by the action of the crosslinking component, and the dissolution rate is extremely reduced in an alkali developer. It is done. The present invention has been completed based on these findings.

本発明によれば、アルカリ可溶性樹脂(a)、活性光線の照射または活性光線の照射と引き続く熱処理によってアルカリ可溶性樹脂を架橋する架橋成分(b)、活性光線を吸収する化合物(c)、及びポリビニルアルキルエーテル(d)を含有する感光性樹脂組成物が提供される。   According to the present invention, an alkali-soluble resin (a), a crosslinking component (b) that crosslinks the alkali-soluble resin by irradiation with actinic rays or actinic rays and subsequent heat treatment, a compound (c) that absorbs actinic rays, and polyvinyl A photosensitive resin composition containing an alkyl ether (d) is provided.

本発明の感光性樹脂組成物は、ポリビニルアルキルエーテルを含有させることにより、保存安定性を損なうことなく、基板との密着性を改善することができる。本発明の感光性樹脂組成物を用いると、断面が逆テーパー状で、耐熱性に優れ、基板との密着性に優れたレジストパターンを形成することができる。   The photosensitive resin composition of this invention can improve adhesiveness with a board | substrate, without impairing storage stability by containing polyvinyl alkyl ether. When the photosensitive resin composition of the present invention is used, it is possible to form a resist pattern having a reverse taper section, excellent heat resistance, and excellent adhesion to the substrate.

本発明の感光性樹脂組成物は、有機EL表示素子用の平滑性の高いITO基板に対しても、密着性に優れたレジストパターンを形成することができるため、電気絶縁性の隔壁の形成に好適である。この他、本発明の感光性樹脂組成物は、リフトオフ法による断面が逆テーパー状のパターン形成用レジスト材料として、広範な用途に利用することができる。   Since the photosensitive resin composition of the present invention can form a resist pattern with excellent adhesion even on an ITO substrate with high smoothness for organic EL display elements, it can form an electrically insulating partition. Is preferred. In addition, the photosensitive resin composition of the present invention can be used for a wide range of applications as a resist material for pattern formation having a reverse taper-shaped cross section by a lift-off method.

1.アルカリ可溶性樹脂:
アルカリ可溶性樹脂としては、ノボラック樹脂やポリビニルフェノールなど、この技術分野で用いられているものを使用することができる。本発明では、レジストパターンの耐熱性の観点から、アルカリ可溶性樹脂として、ポリビニルフェノールとノボラック樹脂とを含有する樹脂組成物を使用することが好ましい。アルカリ可溶性樹脂中でのポリビニルフェノールの割合は、通常30〜95重量%、好ましくは35〜90重量%、より好ましくは40〜80重量%である。したがって、ノボラック樹脂の割合は、5〜70重量%、好ましくは10〜65重量%、より好ましくは20〜60重量%である。
1. Alkali-soluble resin:
As alkali-soluble resin, what is used in this technical field, such as novolak resin and polyvinylphenol, can be used. In the present invention, from the viewpoint of the heat resistance of the resist pattern, it is preferable to use a resin composition containing polyvinylphenol and a novolac resin as the alkali-soluble resin. The proportion of polyvinylphenol in the alkali-soluble resin is usually 30 to 95% by weight, preferably 35 to 90% by weight, and more preferably 40 to 80% by weight. Therefore, the proportion of the novolak resin is 5 to 70% by weight, preferably 10 to 65% by weight, and more preferably 20 to 60% by weight.

ポリビニルフェノールの割合が大きすぎると、レジストパターンが基板から剥離し易くなったり、レジストパターンの側壁に突起状の形状異常が発生することがある。ポリビニルフェノールの割合が小さすぎると、耐熱性が不十分となる。ポリビニルフェノールとノボラック樹脂の配合割合が前記の範囲内にあることによって、逆テーパー状の断面を有し、耐熱性に優れ、基板との剥離が抑制されたレジストパターンを形成し得る感光性樹脂組成物を得ることができる。   If the proportion of polyvinylphenol is too large, the resist pattern may be easily peeled off from the substrate, or a protrusion-like shape abnormality may occur on the side wall of the resist pattern. When the ratio of polyvinyl phenol is too small, the heat resistance is insufficient. A photosensitive resin composition capable of forming a resist pattern having an inversely tapered cross section, excellent heat resistance, and suppressed peeling from the substrate, when the blending ratio of polyvinylphenol and novolac resin is within the above range. You can get things.

ポリビニルフェノールとしては、ビニルフェノールの単独重合体、及びビニルフェノールとこれと共重合可能な単量体との共重合体などが挙げられる。ビニルフェノールと共重合可能な単量体としては、例えば、イソプロペニルフェノール、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、酢酸ビニルが挙げられる。ポリビニルフェノールとしては、ビニルフェノールの単独重合体が好ましく、p−ビニルフェノールの単独重合体がより好ましい。   Examples of polyvinylphenol include vinylphenol homopolymers and copolymers of vinylphenol and monomers copolymerizable therewith. Examples of the monomer copolymerizable with vinylphenol include isopropenylphenol, acrylic acid, methacrylic acid, styrene, maleic anhydride, maleic imide, and vinyl acetate. As the polyvinylphenol, a vinylphenol homopolymer is preferable, and a p-vinylphenol homopolymer is more preferable.

ポリビニルフェノールの平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)で、通常3000〜20000、好ましくは4000〜15000、より好ましくは5000〜10000である。ポリビニルフェノールの平均分子量が低すぎると、露光領域が架橋反応しても、分子量が十分に増大しないため、アルカリ現像液に溶解し易くなり、耐熱性も低下する。ポリビニルフェノールの平均分子量が大きすぎると、露光領域と未露光領域とのアルカリ現像液に対する溶解度の差が小さくなるため、良好なレジストパターンを得ることが難しくなる。   The average molecular weight of polyvinylphenol is a weight average molecular weight (Mw) in terms of monodisperse polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), and is usually 3000 to 20000, preferably 4000 to 15000, and more preferably 5000 to 10,000. If the average molecular weight of polyvinylphenol is too low, the molecular weight will not increase sufficiently even if the exposed region undergoes a cross-linking reaction, so that it will be easily dissolved in an alkaline developer and the heat resistance will also be reduced. If the average molecular weight of polyvinylphenol is too large, the difference in solubility between the exposed region and the unexposed region with respect to an alkaline developer becomes small, making it difficult to obtain a good resist pattern.

ノボラック樹脂としては、レジストの技術分野で広く用いられているものを使用することができる。ノボラック樹脂は、例えば、フェノール類とアルデヒド類またはケトン類とを酸性触媒(例えば、シュウ酸)の存在下で反応させることにより得ることができる。   As the novolac resin, those widely used in the technical field of resists can be used. The novolak resin can be obtained, for example, by reacting phenols with aldehydes or ketones in the presence of an acidic catalyst (for example, oxalic acid).

フェノール類としては、例えば、フェノール、オルトクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,6−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−メチルレゾルシノール、4−メチルレゾルシノール、5−メチルレゾルシノール、4−t−ブチルカテコール、2−メトキシフェノール、3−メトキシフェノール、2−プロピルフェノール、3−プロピルフェノール、4−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−メトキシ−5−メチルフェノール、2−t−ブチル−5−メチルフェノール、チモール、イソチモールなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of phenols include phenol, orthocresol, metacresol, paracresol, 2,3-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,4- Dimethylphenol, 2,6-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 4-t-butylphenol, 2-methylresorcinol 4-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, 4-t-butylcatechol, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 2-propylphenol, 3-propylphenol, 4-propylphenol, 2-isopropylphenol, 2- Meto Shi-5-methylphenol, 2-t-butyl-5-methylphenol, thymol, and the like Isochimoru. These can be used alone or in combination of two or more.

アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−クロロベンズアルデヒド、m−クロロベンズアルデヒド、p−クロロベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、p−エチルベンズアルデヒド、p−n−ブチルベンズアルデヒド、テレフタルアルデヒドなどが挙げられる。ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジフェニルケトンなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of aldehydes include formaldehyde, formalin, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propylaldehyde, benzaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p- Hydroxybenzaldehyde, o-chlorobenzaldehyde, m-chlorobenzaldehyde, p-chlorobenzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, p-ethylbenzaldehyde, pn-butylbenzaldehyde, terephthalaldehyde, etc. It is done. Examples of ketones include acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and diphenyl ketone. These can be used alone or in combination of two or more.

上述した中でも、メタクレゾールとパラクレゾールとを併用し、これらとホルムアルデヒド、ホルマリンまたはパラホルムアルデヒドとを縮合反応させたノボラック樹脂が、感度制御性の観点から特に好ましい。メタクレゾールとパラクレゾールとの仕込み重量比は、通常80:20〜20:80、好ましくは70:30〜50:50である。   Among the above, a novolak resin obtained by concomitant use of metacresol and paracresol and a condensation reaction of these with formaldehyde, formalin or paraformaldehyde is particularly preferable from the viewpoint of sensitivity controllability. The charging weight ratio of metacresol to paracresol is usually 80:20 to 20:80, preferably 70:30 to 50:50.

