JP4910646B2 - Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film - Google Patents

Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film Download PDF

Info

Publication number
JP4910646B2
JP4910646B2 JP2006301288A JP2006301288A JP4910646B2 JP 4910646 B2 JP4910646 B2 JP 4910646B2 JP 2006301288 A JP2006301288 A JP 2006301288A JP 2006301288 A JP2006301288 A JP 2006301288A JP 4910646 B2 JP4910646 B2 JP 4910646B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysiloxane
group
weight
siloxane composition
photosensitive siloxane
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.)
Active
Application number
JP2006301288A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008116785A5 (en
JP2008116785A (en
Inventor
将秀 妹尾
弘和 飯森
充史 諏訪
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
Priority to JP2006301288A priority Critical patent/JP4910646B2/en
Publication of JP2008116785A publication Critical patent/JP2008116785A/en
Publication of JP2008116785A5 publication Critical patent/JP2008116785A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4910646B2 publication Critical patent/JP4910646B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

本発明は、液晶表示素子や有機EL表示素子などの薄膜トランジスタ(TFT)基板用平坦化膜、半導体素子の層間絶縁膜、あるいは光導波路のコアやクラッド材を形成するための感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、およびその硬化膜を有する素子に関する。   The present invention relates to a photosensitive siloxane composition for forming a planarization film for a thin film transistor (TFT) substrate such as a liquid crystal display element or an organic EL display element, an interlayer insulating film of a semiconductor element, or a core or cladding material of an optical waveguide, The present invention relates to a cured film formed therefrom and an element having the cured film.

近年、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどにおいて、さらなる高精細、高解像度を実現する方法として、表示装置の開口率を上げる方法が知られている(特許文献1参照)。これは、透明な平坦化膜をTFT基板の上部に保護膜として設けることによって、データラインと画素電極をオーバーラップさせることを可能とし、従来技術に比べて開口率を上げる方法である。   In recent years, a method for increasing the aperture ratio of a display device is known as a method for realizing higher definition and higher resolution in a liquid crystal display, an organic EL display, and the like (see Patent Document 1). This is a method in which the data line and the pixel electrode can be overlapped by providing a transparent flattening film as a protective film on the TFT substrate, and the aperture ratio is increased as compared with the prior art.

このようなTFT基板用平坦化膜の材料としては、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持つ材料が必要であり、従来はフェノール系樹脂とキノンジアジド化合物を組み合わせた材料(特許文献2参照)、あるいはアクリル系樹脂とキノンジアジド化合物を組み合わせた材料(特許文献3、4参照)がある。しかしながら、これらの材料は耐熱性が不十分であり、基板の高温処理により硬化膜は着色して透明性が低下するという問題がある。   As a material for such a flattening film for a TFT substrate, a material having both high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant is required. Conventionally, a material in which a phenolic resin and a quinonediazide compound are combined (Patent Document 2). Reference), or a material in which an acrylic resin and a quinonediazide compound are combined (see Patent Documents 3 and 4). However, these materials have insufficient heat resistance, and there is a problem that the cured film is colored by the high temperature treatment of the substrate and the transparency is lowered.

一方、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持つ材料としてポリシロキサンが知られており、ポリシロキサンにポジ型の感光性を付与するためにキノンジアジド化合物を組み合わせた材料(特許文献5参照)が知られている。しかし、この材料は高透明性の膜を得ることができるが、パターン形成時の感度が低く、高い露光量を要するという問題があった。   On the other hand, polysiloxane is known as a material having both high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant, and a material in which a polyquinone is combined with a quinonediazide compound to impart positive photosensitivity (see Patent Document 5). )It has been known. However, although this material can obtain a highly transparent film, there is a problem that the sensitivity at the time of pattern formation is low and a high exposure amount is required.