ノボラック樹脂の平均分子量は、GPCにより測定した単分散ポリスチレン換算の重量平均分子量で、通常、1000〜10000、好ましくは2000〜7000、より好ましくは2500〜6000である。ノボラック樹脂の平均分子量が低すぎると、露光部の架橋反応が起こっても、分子量増大効果が小さく、アルカリ現像液に溶解し易くなる。ノボラック樹脂の平均分子量が高すぎると、露光部と未露光部とのアルカリ現像液に対する溶解度の差が小さくなり、良好なレジストパターンを得ることが難しくなる。   The average molecular weight of the novolak resin is a weight average molecular weight in terms of monodisperse polystyrene measured by GPC, and is usually 1000 to 10,000, preferably 2000 to 7000, and more preferably 2500 to 6000. If the average molecular weight of the novolak resin is too low, the effect of increasing the molecular weight is small even when a crosslinking reaction occurs in the exposed area, and the novolak resin is easily dissolved in an alkali developer. If the average molecular weight of the novolak resin is too high, the difference in solubility between the exposed area and the unexposed area in the alkaline developer becomes small, and it becomes difficult to obtain a good resist pattern.

ポリビニルフェノール及びノボラック樹脂の重量平均分子量は、合成条件を調整することにより、所望の範囲に制御することができる。この他、例えば、(1)合成により得られた樹脂を粉砕し、適当な溶解度を持つ有機溶剤で固−液抽出する方法、(2)合成により得られた樹脂を良溶剤に溶解させ、貧溶剤中に滴下するか、または貧溶剤を滴下して、固−液もしくは液−液抽出する方法などにより、重量平均分子量を制御することができる。   The weight average molecular weights of polyvinylphenol and novolac resin can be controlled within a desired range by adjusting the synthesis conditions. In addition, for example, (1) a method of pulverizing a resin obtained by synthesis and solid-liquid extraction with an organic solvent having an appropriate solubility, (2) dissolving the resin obtained by synthesis in a good solvent, The weight average molecular weight can be controlled by, for example, dropping into a solvent or dropping a poor solvent to perform solid-liquid or liquid-liquid extraction.

GPCによる重量平均分子量の測定は、GPC測定装置として、SC8020(TOSO社製)を用いて、以下の条件で実施する。   The measurement of the weight average molecular weight by GPC is implemented on condition of the following using SC8020 (made by TOSO) as a GPC measuring apparatus.

カラム:TOSO社製TSKGEL G3000HXLとG200HXL1000の各1本の組み合わせ、
温度:38℃、
溶剤:テトラヒドロフラン、
流速:1.0ml/min、
試料:濃度0.05〜0.6重量%の試料を0.1ml注入。
Column: A combination of one each of TSKGEL G3000HXL and G200HXL1000 manufactured by TOSO,
Temperature: 38 ° C
Solvent: tetrahydrofuran,
Flow rate: 1.0 ml / min,
Sample: 0.1 ml of a sample having a concentration of 0.05 to 0.6% by weight was injected.

2.架橋成分:
本発明で使用する架橋成分は、活性光線の照射または活性光線の照射と引き続く熱処理によってアルカリ可溶性樹脂を架橋する成分である。この架橋成分の作用により、露光領域のアルカリ可溶性樹脂の分子量が大きくなって、アルカリ現像液に対する溶解速度が極端に低下する。それによって、本発明の感光性樹脂組成物は、アルカリ現像液による現像が可能なネガ型レジスト材料として機能する。
2. Crosslinking component:
The crosslinking component used in the present invention is a component that crosslinks the alkali-soluble resin by irradiation with actinic rays or irradiation with actinic rays and subsequent heat treatment. Due to the action of the crosslinking component, the molecular weight of the alkali-soluble resin in the exposed region is increased, and the dissolution rate in the alkali developer is extremely reduced. Thereby, the photosensitive resin composition of the present invention functions as a negative resist material that can be developed with an alkaline developer.

架橋成分としては、(1) 活性光線の照射によってラジカルを発生する光重合開始剤(例えば、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾイン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体など)と、該ラジカルによって重合する不飽和炭化水素基を有する化合物〔例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなど〕と、必要に応じて、光反応の効率を高めるための増感剤との組み合わせ、及び(2) 活性光線の照射によって酸を発生する化合物(以下、「光酸発生剤」と呼ぶ)と、光によって発生した酸を触媒としてアルカリ可溶性樹脂を架橋する化合物(感酸物質:以下、「酸架橋剤」と呼ぶ)との組み合わせを挙げることができる。これらの中でも、アルカリ可溶性樹脂との相溶性に優れ、かつアルカリ可溶性樹脂と組み合わせることにより感度が良好な架橋型化学増幅レジストを提供することができる点から、光酸発生剤と酸架橋剤との組み合わせからなる架橋成分が好ましい。   As a crosslinking component, (1) a photopolymerization initiator (for example, a benzophenone derivative, a benzoin derivative, a benzoin ether derivative, etc.) that generates radicals upon irradiation with actinic rays, and a compound having an unsaturated hydrocarbon group that is polymerized by the radicals A combination of [for example, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, etc.] and, if necessary, a sensitizer for increasing the efficiency of the photoreaction, and (2) a compound that generates an acid upon irradiation with actinic rays And a compound that crosslinks an alkali-soluble resin using an acid generated by light as a catalyst (acid-sensitive substance: hereinafter referred to as an “acid crosslinking agent”). . Among these, it is possible to provide a cross-linked chemically amplified resist that is excellent in compatibility with an alkali-soluble resin and has good sensitivity when combined with an alkali-soluble resin. A cross-linking component consisting of a combination is preferred.

<光酸発生剤>
活性光線によって酸を発生する化合物としては、活性化放射線によって露光されると、ブレンステッド酸またはルイス酸を発生する物質であれば特に制限はなく、オニウム塩、ハロゲン化有機化合物、キノンジアジド化合物、スルホン化合物、有機酸エステル化合物、有機酸アミド化合物、有機酸イミド化合物など公知のものを用いることができる。これらの中でも、芳香族スルホン酸エステル類、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ハロゲン化アルキル残基を有する芳香族化合物などが好ましい。これらの光酸発生剤は、パターンを露光する光源の波長に応じて、分光感度の面から選択することが好ましい。
<Photo acid generator>
The compound that generates an acid by actinic rays is not particularly limited as long as it is a substance that generates a Bronsted acid or a Lewis acid when exposed to activating radiation, and includes an onium salt, a halogenated organic compound, a quinonediazide compound, a sulfone. Known compounds such as compounds, organic acid ester compounds, organic acid amide compounds, and organic acid imide compounds can be used. Among these, aromatic sulfonic acid esters, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, aromatic compounds having a halogenated alkyl residue, and the like are preferable. These photoacid generators are preferably selected from the viewpoint of spectral sensitivity in accordance with the wavelength of the light source that exposes the pattern.

オニウム塩としては、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ジフェニルヨードニウムトリフレートなどのヨードニウム塩、トリフェニルスルホニウムトリフレートなどのスルホニウム塩、ホスホニウム塩、アルソニウム塩、オキソニウム塩などが挙げられる。   Examples of onium salts include diazonium salts, ammonium salts, iodonium salts such as diphenyliodonium triflate, sulfonium salts such as triphenylsulfonium triflate, phosphonium salts, arsonium salts, and oxonium salts.

ハロゲン化有機化合物としては、ハロゲン含有オキサジアゾール系化合物、ハロゲン含有トリアジン系化合物、ハロゲン含有アセトフェノン系化合物、ハロゲン含有ベンゾフェノン系化合物、ハロゲン含有スルホキサイド系化合物、ハロゲン含有スルホン系化合物、ハロゲン含有チアゾール系化合物、ハロゲン含有オキサゾール系化合物、ハロゲン含有トリアゾール系化合物、ハロゲン含有2−ピロン系化合物、その他のハロゲン含有ヘテロ環状化合物、ハロゲン含有脂肪族炭化水素化合物、ハロゲン含有芳香族炭化水素化合物、スルフェニルハライド化合物などが挙げられる。   Halogenated organic compounds include halogen-containing oxadiazole compounds, halogen-containing triazine compounds, halogen-containing acetophenone compounds, halogen-containing benzophenone compounds, halogen-containing sulfoxide compounds, halogen-containing sulfone compounds, halogen-containing thiazole compounds. Halogen-containing oxazole compounds, halogen-containing triazole compounds, halogen-containing 2-pyrone compounds, other halogen-containing heterocyclic compounds, halogen-containing aliphatic hydrocarbon compounds, halogen-containing aromatic hydrocarbon compounds, sulfenyl halide compounds, etc. Is mentioned.

ハロゲン化有機化合物の具体例としては、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジブロモ−3−クロロプロピル)ホスフェート、テトラブロモクロロブタン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリアジン、2−[2−(4−メトキシフェニル)エテニル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリアジン、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサブロモシクロドデセン、ヘキサブロモビフェニル、アリルトリブロモフェニルエーテル、テトラクロロビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、テトラクロロビスフェノールAのビス(クロロエチル)エーテル、テトラブロモビスフェノールAのビス(ブロモエチル)エーテル、ビスフェノールAのビス(2,3−ジクロロプロピル)エーテル、ビスフェノールAのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル、テトラクロロビスフェノールAのビス(2,3−ジクロロプロピル)エーテル、テトラブロモビスフェノールAのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル、テトラクロロビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールS、テトラクロロビスフェノールSのビス(クロロエチル)エーテル、テトラブロモビスフェノールSのビス(ブロモエチル)エーテル、ビスフェノールSのビス(2,3−ジクロロプロピル)エーテル、ビスフェノールSのビス(2,3−ジブロモプロピル)エーテル、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)−3,5−ジブロモフェニル)プロパンなどのハロゲン系難燃剤;などが例示される。   Specific examples of the halogenated organic compound include tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, tris (2,3-dibromo-3-chloropropyl) phosphate, tetrabromochlorobutane, 2- [2- (3,4). -Dimethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2- [2- (4-methoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, hexa Chlorobenzene, hexabromobenzene, hexabromocyclododecane, hexabromocyclododecene, hexabromobiphenyl, allyltribromophenyl ether, tetrachlorobisphenol A, tetrabromobisphenol A, bis (chloroethyl) ether of tetrachlorobisphenol A, tetrabromo Bisf Bis (bromoethyl) ether of diol A, bis (2,3-dichloropropyl) ether of bisphenol A, bis (2,3-dibromopropyl) ether of bisphenol A, bis (2,3-dichloropropyl) of tetrachlorobisphenol A ) Ether, bis (2,3-dibromopropyl) ether of tetrabromobisphenol A, tetrachlorobisphenol S, tetrabromobisphenol S, bis (chloroethyl) ether of tetrachlorobisphenol S, bis (bromoethyl) ether of tetrabromobisphenol S Bis (2,3-dichloropropyl) ether of bisphenol S, bis (2,3-dibromopropyl) ether of bisphenol S, tris (2,3-dibromopropyl) isocyanurate, 2,2- And halogen-based flame retardants such as bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) propane and 2,2-bis (4- (2-hydroxyethoxy) -3,5-dibromophenyl) propane; .

キノンジアジド化合物の具体例としては、1,2−ベンゾキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,1−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、2,1−ベンゾキノンジアジド−5−スルホン酸エステルのようなキノンジアジド誘導体のスルホン酸エステル;1,2−ベンゾキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸クロライド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸クロライド、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸クロライド、1,2−ナフトキノン−1−ジアジド−6−スルホン酸クロライド、1,2−ベンゾキノン−1−ジアジド−5−スルホン酸クロライド等のキノンジアジド誘導体のスルホン酸クロライド;などが挙げられる。   Specific examples of the quinonediazide compound include 1,2-benzoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,1 Sulfonic acid esters of quinonediazide derivatives such as naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid ester, 2,1-benzoquinonediazide-5-sulfonic acid ester; 1,2-benzoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid chloride, 1, 2-naphthoquinone-2-diazide-4-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonic acid chloride, 1,2-naphthoquinone-1-diazide-6-sulfonic acid chloride, 1,2- Benzoquinone-1-diazide-5-sulfonic acid chloride, etc. Sulfonic acid chloride quinonediazide derivative; and the like.

スルホン化合物の具体例としては、未置換、対称的もしくは非対称的に置換されたアルキル基、アルケニル基、アラルキル基、芳香族基、またはヘテロ環状基を有するスルホン化合物、ジスルホン化合物などが挙げられる。   Specific examples of the sulfone compounds include sulfone compounds and disulfone compounds having unsubstituted, symmetrically or asymmetrically substituted alkyl groups, alkenyl groups, aralkyl groups, aromatic groups, or heterocyclic groups.

有機酸エステルとしては、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル、リン酸エステルなどが挙げられ、有機酸アミドとしては、カルボン酸アミド、スルホン酸アミド、リン酸アミドなどが挙げられ、有機酸イミドとしては、カルボン酸イミド、スルホン酸イミド、リン酸イミドなどが挙げられる。   Examples of the organic acid ester include carboxylic acid ester, sulfonic acid ester, and phosphoric acid ester. Examples of the organic acid amide include carboxylic acid amide, sulfonic acid amide, and phosphoric acid amide. Examples thereof include carboxylic acid imide, sulfonic acid imide, and phosphoric acid imide.

このほか、シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジシクロヘキシル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、2−オキソシクロヘキシル(2−ノルボルニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、2−シクロヘキシルスルホニルシクロヘキサノン、ジメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、N−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホナート、フェニルパラトルエンスルホナート等が挙げられる。   In addition, cyclohexylmethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, dicyclohexyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-oxocyclohexyl (2-norbornyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-cyclohexylsulfonylcyclohexanone Dimethyl (2-oxocyclohexyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, N-hydroxysuccinimide trifluoromethanesulfonate, phenylparatoluenesulfonate, and the like.

光酸発生剤は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常0.1〜10重量部、好ましくは0.3〜8重量部、より好ましくは0.5〜5重量部の割合で使用される。光酸発生剤の割合が過小または過大であると、レジストパターンの形状が劣化するおそれがある。   The photoacid generator is usually used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 8 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. The If the ratio of the photoacid generator is too small or too large, the shape of the resist pattern may be deteriorated.

<酸架橋剤>
酸架橋剤は、活性光線の照射(露光)によって生じた酸の存在下で、アルカリ可溶性樹脂を架橋しうる化合物(感酸物質)である。このような酸架橋剤としては、例えば、アルコキシメチル化尿素樹脂、アルコキシメチル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化ウロン樹脂、アルコキシメチル化グリコールウリル樹脂、アルコキシメチル化アミノ樹脂などの周知の酸架橋性化合物を挙げることができる。
<Acid crosslinking agent>
An acid crosslinking agent is a compound (acid-sensitive substance) that can crosslink an alkali-soluble resin in the presence of an acid generated by irradiation (exposure) with actinic rays. Examples of such acid cross-linking agents include known acid cross-linking compounds such as alkoxymethylated urea resins, alkoxymethylated melamine resins, alkoxymethylated uron resins, alkoxymethylated glycoluril resins, and alkoxymethylated amino resins. Can be mentioned.

この他、酸架橋剤として、アルキルエーテル化メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アルキルエーテル化ユリア樹脂、ウレタン−ホルムアルデヒド樹脂、レゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルエーテル化レゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。   In addition, as an acid crosslinking agent, alkyl etherified melamine resin, benzoguanamine resin, alkyl etherified benzoguanamine resin, urea resin, alkyl etherified urea resin, urethane-formaldehyde resin, resol type phenol formaldehyde resin, alkyl etherified resole type phenol formaldehyde Examples thereof include resins and epoxy resins.

これらの中でも、アルコキシメチル化アミノ樹脂が好ましく、その具体例としては、メトキシメチル化アミノ樹脂、エトキシメチル化アミノ樹脂、n−プロポキシメチル化アミノ樹脂、n−ブトキシメチル化アミノ樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、解像度が良好である点で、ヘキサメトキシメチルメラミンなどのメトキシメチル化アミノ樹脂が特に好ましい。アルコキシメチル化アミノ樹脂の市販品としては、例えば、PL−1170、PL−1174、UFR65、CYMEL300、CYMEL303(以上、三井サイテック社製)、BX−4000、ニカラックMW−30、MX290(以上、三和ケミカル社製)を挙げることができる。   Among these, alkoxymethylated amino resins are preferable, and specific examples thereof include methoxymethylated amino resins, ethoxymethylated amino resins, n-propoxymethylated amino resins, and n-butoxymethylated amino resins. it can. Among these, methoxymethylated amino resins such as hexamethoxymethylmelamine are particularly preferable in terms of good resolution. Commercially available products of alkoxymethylated amino resins include, for example, PL-1170, PL-1174, UFR65, CYMEL300, CYMEL303 (manufactured by Mitsui Cytec), BX-4000, Nicalac MW-30, MX290 (and above, Sanwa) (Manufactured by Chemical Co., Ltd.).

これらの酸架橋剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。酸架橋剤は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常0.5〜60重量部、好ましくは1〜50重量部、より好ましくは2〜40重量部の割合で使用される。酸架橋剤の使用割合が小さすぎると、架橋反応を十分進行させることが困難となり、アルカリ現像液を用いた現像後のレジストパターンの残膜率が低下したり、レジストパターンの膨潤や蛇行などの変形が生じ易くなる。酸架橋剤の使用割合が大きすぎると、解像度が低下するおそれがある。   These acid crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more. The acid crosslinking agent is generally used in a proportion of 0.5 to 60 parts by weight, preferably 1 to 50 parts by weight, and more preferably 2 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. If the use ratio of the acid crosslinking agent is too small, it is difficult to sufficiently advance the crosslinking reaction, the residual film ratio of the resist pattern after development using an alkali developer is reduced, and the resist pattern is swollen or meandered. Deformation is likely to occur. If the proportion of the acid crosslinking agent used is too large, the resolution may be reduced.

<光酸発生剤と架橋剤との割合>
レジストパターンの耐熱性向上の観点から、架橋成分(b)としては、光酸発生剤(b1)と酸架橋剤(b2)との組み合わせが好ましい。光酸発生剤(b1)と酸架橋剤(b2)との重量比(b1:b2)は、通常1:1〜1:30、好ましくは1:2〜1:25、より好ましくは1:3〜1:20である。両者の比率が上記範囲にあることによって、高度の耐熱性を達成することができる。
<Ratio of photoacid generator and crosslinking agent>
From the viewpoint of improving the heat resistance of the resist pattern, the crosslinking component (b) is preferably a combination of a photoacid generator (b1) and an acid crosslinking agent (b2). The weight ratio (b1: b2) of the photoacid generator (b1) to the acid crosslinking agent (b2) is usually 1: 1 to 1:30, preferably 1: 2 to 1:25, more preferably 1: 3. ~ 1: 20. When the ratio between the two is within the above range, a high degree of heat resistance can be achieved.