一方、ポリシロキサンからなる材料において、水の含有率を規定したものとして、非感光性の材料(特許文献6参照)、放射線により硬化する材料(特許文献7参照)が知られている。しかし、これらの材料はポジ型のパターンを形成することはできない。また特許文献6に具体的に開示されている材料はキノンジアジド化合物との相溶性が悪く、プリベーク後に膜が白濁し、高透明性の膜を得ることができない。また、特許文献7の材料によれば、組成物中の水含有率が2重量%より多いと、組成物の保存安定性が低下するという問題があった。
特開平9−152625号公報(請求項1) 特開平7−98502号公報(請求項1、2) 特開平10−153854号公報(請求項1) 特開2001−281853号公報(請求項1) 特開2006−178436号公報(請求項1) 特開2005−171067号公報(請求項1) 特開2006−195174号公報(請求項1)
On the other hand, non-photosensitive materials (refer to Patent Document 6) and materials that are cured by radiation (refer to Patent Document 7) are known as materials that define the water content in polysiloxane. However, these materials cannot form a positive pattern. In addition, the material specifically disclosed in Patent Document 6 has poor compatibility with the quinonediazide compound, and the film becomes cloudy after pre-baking, so that a highly transparent film cannot be obtained. Moreover, according to the material of patent document 7, when there was more water content in a composition than 2 weight%, there existed a problem that the storage stability of a composition fell.
JP-A-9-152625 (Claim 1) JP-A-7-98502 (Claims 1, 2) JP-A-10-153854 (Claim 1) JP 2001-281853 A (Claim 1) JP 2006-178436 A (Claim 1) JP-A-2005-171067 (Claim 1) JP 2006-195174 A (Claim 1)

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持つ硬化膜を得ることができ、かつ低い露光量でのパターン形成が可能な感光性シロキサン組成物を提供する。また、本発明の別の目的は、上記の感光性シロキサン組成物から形成されたTFT基板用平坦化膜、層間絶縁膜、コアやクラッド材などの硬化膜、およびその硬化膜を有する表示素子、半導体素子、光導波路などの素子を提供する。   The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and can provide a cured film having high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant, and can form a pattern with a low exposure amount. A photosensitive siloxane composition is provided. Another object of the present invention is to provide a planarized film for a TFT substrate formed from the above photosensitive siloxane composition, an interlayer insulating film, a cured film such as a core or a clad material, and a display element having the cured film, An element such as a semiconductor element or an optical waveguide is provided.

すなわち本発明は、(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を含有する感光性シロキサン組成物であって、その組成物中の水の含有率が2重量%を超えて10重量%以下である感光性シロキサン組成物である。 That is, the present invention is a photosensitive siloxane composition containing (a) a polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% based on Si atoms , (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent. The photosensitive siloxane composition has a water content of more than 2% by weight and 10% by weight or less.

本発明の感光性シロキサン組成物によれば、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持つ硬化膜を得ることができ、かつ低い露光量でのパターン形成が可能となる。また、得られた硬化膜は、TFT基板用平坦化膜や層間絶縁膜として好適に用いることができる。   According to the photosensitive siloxane composition of the present invention, a cured film having high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant can be obtained, and a pattern can be formed with a low exposure amount. Further, the obtained cured film can be suitably used as a planarizing film for TFT substrate or an interlayer insulating film.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を含有し、その組成物中の水の含有率が2重量%を超えて10重量%以下である。水含有率のさらに好ましい範囲としては、2.5重量%以上であり、また上限値のさらに好ましい範囲は7重量%以下である。組成物中に水が存在することにより、キノンジアジド化合物の放射線露光による分解が促進され、低い露光量でパターン形成が可能となり、感度が向上する。本発明の水の含有率は、組成物中のキノンジアジド基がインデンカルボン酸基となるのに必要な水分量と比べて過剰量の範囲であり、水の含有率が2重量%以下であると上記の効果が十分ではなく、水の含有率が10重量%より多いとポリシロキサンとキノンジアジドとの相溶性が悪くなり、硬化膜の透明性が低下する。 The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (a) a polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% based on Si atoms , (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent. The content of water in the product is more than 2% by weight and 10% by weight or less. The more preferable range of the water content is 2.5% by weight or more, and the more preferable range of the upper limit is 7% by weight or less. The presence of water in the composition promotes decomposition of the quinonediazide compound by radiation exposure, enables pattern formation with a low exposure amount, and improves sensitivity. The water content of the present invention is in an excessive amount range compared to the amount of water necessary for the quinonediazide group in the composition to be an indenecarboxylic acid group, and the water content is 2% by weight or less. If the above effect is not sufficient and the water content is more than 10% by weight, the compatibility between polysiloxane and quinonediazide is deteriorated, and the transparency of the cured film is lowered.