さらに、光酸発生剤(b1)と酸架橋剤(b2)との重量比(b1:b2)を好ましくは1:4〜1:30、より好ましくは1:5〜1:25、特に好ましくは1:6〜1:20として、光酸発生剤(b1)に対する酸架橋剤(b2)の比率の下限を高めると、レジストパターンの耐熱性がより一層顕著に向上する。多くの場合、両者の重量比(b1:b2)が1:7〜1:15の範囲で十分に高度の耐熱性を達成することができる。この場合、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対する光酸発生剤(b1)の使用割合を好ましくは1〜10重量部、より好ましくは2〜8重量部とし、かつアルカリ可溶性樹脂100重量部に対する酸架橋剤(b2)の使用量を好ましくは4〜60重量部、より好ましくは8〜50重量部として、それぞれの使用割合の下限を高めることが望ましい。   Furthermore, the weight ratio (b1: b2) of the photoacid generator (b1) to the acid crosslinking agent (b2) is preferably 1: 4 to 1:30, more preferably 1: 5 to 1:25, particularly preferably. When the lower limit of the ratio of the acid crosslinking agent (b2) to the photoacid generator (b1) is increased from 1: 6 to 1:20, the heat resistance of the resist pattern is further significantly improved. In many cases, a sufficiently high heat resistance can be achieved when the weight ratio (b1: b2) of both is in the range of 1: 7 to 1:15. In this case, the use ratio of the photoacid generator (b1) to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 2 to 8 parts by weight, and the acid crosslinking agent to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. The use amount of (b2) is preferably 4 to 60 parts by weight, more preferably 8 to 50 parts by weight, and it is desirable to increase the lower limit of each use ratio.

3. 活性光線を吸収する化合物:
レジスト組成物中に活性光線を吸収する化合物を含有させると、露光時に、レジスト膜の深さ方向に行く光を吸収するため、断面が逆テーパー状のレジストパターンを形成することができる。基板や基板上に形成されたITO膜などにより露光した光が反射することによっても、レジストパターンの形状が影響を受ける。したがって、露光光の反射防止のためにも、活性光線を吸収する化合物が必要となる。特に架橋成分として光酸発生剤と酸架橋剤との組み合わせを用いた感光性樹脂組成物は、架橋型の化学増幅レジストであって、光の照射により生成した酸がレジスト膜内で拡散し、光が当たらない領域にまで架橋反応を起こすため、活性光線を吸収する化合物を存在させることにより、レジストパターンの形状を制御することが重要となる。
3. Compounds that absorb actinic rays:
When a compound that absorbs actinic rays is contained in the resist composition, light that goes in the depth direction of the resist film is absorbed during exposure, so that a resist pattern having a reverse taper in cross section can be formed. The shape of the resist pattern is also affected by the reflected light reflected by the substrate and the ITO film formed on the substrate. Therefore, a compound that absorbs actinic rays is required for preventing reflection of exposure light. In particular, a photosensitive resin composition using a combination of a photoacid generator and an acid crosslinking agent as a crosslinking component is a crosslinked chemical amplification resist, and an acid generated by light irradiation diffuses in the resist film, In order to cause a crosslinking reaction even in a region not exposed to light, it is important to control the shape of the resist pattern by the presence of a compound that absorbs actinic rays.

活性光線を吸収する化合物としては、露光光源の波長に応じて、その波長領域に吸収領域を有する化合物を選択すればよい。ただし、アルカリ現像液に対する溶解度が低い化合物は、現像後に基板上に残留し易いので、フェノール性水酸基やカルボキシ基、スルホニル基等の酸性残基を付与し、アルカリ現像液に対する溶解度を高めた化合物が好ましい。また、こうした残渣発生の問題を解決する目的で、より吸光度の高い化合物を選択して、少ない添加量で充分な吸光度が得られるようにすることが好ましい。形成されたレジストパターンが、露光後ベーク(PEB)やスパッタリング工程で高温にさらされる場合には、該化合物が昇華して装置を汚染することがあるので、昇華性の低い化合物を用いることが好ましい。   As the compound that absorbs actinic rays, a compound having an absorption region in the wavelength region may be selected according to the wavelength of the exposure light source. However, a compound having low solubility in an alkali developer tends to remain on the substrate after development. Therefore, a compound having an acidic residue such as a phenolic hydroxyl group, a carboxy group, or a sulfonyl group and having increased solubility in an alkali developer. preferable. For the purpose of solving the problem of residue generation, it is preferable to select a compound having higher absorbance so that sufficient absorbance can be obtained with a small addition amount. When the formed resist pattern is exposed to a high temperature in a post-exposure bake (PEB) or sputtering process, the compound may sublimate and contaminate the apparatus. Therefore, it is preferable to use a compound with low sublimability. .

本発明で使用する活性光線を吸収する化合物としては、いわゆるアゾ染料を挙げることができる。アゾ染料としては、例えば、アゾベンゼン誘導体、アゾナフタレン誘導体、アリールピロリドンのアゾベンゼンもしくはアゾナフタレン置換体、さらに、ピラゾロン、ベンズピラゾロン、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール等の複素環のアリールアゾ化合物等が挙げられる。   Examples of the compound that absorbs actinic rays used in the present invention include so-called azo dyes. Examples of the azo dye include azobenzene derivatives, azonaphthalene derivatives, azobenzene or azonaphthalene substituted arylpyrrolidone, and heterocyclic arylazo compounds such as pyrazolone, benzpyrazolone, pyrazole, imidazole, and thiazole.

これらのアリールアゾ化合物は、吸収波長を所望の領域に設定するために、共役系の長さや置換基の種類等を適宜選択することができる。例えば、スルホン酸(金属塩)基、スルホン酸エステル基、スルホン基、カルボキシ基、シアノ基、(置換)アリールまたはアルキルカルボニル基、ハロゲン等の電子吸引基で置換することによって、短波長に吸収領域を設定したアリールアゾ化合物とすることができる。また、(置換)アルキル、(置換)アリールまたはポリオキシアルキレンなどで置換されたアミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、若しくはアリールオキシ基等の電子供与基によって置換することにより、吸収波長を長波長領域に設定したアリールアゾ化合物とすることもできる。置換基には、アミノ基のようにアルカリ現像液に対する溶解性を低下する基と、カルボキシ基やヒドロキシ基のようにアルカリ現像液に対する溶解性を高める基とがあるので、本発明のレジスト組成物の感度が実用的水準になるように、アリールアゾ化合物の置換基の種類を適宜選定することが望ましい。   In these arylazo compounds, the length of the conjugated system, the type of substituent, and the like can be appropriately selected in order to set the absorption wavelength in a desired region. For example, by substituting with an electron-withdrawing group such as a sulfonic acid (metal salt) group, a sulfonic acid ester group, a sulfone group, a carboxy group, a cyano group, a (substituted) aryl or an alkylcarbonyl group, and a halogen, an absorption region in a short wavelength Can be used as an arylazo compound. Further, by substituting with an electron donating group such as amino group, hydroxy group, alkoxy group or aryloxy group substituted with (substituted) alkyl, (substituted) aryl or polyoxyalkylene, the absorption wavelength is in the long wavelength region. It can also be set as the arylazo compound set to (1). Since the substituent includes a group that decreases the solubility in an alkali developer such as an amino group and a group that increases the solubility in an alkali developer such as a carboxy group or a hydroxy group, the resist composition of the present invention. It is desirable to appropriately select the type of substituent of the arylazo compound so that the sensitivity of the above becomes a practical level.

アゾ染料の場合には、化合物の構造や置換基の種類を選択することによって、200〜500nmの広い波長領域で活性光線を吸収する種々の化合物を用いることができる。こうした共役系の長さや置換基の選定は、アゾ染料以外の化合物についても当てはまる。主として300〜400nmの波長領域の光源に対応する化合物としては、(置換)ベンズアルデヒドと活性メチレン基を有する化合物とを縮合して得られるスチレン誘導体が挙げられる。ベンズアルデヒドの置換基としては、ヒドロキシ、アルコキシ若しくはハロゲンで置換されたアルキルアミノ基、ポリオキシアルキレンアミノ基、ヒドロキシ基、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルキルまたはアリールカルボニル基等が挙げられる。活性メチレン基を有する化合物としては、例えば、アセトニトリル、α−シアノ酢酸エステル、α−シアノケトン類、マロン酸エステル、アセト酢酸エステル等の1,3−ジケトン類等が挙げられる。   In the case of an azo dye, various compounds that absorb actinic rays in a wide wavelength region of 200 to 500 nm can be used by selecting the structure of the compound and the type of substituent. The selection of the length of the conjugated system and the substituent is applicable to compounds other than the azo dye. As a compound mainly corresponding to a light source in a wavelength region of 300 to 400 nm, a styrene derivative obtained by condensing (substituted) benzaldehyde and a compound having an active methylene group can be mentioned. Examples of the substituent of benzaldehyde include an alkylamino group substituted with hydroxy, alkoxy or halogen, a polyoxyalkyleneamino group, a hydroxy group, a halogen, an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl or an arylcarbonyl group. Examples of the compound having an active methylene group include 1,3-diketones such as acetonitrile, α-cyanoacetate, α-cyanoketones, malonate, acetoacetate, and the like.

また、活性光線を吸収する化合物として、アリールピラゾロンとアリールアルデヒドとを縮合して得られるメチン染料類、アリールベンゾトリアゾール類、アミンとアルデヒドとの縮合物として得られるアゾメチン染料、クルクミン、キサントンなどの天然化合物等を用いることもできる。アリールヒドロキシ基を有する染料のキノンジアジドスルホン酸エステル化物やビスアジド化合物など、露光光を吸収すると同時にアルカリ現像液に対する溶解性を変化させたり、架橋反応する化合物を用いて現像特性を調整してもよい。   As compounds that absorb actinic rays, natural dyes such as methine dyes obtained by condensing arylpyrazolones and arylaldehydes, arylbenzotriazoles, azomethine dyes obtained as condensates of amines and aldehydes, curcumin, xanthone, etc. A compound or the like can also be used. The development characteristics may be adjusted by using a compound that absorbs exposure light and simultaneously changes the solubility in an alkali developer or crosslinks, such as a quinonediazide sulfonate esterified dye of an arylhydroxy group or a bisazide compound.

さらに、活性光線を吸収する化合物として、例えば、シアノビニルスチレン系化合物、1−シアノ−2−(4−ジアルキルアミノフェニル)エチレン類、p−(ハロゲン置換フェニルアゾ)−ジアルキルアミノベンゼン類、1−アルコキシ−4−(4′−N,N−ジアルキルアミノフェニルアゾ)ベンゼン類、ジアルキルアミノ化合物、1,2−ジシアノエチレン、9−シアノアントラセン、9−アントリルメチレンマロノニトリル、N−エチル−3−カルバゾリルメチレンマロノニトリル、2−(3,3−ジシアノ−2−プロペニリデン)−3−メチル−1,3−チアゾリンなどを用いることができる。   Further, examples of the compound that absorbs actinic rays include cyanovinylstyrene compounds, 1-cyano-2- (4-dialkylaminophenyl) ethylenes, p- (halogen-substituted phenylazo) -dialkylaminobenzenes, 1-alkoxy. -4- (4'-N, N-dialkylaminophenylazo) benzenes, dialkylamino compounds, 1,2-dicyanoethylene, 9-cyanoanthracene, 9-anthrylmethylenemalononitrile, N-ethyl-3-carba Zolylmethylenemalononitrile, 2- (3,3-dicyano-2-propenylidene) -3-methyl-1,3-thiazoline and the like can be used.

市販の染料の中で活性光線を吸収する化合物として有用なものとしては、例えば、オイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルイエロー#117、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS、オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(以上オリエント化学工業株式会社製)、クリスタルバイオレット(C.I.42555)、メチルバイオレット(C.I.42535)、ローダミンB(C.I.45170B)、マラカイトグリーン(C.I.42000)、メチレンブルー(C.I.52015)等を挙げることができる。   Among the commercially available dyes, useful compounds that absorb actinic rays include, for example, oil yellow # 101, oil yellow # 103, oil yellow # 117, oil pink # 312, oil green BG, oil blue BOS, and oil. Blue # 603, Oil Black BY, Oil Black BS, Oil Black T-505 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), Crystal Violet (C.I. 42555), Methyl Violet (C.I. 42535), Rhodamine B ( CI 45170B), malachite green (CI 42000), methylene blue (CI 52015), and the like.

前記1−シアノ−2−(4−ジアルキルアミノフェニル)エチレン類として、具体的には、1−カルボキシ−1−シアノ−2−(4−ジ−n−ヘキシルアミノフェニル)エチレン、1−カルボキシ−1−シアノ−2−(4−ジ−n−ブチルアミノフェニル)エチレン、1−カルボキシ−1−シアノ−2−(4−ジ−n−ヘプチルアミノフェニル)エチレンなどの1位にカルボキシル基を有する1−シアノ−2−(4−ジアルキルアミノフェニル)エチレン類が挙げられる。   Specific examples of the 1-cyano-2- (4-dialkylaminophenyl) ethylenes include 1-carboxy-1-cyano-2- (4-di-n-hexylaminophenyl) ethylene, 1-carboxy- 1-cyano-2- (4-di-n-butylaminophenyl) ethylene, 1-carboxy-1-cyano-2- (4-di-n-heptylaminophenyl) ethylene has a carboxyl group at the 1-position Examples include 1-cyano-2- (4-dialkylaminophenyl) ethylenes.

これらの1−シアノ−2−(4−ジアルキルアミノフェニル)エチレン類、オイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルイエロー#107などは、逆テーパー状のレジストパターンプロファイルの形成性に優れている。   These 1-cyano-2- (4-dialkylaminophenyl) ethylenes, oil yellow # 101, oil yellow # 103, oil yellow # 107 and the like are excellent in the formation of a reverse tapered resist pattern profile.

本発明では、活性光線を吸収する化合物として、両末端にアジド基を有するビスアジド化合物を使用することが好ましい。ビスアジド化合物を使用することにより、側壁に突起状の形状異常の発生がなく、耐熱性の良好なレジストパターンを容易に形成することができる。ビスアジド化合物としては、波長200〜500nmの領域で活性光線を吸収するものが好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a bisazide compound having an azide group at both ends as a compound that absorbs actinic rays. By using a bisazide compound, a resist pattern having good heat resistance can be easily formed without causing a protrusion-like shape abnormality on the side wall. As the bisazide compound, those that absorb actinic rays in a wavelength range of 200 to 500 nm are preferable.

ビスアジド化合物としては、例えば、4,4′−ジアジドカルコン、2,6−ビス(4′−アジドベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4′−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、2,6−ビス(4′−アジドベンザル)−4−エチルシクロヘキサノン、4,4′−ジアジドスチルベン−2,2′−ジスルホン酸ナトリウム、4,4′−ジアジドジフェニルスルフィド、4,4′−ジアジドベンゾフェノン、4,4′−ジアジドジフェニル、2,7−ジアジドフルオレン、4,4′−ジアジドフェニルメタンが挙げられる。   Examples of the bisazide compound include 4,4′-diazidochalcone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) cyclohexanone, 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, 2,6- Bis (4′-azidobenzal) -4-ethylcyclohexanone, sodium 4,4′-diazidostilbene-2,2′-disulfonate, 4,4′-diazidodiphenyl sulfide, 4,4′-diazidobenzophenone, 4,4'-diazidodiphenyl, 2,7-diazidofluorene, 4,4'-diazidophenylmethane.

市販のビスアジド化合物としては、東洋合成工業社製の商品名BAC−H、BAC−M、BAC−E、DAC、DAz、ST(Na)、DazST(51)、DazBA(Na)などが挙げられる。ビスアジド化合物は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of commercially available bisazide compounds include trade names BAC-H, BAC-M, BAC-E, DAC, DAz, ST (Na), DazST (51), and DazBA (Na) manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd. The bisazide compounds can be used alone or in combination of two or more.

活性光線を吸収する化合物は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常0.1〜10重量部、好ましくは0.3〜8重量部、より好ましくは0.5〜5重量部の割合で用いられる。該化合物の使用量が少なすぎると、パターン側壁形状の改善効果が小さくなり、多すぎると、逆テーパー状断面のパターンを形成することが困難になる。一般に、レジスト膜厚が厚い場合には、光が透過し難いので、活性光線を吸収する化合物の使用量が比較的少なくてもよく、薄い場合には、比較的多く用いることが好ましい。   The compound that absorbs actinic rays is usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.3 to 8 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. Used. If the amount of the compound used is too small, the effect of improving the shape of the pattern sidewall becomes small, and if it is too large, it becomes difficult to form a pattern having a reverse tapered cross section. In general, when the resist film thickness is thick, it is difficult for light to pass through. Therefore, the amount of the compound that absorbs actinic rays may be relatively small, and when it is thin, it is preferable to use a relatively large amount.

4.ポリビニルアルキルエーテル:
本発明で使用するポリビニルアルキルエーテルは、ビニルエーテルCH=CHOR(Rは、アルキル基)の重合体であり、一般に、ポリビニルエーテルと呼ばれている高分子材料である。Rは、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基で、より好ましくはメチル基である。
4). Polyvinyl alkyl ether:
The polyvinyl alkyl ether used in the present invention is a polymer of vinyl ether CH 2 ═CHOR (R is an alkyl group), and is a polymer material generally called polyvinyl ether. R is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group.

ポリビニルアルキルエーテルは、カチオン重合開始剤を用いてビニルエーテルを重合することにより合成することができる。ポリビニルアルキルエーテルの中でも、ポリビニルメチルエーテル(R=CH)は、入手が容易で、密着性の改善効果も良好であるため、特に好ましい。 The polyvinyl alkyl ether can be synthesized by polymerizing vinyl ether using a cationic polymerization initiator. Among the polyvinyl alkyl ethers, polyvinyl methyl ether (R = CH 3 ) is particularly preferable because it is easily available and has a good effect of improving adhesion.