水の含有率が2重量%を超えて10重量%以下の組成物を製造する方法としては、組成物を調合する時に水を添加する方法が挙げられる。後述するようにポリシロキサンを合成し、得られたポリシロキサン溶液とキノンジアジド化合物と溶剤とを調合する際に、組成物が含有する水の量が2重量%を超えて10重量%以下になるように、水を添加することで、本発明の感光性シロキサン組成物を製造することができる。なお、水の添加方法としては、水を直接添加してもよいし、水を溶剤に希釈したものを添加してもよい。   Examples of the method for producing a composition having a water content of more than 2% by weight and 10% by weight or less include a method of adding water when preparing the composition. As will be described later, when the polysiloxane is synthesized and the resulting polysiloxane solution, the quinonediazide compound and the solvent are prepared, the amount of water contained in the composition is more than 2 wt% and not more than 10 wt%. The photosensitive siloxane composition of the present invention can be produced by adding water. In addition, as a method for adding water, water may be added directly, or water diluted with a solvent may be added.

さらに他の製造方法として、ポリシロキサン合成時に生成する水を残存させたポリシロキサン溶液を用いて組成物を調合する方法が挙げられる。本発明におけるポリシロキサンは、後述の一般式(1)で表されるオルガノシランやシリカ粒子などのモノマーを加水分解および部分縮合させることにより合成される。加水分解および部分縮合には一般的な方法を用いることができ、例えばモノマーに溶媒、水、必要に応じて触媒を添加し、50〜150℃で0.5〜100時間程度加熱攪拌する。加熱攪拌中に、加水分解副生成物(メタノールなどのアルコール)や縮合副生成物(水)が生成する。これらの副生成物は、加水分解や部分縮合を進行させるために、蒸留によって留去することが好ましく、必要に応じて系中に窒素を0.001〜1l(リットル)/min流すことも可能である。この窒素流量の大小によって、ポリシロキサン溶液中の水残存量が制御可能であり、例えば窒素を流さない、もしくは窒素流量を小さくすることで、水が多く残存したポリシロキサン溶液が得られる。このようにして得られた水が多く残存したポリシロキサン溶液に、キノンジアジド化合物と溶剤を添加して、得られる感光性シロキサン組成物の水の含有率が2重量%を超えて10重量%以下になるように調整し、製造することができる。   Still another production method includes a method of preparing a composition using a polysiloxane solution in which water generated during polysiloxane synthesis is left. The polysiloxane in the present invention is synthesized by hydrolysis and partial condensation of monomers such as organosilane and silica particles represented by the following general formula (1). A general method can be used for hydrolysis and partial condensation. For example, a solvent, water, and a catalyst as necessary are added to the monomer, and the mixture is heated and stirred at 50 to 150 ° C. for about 0.5 to 100 hours. During heating and stirring, hydrolysis by-products (alcohols such as methanol) and condensation by-products (water) are generated. These by-products are preferably distilled off by distillation in order to advance hydrolysis and partial condensation, and if necessary, nitrogen can be allowed to flow through the system in an amount of 0.001 to 1 l (liter) / min. It is. The amount of water remaining in the polysiloxane solution can be controlled by the magnitude of this nitrogen flow rate. For example, a polysiloxane solution in which much water remains can be obtained by not flowing nitrogen or by reducing the nitrogen flow rate. By adding a quinonediazide compound and a solvent to the polysiloxane solution in which a large amount of water remains in this way, the water content of the resulting photosensitive siloxane composition is more than 2% by weight and less than 10% by weight. Can be adjusted and manufactured.

なお、上記の反応溶媒としては特に制限は無いが、通常は後述する(c)溶剤と同様のものが用いられる。溶媒の添加量はオルガノシランとシリカ粒子の混合物100重量部に対して10〜1000重量部が好ましい。また、加水分解反応に用いる水の添加量は、加水分解性基1モルに対して0.5〜2モルが好ましい。   In addition, although there is no restriction | limiting in particular as said reaction solvent, Usually, the thing similar to the (c) solvent mentioned later is used. The amount of the solvent added is preferably 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixture of organosilane and silica particles. Moreover, the addition amount of water used for the hydrolysis reaction is preferably 0.5 to 2 mol with respect to 1 mol of the hydrolyzable group.

また、必要に応じて添加される触媒に特に制限はないが、酸触媒、塩基触媒が好ましく用いられる。酸触媒の具体例としては塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂が挙げられる。塩基触媒の具体例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシラン、イオン交換樹脂が挙げられる。触媒の添加量はオルガノシランとシリカ粒子の混合物100重量部に対して0.01〜10重量部が好ましい。   Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the catalyst added as needed, An acid catalyst and a base catalyst are used preferably. Specific examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, polyvalent carboxylic acid or anhydride thereof, and ion exchange resin. Specific examples of the base catalyst include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, diethylamine, triethanolamine, diethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, amino Examples include alkoxysilanes having groups and ion exchange resins. The addition amount of the catalyst is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixture of organosilane and silica particles.

また、組成物の貯蔵安定性の観点から、加水分解、部分縮合後のポリシロキサン溶液には触媒が含まれないことが好ましく、必要に応じて触媒の除去を行うことができる。除去方法としては特に制限は無いが、好ましくは水洗浄、および/またはイオン交換樹脂の処理が挙げられる。水洗浄とは、ポリシロキサン溶液を適当な疎水性溶剤で希釈した後、水で数回洗浄して得られた有機層をエバポレーターで濃縮する方法である。イオン交換樹脂での処理とは、ポリシロキサン溶液を適当なイオン交換樹脂に接触させる方法である。   Further, from the viewpoint of the storage stability of the composition, the polysiloxane solution after hydrolysis and partial condensation preferably contains no catalyst, and the catalyst can be removed as necessary. Although there is no restriction | limiting in particular as a removal method, Preferably water washing and / or the process of an ion exchange resin are mentioned. Water washing is a method in which an organic layer obtained by diluting a polysiloxane solution with an appropriate hydrophobic solvent and washing several times with water is concentrated by an evaporator. The treatment with an ion exchange resin is a method of bringing a polysiloxane solution into contact with an appropriate ion exchange resin.

組成物の水の含有率を測定する方法としては、特に制限されず公知の方法により測定される。例えば、カールフィッシャー水分計(京都電子工業(株)製MKS−520)を用いて、ハイドラナール・コンポジット5(商品名、Sigma−Aldrich社製)を滴定液として測定することができる。   It does not restrict | limit especially as a method of measuring the content rate of the water of a composition, It measures by a well-known method. For example, Hydranal Composite 5 (trade name, manufactured by Sigma-Aldrich) can be measured as a titrant using a Karl Fischer moisture meter (MKS-520 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).

本発明の感光性シロキサン組成物は、(a)ポリシロキサンを含有する。本発明で用いるポリシロキサンは特に制限されないが、好ましくは一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上を反応させることによって合成されるポリシロキサンが挙げられる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (a) polysiloxane. The polysiloxane used in the present invention is not particularly limited, but preferably includes a polysiloxane synthesized by reacting at least one organosilane represented by the general formula (1).

Figure 0004910646
Figure 0004910646

式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0から3の整数を表す。 In the formula, R 1 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 1 are the same or different. May be. R 2 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 2 may be the same or different. . n represents an integer of 0 to 3.

一般式(1)で表されるオルガノシランにおいて、Rは、水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピル基、3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−イソシアネートプロピル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチル基、ナフチル基が挙げられる。 In the organosilane represented by the general formula (1), R 1 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. The plurality of R 1 may be the same or different from each other. These alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, trifluoromethyl group, 3, 3 , 3-trifluoropropyl group, 3-glycidoxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyl group, 3-aminopropyl group, A 3-mercaptopropyl group and a 3-isocyanatopropyl group are exemplified. Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 3-acryloxypropyl group, and a 3-methacryloxypropyl group. Specific examples of the aryl group include phenyl group, tolyl group, p-hydroxyphenyl group, 1- (p-hydroxyphenyl) ethyl group, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyl group, 4-hydroxy-5- (p -Hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyl group, naphthyl group.

一般式(1)のRは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アシル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基が挙げられる。 R 2 in the general formula (1) represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 2 are the same. But it can be different. These alkyl groups, acyl groups and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Specific examples of the acyl group include an acetyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group.

一般式(1)のnは0から3の整数を表す。n=0の場合は4官能性シラン、n=1の場合は3官能性シラン、n=2の場合は2官能性シラン、n=3の場合は1官能性シランである。   N in the general formula (1) represents an integer of 0 to 3. A tetrafunctional silane when n = 0, a trifunctional silane when n = 1, a bifunctional silane when n = 2, and a monofunctional silane when n = 3.