ポリビニルアルキルエーテルは、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜8重量部、より好ましくは0.1〜5重量部の割合で用いられる。ポリビニルアルキルエーテルの配合割合が小さすぎると、基板に対するレジストパターンの密着性改善効果が小さくなる。ポリビニルアルキルエーテルの配合割合が大きすぎると、可塑化効果により、レジスト塗膜の表面硬度が低下し、レジストパターンが破損し易くなる。   The polyvinyl alkyl ether is usually used in a proportion of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 8 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. If the blending ratio of the polyvinyl alkyl ether is too small, the effect of improving the adhesion of the resist pattern to the substrate is reduced. When the blending ratio of the polyvinyl alkyl ether is too large, the surface hardness of the resist coating film is lowered due to the plasticizing effect, and the resist pattern is easily damaged.

5.その他の添加剤:
感光性樹脂組成物を構成する各成分の分散性向上などの目的で、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリエチレングリコールジラウレート、エチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジアルキルエステル類;エフトップ EF301、EF303、EF352(新秋田化成社製)、メガファックス F171、F172、F173、F177(大日本インキ社製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム社製)、アサヒガード AG710、サーフロン S−382、SC−101、SC−102、SC−103、SC−104、SC−105、SC−106(旭硝子社製)等のフッ素界面活性剤;オルガノシロキサンポリマー KP341(信越化学工業社製);アクリル酸系またはメタクリル酸系(共)重合体ポリフローNo.75、No.95(共栄社油脂化学工業社製)が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量は、感光性樹脂組成物の固形分100重量部当り、通常2重量部以下、好ましくは1重量部以下である。
5). Other additives:
A surfactant can be added for the purpose of improving the dispersibility of each component constituting the photosensitive resin composition. Examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenol ether, and other polyoxyethylene alkyl ethers. Oxyethylene aryl ethers; polyethylene glycol dialkyl esters such as polyethylene glycol dilaurate and ethylene glycol distearate; Ink), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, S Fluorine surfactants such as C-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (Asahi Glass Co., Ltd.); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); acrylic acid type Or methacrylic acid (co) polymer polyflow No. 75, no. 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.). The amount of these surfactants to be added is usually 2 parts by weight or less, preferably 1 part by weight or less per 100 parts by weight of the solid content of the photosensitive resin composition.

6.有機溶剤:
本発明の感光性樹脂組成物は、通常、各成分を有機溶剤に溶解し、濾過して得られる溶液として使用に供される。有機溶剤は、各成分を均一に溶解または分散し得るに足る量で用いられる。溶液中の固形分濃度は、通常5〜50重量%、好ましくは10〜40重量%程度である。
6). Organic solvent:
The photosensitive resin composition of the present invention is usually used as a solution obtained by dissolving each component in an organic solvent and filtering. The organic solvent is used in an amount sufficient to uniformly dissolve or disperse each component. The solid content concentration in the solution is usually about 5 to 50% by weight, preferably about 10 to 40% by weight.

本発明で使用する有機溶剤としては、例えば、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、シクロヘキシルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル等のエステル類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのアルコールエーテル類;プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどのプロピレングリコール類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのジエチレングリコール類;γ−ブチロラクトンなどのラクトン類;トリクロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミドなどの極性有機溶剤;これらの2種以上の混合溶剤などが挙げられる。   Examples of the organic solvent used in the present invention include alcohols such as n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, and cyclohexyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, and cyclohexanone. Propyl formate, butyl formate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, ethyl ethoxypropionate, ethyl pyruvate, etc. Esters; Cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve and butyl cellosolve; Ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, buty Cellosolve acetates such as cellosolve acetate; Alcohol ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether; Propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl acetate, propylene glycol Propylene glycols such as monobutyl ether; Diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol diethyl ether; Lactones such as γ-butyrolactone; Halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene Aromatics such as toluene and xylene; polar organic solvents such as dimethylacetamide, dimethylformamide, and N-methylacetamide; mixed solvents of two or more of these.

7.含窒素塩基性化合物:
本発明では、感光性樹脂組成物の保存安定性を改善するために、含窒素塩基性化合物を添加することが好ましい。含窒素塩基性化合物としては、脂肪族第一級アミン、脂肪族第二級アミン、脂肪族第三級アミン、アミノアルコール、芳香族アミン、第四級アンモニウムヒドロキシド、脂環式アミンなどが挙げられる。
7). Nitrogen-containing basic compounds:
In the present invention, it is preferable to add a nitrogen-containing basic compound in order to improve the storage stability of the photosensitive resin composition. Examples of nitrogen-containing basic compounds include aliphatic primary amines, aliphatic secondary amines, aliphatic tertiary amines, amino alcohols, aromatic amines, quaternary ammonium hydroxides, and alicyclic amines. It is done.

含窒素塩基性化合物の具体例としては、ブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン、トリエタノールアミン、2−エチルヘキシルアミン、2−エチルヘキシルオキシプロピルアミン、メトキシプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、ジメチル−N−メチルアニリン、ジエチル−N−メチルアニリン、ジイソプロピル−N−ジメチルアニリン、N−メチルアミノフェノール、N−エチルアミノフェノール、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジメチルアミノフェノール、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン、などが挙げられる。   Specific examples of the nitrogen-containing basic compound include butylamine, hexylamine, ethanolamine, triethanolamine, 2-ethylhexylamine, 2-ethylhexyloxypropylamine, methoxypropylamine, diethylaminopropylamine, N-methylaniline, N- Ethylaniline, N-propylaniline, dimethyl-N-methylaniline, diethyl-N-methylaniline, diisopropyl-N-dimethylaniline, N-methylaminophenol, N-ethylaminophenol, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dimethylaminophenol, tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,5 Diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, and the like.

含窒素塩基性化合物は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、通常0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜8重量部、より好ましくは0.5〜5重量部の割合で用いられる。含窒素塩基性化合物の使用割合が小さすぎると、保存安定性の改善効果が小さくなり、大きすぎると、保存安定性の改善効果が飽和すると共に、レジスト特性に悪影響を及ぼす惧れが生じる。   The nitrogen-containing basic compound is usually used in a proportion of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 8 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. It is done. When the use ratio of the nitrogen-containing basic compound is too small, the effect of improving the storage stability is reduced, and when it is too large, the effect of improving the storage stability is saturated and the resist characteristics may be adversely affected.

8.感光性樹脂組成物の使用方法:
本発明の感光性樹脂組成物は、スピンコーティングなどの塗布法により、基板上に均一に塗布し、溶剤を乾燥除去すると、基板上にレジスト膜を形成する。このレジスト膜は、一般に、80〜110℃程度の加熱温度で、10〜200秒間程度の時間、加熱処理(プリベーク)される。このようにして、厚みが通常0.5〜5μm程度のレジスト膜を得る。
8). Method for using photosensitive resin composition:
The photosensitive resin composition of the present invention is uniformly coated on a substrate by a coating method such as spin coating, and when the solvent is removed by drying, a resist film is formed on the substrate. This resist film is generally heat-treated (prebaked) at a heating temperature of about 80 to 110 ° C. for a time of about 10 to 200 seconds. In this way, a resist film having a thickness of usually about 0.5 to 5 μm is obtained.

レジストパターンを形成するには、先ず、所望の光源を用いて、レジスト膜上にパターン状に露光する。本発明の感光性樹脂組成物が、架橋成分として光酸発生剤と酸架橋剤とを含有する架橋型化学増幅レジスト材料である場合には、架橋反応を促進する目的で、通常、露光後に100〜130℃程度の温度で、10〜200秒間程度の時間、加熱処理(PEB)を行う。   In order to form a resist pattern, first, the resist film is exposed in a pattern using a desired light source. When the photosensitive resin composition of the present invention is a cross-linked chemically amplified resist material containing a photoacid generator and an acid cross-linking agent as cross-linking components, it is usually 100 after exposure for the purpose of accelerating the cross-linking reaction. Heat treatment (PEB) is performed at a temperature of about ~ 130 ° C for a time of about 10 to 200 seconds.

露光に用いる活性光線としては、例えば、紫外線、遠紫外線、KrFエキシマレーザー光、X線、電子線などが挙げられる。露光する光源の具体例としては、例えば、436nm、405nm、365nm、254nm等の水銀の輝線スペクトルや、248nmのKrFエキシマーレーザー光源を挙げることができる。   Examples of actinic rays used for exposure include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, KrF excimer laser light, X-rays, and electron beams. Specific examples of the light source to be exposed include an emission line spectrum of mercury such as 436 nm, 405 nm, 365 nm, and 254 nm, and a 248 nm KrF excimer laser light source.

基板としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板、ガラス基板、ITO膜形成基板(ITO基板)、クロム膜形成基板、樹脂基板などが挙げられる。本発明の感光性樹脂組成物は、基板に対する密着性に優れるため、表面粗さが極めて小さな有機EL表示素子用のITO基板に対しても、優れた密着性を示す。   The substrate is not particularly limited, and examples thereof include a silicon substrate, a glass substrate, an ITO film formation substrate (ITO substrate), a chromium film formation substrate, and a resin substrate. Since the photosensitive resin composition of this invention is excellent in the adhesiveness with respect to a board | substrate, it shows the outstanding adhesiveness also with respect to the ITO board | substrate for organic EL display elements with extremely small surface roughness.

本発明の感光性樹脂組成物は、露光部が架橋成分の作用によりアルカリ現像液に対して不溶化もしくは難溶化してネガ型レジストとして機能するので、露光量が一定量以上になると現像後にレジスト膜が基板上に残りはじめる。このときの露光エネルギーをEthと称する。   The photosensitive resin composition of the present invention functions as a negative resist in which the exposed portion becomes insoluble or hardly soluble in an alkaline developer due to the action of the crosslinking component. Begins to remain on the substrate. The exposure energy at this time is referred to as Eth.

本発明の感光性樹脂組成物は、アルカリ現像液によって現像することができる。アルカリ現像液としては、一般に、アルカリ水溶液が用いられる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ;エチルアミン、プロピルアミンなどの第一級アミン類;ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二級アミン類;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第三級アミン類;ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシドなどの第四級アンモニウムヒドロキシド類;などが挙げられる。また、必要に応じて、前記アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑制剤などを添加することができる。   The photosensitive resin composition of the present invention can be developed with an alkaline developer. In general, an alkaline aqueous solution is used as the alkaline developer. Examples of the alkali include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate and ammonia; primary amines such as ethylamine and propylamine; secondary amines such as diethylamine and dipropylamine; trimethylamine and triethylamine Tertiary amines such as; alcohol amines such as diethylethanolamine and triethanolamine; quaternary such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, triethylhydroxymethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide Ammonium hydroxides; and the like. If necessary, a water-soluble organic solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and ethylene glycol, a surfactant, a resin dissolution inhibitor, and the like can be added to the alkaline aqueous solution.

現像により得られたレジストパターンは、リフトオフ法に用いられる場合は、その上から基板全面に金属蒸着膜などの各種膜を形成する。その後、レジストパターンを、その上に形成された膜と共に除去し、基板上に形成された金属蒸着膜などの膜を残す。有機EL表示素子を作成する場合には、現像により得られたレジストパターンの上から有機EL材料を蒸着し、次いで、アルミニウムなどの金属を蒸着する。この場合、レジストパターンは、除去することなく残しておく。   When the resist pattern obtained by development is used in the lift-off method, various films such as a metal vapor deposition film are formed on the entire surface of the resist pattern. Thereafter, the resist pattern is removed together with the film formed thereon to leave a film such as a metal vapor deposition film formed on the substrate. When producing an organic EL display element, an organic EL material is vapor-deposited on the resist pattern obtained by development, and then a metal such as aluminum is vapor-deposited. In this case, the resist pattern is left without being removed.

このような蒸着工程の前に、基板上に形成されたレジストパターンに、加熱しながら、紫外線を照射すると、レジストパターンの耐熱性をさらに向上させることができる。具体的には、基板全体をホットプレート上に載せて、70〜120℃程度の温度に加熱しながら、紫外線を照射線量5〜1000mW程度で照射する。紫外線の照射時間は、通常20〜40秒程度である。   If the resist pattern formed on the substrate is irradiated with ultraviolet rays while being heated before such a vapor deposition step, the heat resistance of the resist pattern can be further improved. Specifically, the entire substrate is placed on a hot plate and irradiated with ultraviolet rays at an irradiation dose of about 5 to 1000 mW while being heated to a temperature of about 70 to 120 ° C. The irradiation time of ultraviolet rays is usually about 20 to 40 seconds.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。物性の測定法は、以下の通りである。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The physical properties are measured as follows.

(1)密着性:
有機EL表示素子用のITO基板またはLCD用のITO基板上に、感光性樹脂組成物をスピンコートした後、110℃で90秒間ホットプレート上でベークし、膜厚3μmの塗膜とした。20μmのライン&スペース(L&S)パターンのマスクを用いて、パラレルライトアライナー(キャノン社製、PLA501F)
で露光した。露光量はラインとスペース部分が1:1となるエネルギー量とした。露光後、110℃で60秒間ホットプレート上でベーク(PEB)することにより露光部を架橋させた。
(1) Adhesion:
A photosensitive resin composition was spin-coated on an ITO substrate for an organic EL display element or an ITO substrate for an LCD, and then baked on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds to form a coating film having a thickness of 3 μm. Using a 20 μm line & space (L & S) pattern mask, a parallel light aligner (Canon, PLA501F)
And exposed. The exposure amount was an energy amount at which the line and space portions were 1: 1. After exposure, the exposed portion was crosslinked by baking (PEB) on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds.

有機EL表示素子用のITO基板の表面粗さ(単位:nm)は、高さ方向の標準偏差Rmsが1.13、三次元表面粗さRaが0.90、最高値−最低値(高さ方向)で表わされるRmaxが16.14であった。他方、LCD用のITO基板の表面粗さ(単位:nm)は、高さ方向の標準偏差Rmsが5.89、三次元表面粗さRaが4.69、最高値−最低値(高さ方向)で表わされるRmaxが53.27であった。   As for the surface roughness (unit: nm) of the ITO substrate for organic EL display elements, the standard deviation Rms in the height direction is 1.13, the three-dimensional surface roughness Ra is 0.90, the highest value-the lowest value (height) Rmax represented by (direction) was 16.14. On the other hand, as for the surface roughness (unit: nm) of the ITO substrate for LCD, the standard deviation Rms in the height direction is 5.89, the three-dimensional surface roughness Ra is 4.69, the highest value-the lowest value (height direction). ) Represented by R) was 53.27.

PEB後、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で70秒間パドル現像し、L&Sのパターンを得た。光学顕微鏡により、現像後のラインパターンが残存しているか確認し、全て残存している場合をA、残存していない部分がある場合はBと評価した。   After PEB, paddle development was performed for 70 seconds with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution to obtain an L & S pattern. An optical microscope was used to confirm whether the developed line pattern remained, and when all remained, it was evaluated as A, and when there was a remaining part, it was evaluated as B.

(2)保存安定性:
感光性樹脂組成物を5℃及び23℃の温度でそれぞれ3ヶ月保管後、感度(Eth)を測定した。5℃で保管した感光性樹脂組成物の感度を基準として、23℃で保管した感光性樹脂組成物の感度の変化が5%以内のものをA、5〜10%以内のものをB、10%を越えるものや不溶物が発生するものをCと評価した。
(2) Storage stability:
The photosensitive resin composition was stored at 5 ° C. and 23 ° C. for 3 months, and the sensitivity (Eth) was measured. Based on the sensitivity of the photosensitive resin composition stored at 5 ° C., the sensitivity change of the photosensitive resin composition stored at 23 ° C. is within 5%, A is within 5-10%, B is 10 % And those where insolubles were generated were evaluated as C.

(3)感度測定法:
シリコンウェハ上に感光性樹脂組成物をスピンコートした後、110℃で90秒間ホットプレート上でベークし、膜厚1.95μmの膜を形成した。g線ステッパ(NSR1505G6E)を用いて、一定間隔で露光量を変化させて5mm角のパターンを100個露光した。露光後、110℃で60秒間ホットプレート上でベーク(PEB)することにより、露光部を架橋させた。PEB後、2.38重量%TMAH水溶液で70秒間パドル現像し、露光した部分にレジスト膜が残り始めた部分の露光量を感度(Eth)とした。
(3) Sensitivity measurement method:
After a photosensitive resin composition was spin-coated on a silicon wafer, it was baked on a hot plate at 110 ° C. for 90 seconds to form a film having a thickness of 1.95 μm. Using a g-line stepper (NSR1505G6E), 100 pieces of 5 mm square patterns were exposed while changing the exposure amount at regular intervals. After the exposure, the exposed portion was crosslinked by baking (PEB) on a hot plate at 110 ° C. for 60 seconds. After PEB, paddle development was performed for 70 seconds with a 2.38 wt% TMAH aqueous solution, and the exposure amount at which the resist film began to remain in the exposed portion was defined as sensitivity (Eth).

[実施例1]
重量平均分子量(Mw)5000のポリp−ビニルフェノール(丸善石化社製、商品名「マルカリンカーS−2P」)60重量部と、m−クレゾール/p−クレゾールを70/30(重量比)の仕込み比でホルムアルデヒドと脱水縮合して得た重量平均分子量4000のノボラック樹脂40重量部とからなるアルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、トリアジン系光酸発生剤(みどり化学社製、商品名「TAZ110」)2重量部、メラミン系架橋剤(酸架橋剤:三井サイテック社製、商品名「サイメル303」)20重量部、ビスアジド化合物(東洋合成工業社製、商品名「BAC−M」)1重量部、及びポリビニルメチルエーテル(BASFディスパージョン製、商品名「ルナトールM−40」)0.2重量部をポリエチレングリコールモノメチルエーテル(PGMEA)290重量部中に溶解させた。得られた溶液を、孔径0.1μmのポリテトラフルオロエチレン製メンブランフィルターで濾過してレジスト溶液を調製した。
[Example 1]
60 parts by weight of poly p-vinylphenol (trade name “Marcalinker S-2P”, manufactured by Maruzen Kasei Co., Ltd.) having a weight average molecular weight (Mw) of 5000 and m-cresol / p-cresol of 70/30 (weight ratio) With respect to 100 parts by weight of an alkali-soluble resin comprising 40 parts by weight of a novolak resin having a weight average molecular weight of 4000 obtained by dehydration condensation with formaldehyde at a charging ratio, a triazine photoacid generator (trade name “TAZ110, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) is used. 2) parts by weight, 20 parts by weight of a melamine-based crosslinking agent (acid crosslinking agent: trade name “Cymel 303” manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.), 1 weight by weight of a bisazide compound (trade name “BAC-M” manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) Parts and polyvinyl methyl ether (BASF Dispersion, trade name “Lunator M-40”) 0.2 parts by weight in polyethylene glycol Dissolved in monomethyl ether (PGMEA) 290 parts by weight. The obtained solution was filtered through a polytetrafluoroethylene membrane filter having a pore diameter of 0.1 μm to prepare a resist solution.

このレジスト溶液を用いて、前述の手順で有機EL表示素子用ITO基板及びLCD用のITO基板上に、それぞれレジストパターンを形成し、密着性試験を行った。パターンの断面形状は、いずれも逆テーパー状であった。また、このレジスト溶液を用いて、前記の方法により保存安定性の評価を行った。結果を表1に示す。   Using this resist solution, a resist pattern was formed on the ITO substrate for organic EL display element and the ITO substrate for LCD by the above-described procedure, and an adhesion test was performed. The cross-sectional shapes of the patterns were all reversely tapered. Moreover, storage stability was evaluated by the above method using this resist solution. The results are shown in Table 1.

[実施例2〜3]
ポリビニルメチルエーテルの配合割合を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様に操作した。パターンの断面形状は、いずれも逆テーパー状であった。結果を表1に示す。
[Examples 2-3]
The same operation as in Example 1 was carried out except that the blending ratio of polyvinyl methyl ether was changed as shown in Table 1. The cross-sectional shapes of the patterns were all reversely tapered. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
ポリビニルメチルエーテルを配合しなかったこと以外は、実施例1と同様に操作した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was performed except that polyvinyl methyl ether was not blended. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
ポリビニルメチルエーテルに代えて、ヘキサメチルジシラザン(CHSi−NH−Si(CHを添加したこと以外は、実施例1と同様に操作した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
The same operation as in Example 1 was carried out except that hexamethyldisilazane (CH 3 ) 3 Si—NH—Si (CH 3 ) 3 was added instead of polyvinyl methyl ether. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
ポリビニルメチルエーテルに代えて、ビスフェノール型エポキシ樹脂(JER社製、商品名「エピコート1001」)を添加したこと以外は、実施例1と同様に操作した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
The same operation as in Example 1 was performed except that bisphenol type epoxy resin (manufactured by JER, trade name “Epicoat 1001”) was added in place of polyvinyl methyl ether. The results are shown in Table 1.

Figure 2005284208
Figure 2005284208

表1の結果から明らかなように、本発明の感光性樹脂組成物(実施例1〜3)は、いずれも逆テーパー状の断面形状を有し、耐熱性に優れることに加えて、有機EL表示素子用ITO基板及びLCD用ITO基板に対する密着性が共に優れるレジストパターンを形成することができ、しかも保存安定性が良好である。   As is clear from the results in Table 1, the photosensitive resin compositions (Examples 1 to 3) of the present invention all have a reverse tapered cross-sectional shape and are excellent in heat resistance, and in addition to organic EL. A resist pattern having excellent adhesion to the ITO substrate for display elements and the ITO substrate for LCD can be formed, and the storage stability is good.

これに対して、ポリビニルメチルエーテルを含有しない感光性樹脂組成物(比較例1)は、逆テーパー状の断面形状を有し、耐熱性に優れ、LCD用ITO基板に対する密着性が良好なレジストパターンを形成することができるものの、平滑性が高い有機EL表示素子用ITO基板に対する密着性が不十分なものであった。   On the other hand, the photosensitive resin composition containing no polyvinyl methyl ether (Comparative Example 1) has a reverse tapered cross-sectional shape, excellent heat resistance, and good adhesion to an ITO substrate for LCD. However, the adhesiveness with respect to the ITO substrate for organic EL display elements with high smoothness was inadequate.

また、密着性を改善するための公知の添加剤であるヘキサメチルジシラザンやエポキシ樹脂を添加した感光性樹脂組成物(比較例2〜3)は、有機EL表示素子用ITO基板及びLCD用ITO基板に対する密着性が共に優れるものの、保存安定性に劣るものであった。   Moreover, the photosensitive resin composition (Comparative Examples 2-3) which added the hexamethyldisilazane which is a well-known additive for improving adhesiveness, or an epoxy resin is the ITO substrate for organic EL display elements, and ITO for LCD Although the adhesion to the substrate was both excellent, the storage stability was poor.

本発明の感光性樹脂組成物は、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル(有機EL表示素子)における電気絶縁性の隔壁形成用材料や、リフトオフ法による断面が逆テーパー状のパターン形成用レジスト材料として好適に利用することができる。   The photosensitive resin composition of the present invention is suitably used as an electrically insulating partition wall forming material in an organic electroluminescence display panel (organic EL display element) or a resist material for pattern formation having a reverse taper cross section by a lift-off method. can do.

図1は、リフトオフ法によるパターン形成プロセスの一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a pattern formation process by a lift-off method. 図2は、有機ELディスプレイパネルの微細加工の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing an example of fine processing of the organic EL display panel. 図3は、微細加工された有機ELディスプレイパネルの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a microfabricated organic EL display panel. 図4は、断面がオーバーハング状のレジストパターンを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a resist pattern whose cross section is an overhang. 図5は、順テーパー状断面を有するレジストパターンを用いたリフトオフ法によるパターン形成プロセスの一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a pattern formation process by a lift-off method using a resist pattern having a forward tapered cross section.

符号の説明Explanation of symbols

1:基板、2:レジストパターン(断面)、3、3′:金属蒸着膜、
21:透明基板、22:ITO膜、23:レジストパターン(断面)、
24、24′:有機EL材料の蒸着膜、25、25′:金属蒸着膜、
31:透明基板、32:ITO膜、33:レジストパターン(断面)、
34a、34b、34c:有機EL材料の蒸着膜、
35、35′:金属蒸着膜、41:基板、42:レジストパターン(断面)、
43:オーバーハング部、51:基板、52:レジストパターン(断面)、
53:金属蒸着膜。
1: substrate, 2: resist pattern (cross section), 3, 3 ′: metal vapor deposition film,
21: Transparent substrate, 22: ITO film, 23: Resist pattern (cross section),
24, 24 ': vapor deposition film of organic EL material, 25, 25': metal vapor deposition film,
31: Transparent substrate, 32: ITO film, 33: Resist pattern (cross section),
34a, 34b, 34c: vapor deposition film of organic EL material,
35, 35 ': metal deposition film, 41: substrate, 42: resist pattern (cross section),
43: Overhang portion, 51: Substrate, 52: Resist pattern (cross section),
53: Metal vapor deposition film.

Claims (5)

アルカリ可溶性樹脂(a)、活性光線の照射または活性光線の照射と引き続く熱処理によってアルカリ可溶性樹脂を架橋する架橋成分(b)、活性光線を吸収する化合物(c)、及びポリビニルアルキルエーテル(d)を含有する感光性樹脂組成物。   An alkali-soluble resin (a), a crosslinking component (b) that crosslinks the alkali-soluble resin by irradiation with actinic rays or actinic rays and subsequent heat treatment, a compound (c) that absorbs actinic rays, and a polyvinyl alkyl ether (d) Photosensitive resin composition to contain. ポリビニルアルキルエーテル(d)が、ポリビニルメチルエーテルである請求項1記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the polyvinyl alkyl ether (d) is polyvinyl methyl ether. ポリビニルアルキルエーテル(d)の配合割合が、アルカリ可溶性樹脂(a)100重量部に対して、0.01〜10重量部である請求項1または2記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to claim 1 or 2, wherein the blending ratio of the polyvinyl alkyl ether (d) is 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin (a). アルカリ可溶性樹脂(a)が、ポリビニルフェノール30〜95重量%とノボラック樹脂5〜70重量%とを含有するものである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の感光性樹脂組成物。   The photosensitive resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the alkali-soluble resin (a) contains 30 to 95% by weight of polyvinylphenol and 5 to 70% by weight of a novolac resin. 基板上に、アルカリ可溶性樹脂(a)、活性光線の照射または活性光線の照射と引き続く熱処理によってアルカリ可溶性樹脂を架橋する架橋成分(b)、活性光線を吸収する化合物(c)、及びポリビニルアルキルエーテル(d)を含有する感光性樹脂組成物からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターン状に露光後、アルカリ現像液によって現像する工程を含むパターン形成方法。   On a substrate, an alkali-soluble resin (a), a crosslinking component (b) that crosslinks the alkali-soluble resin by irradiation with actinic rays or actinic rays followed by heat treatment, a compound (c) that absorbs actinic rays, and a polyvinyl alkyl ether A pattern forming method comprising a step of forming a resist film comprising a photosensitive resin composition containing (d), exposing the resist film in a pattern, and developing the resist film with an alkaline developer.
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