一般式(1)で表されるオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシランなどの4官能性シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸などの3官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジn−ブチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシランなどの2官能性シラン、トリメチルメトキシシラン、トリn−ブチルエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルエトキシシランなどの1官能性シランが挙げられる。なお、これらのオルガノシランは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのオルガノシランの中でも、硬化膜の耐クラック性と硬度の点から3官能性シランが好ましく用いられる。   Specific examples of the organosilane represented by the general formula (1) include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraacetoxysilane, and tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and methyl. Triisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltrin-butoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyl Trimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methyl Acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 1- (p-hydroxyphenyl) ) Ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyltrimethoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxy Silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimeth Sisilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, [(3-ethyl-3- Trifunctional silanes such as oxetanyl) methoxy] propyltrimethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl succinic acid, dimethyl Dimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane And bifunctional silanes such as trimethylmethoxysilane, tri-n-butylethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethylmethoxysilane, and (3-glycidoxypropyl) dimethylethoxysilane. . These organosilanes may be used alone or in combination of two or more. Among these organosilanes, trifunctional silanes are preferably used from the viewpoint of crack resistance and hardness of the cured film.

また、本発明で用いるポリシロキサンのさらに好ましい態様として、前述の一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上と、シリカ粒子を反応させることによって合成されるポリシロキサンが挙げられる。シリカ粒子を反応させることで、パターン解像度が向上する。これは、ポリシロキサン中にシリカ粒子が組み込まれることで、膜のガラス転移温度が高くなり熱硬化時のパターンだれが抑えられるためと考えられる。   Further, as a more preferred embodiment of the polysiloxane used in the present invention, a polysiloxane synthesized by reacting silica particles with one or more of the organosilanes represented by the above general formula (1) can be mentioned. The pattern resolution is improved by reacting the silica particles. This is presumably because silica particles are incorporated into polysiloxane, so that the glass transition temperature of the film is increased and the pattern dripping at the time of thermosetting is suppressed.

シリカ粒子の数平均粒子径は、好ましくは2nm〜200nmであり、さらに好ましくは5nm〜70nmである。2nmより小さいとパターン解像度の向上効果が十分ではなく、200nmより大きいと硬化膜が光散乱し透明性が低下する。ここで、シリカ粒子の数平均粒子径は、比表面積法換算値を用いる場合には、シリカ粒子を乾燥後、焼成し、得られた粒子の比表面積を測定した後に、粒子を球と仮定して比表面積から粒子径を求め、数平均として平均粒子径を求める。用いる機器は特に限定されないが、アサップ2020(Micromeritics社製)などを用いることができる。   The number average particle diameter of the silica particles is preferably 2 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 70 nm. If it is smaller than 2 nm, the effect of improving the pattern resolution is not sufficient, and if it is larger than 200 nm, the cured film is scattered and the transparency is lowered. Here, the number average particle diameter of the silica particles is assumed to be a sphere after the silica particles are dried and calcined and the specific surface area of the obtained particles is measured when using the specific surface area conversion value. The particle diameter is obtained from the specific surface area, and the average particle diameter is obtained as a number average. Although the apparatus to be used is not specifically limited, Asap 2020 (made by Micromeritics) etc. can be used.

シリカ粒子の具体例としては、イソプロパノールを分散媒とした粒子径12nmのIPA−ST、メチルイソブチルケトンを分散媒とした粒子径12nmのMIBK−ST、イソプロパノールを分散媒とした粒子径45nmのIPA−ST−L、イソプロパノールを分散媒とした粒子径100nmのIPA−ST−ZL、プロピレングリコールモノメチルエーテルを分散媒とした粒子径15nmのPGM−ST(以上商品名、日産化学工業(株)製)、γ−ブチロラクトンを分散媒とした粒子径12nmのオスカル101、γ−ブチロラクトンを分散媒とした粒子径60nmのオスカル105、ジアセトンアルコールを分散媒とした粒子径120nmのオスカル106、分散溶液が水である粒子径5〜80nmのカタロイド−S(以上商品名、触媒化成工業(株)製)、プロピレングリコールモノメチルエーテルを分散媒とした粒子径16nmのクォートロンPL−2L−PGME、γ−ブチロラクトンを分散媒とした粒子径17nmのクォートロンPL−2L−BL、ジアセトンアルコールを分散媒とした粒子径17nmのクォートロンPL−2L−DAA、分散溶液が水である粒子径18〜20nmのクォートロンPL−2L、GP−2L(以上商品名、扶桑化学工業(株)製)、粒子径が100nmであるシリカ(SiO)SG−SO100(商品名、共立マテリアル(株)製)、粒子径が5〜50nmであるレオロシール(商品名、(株)トクヤマ製)などが挙げられる。また、これらのシリカ粒子は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the silica particles include IPA-ST having a particle diameter of 12 nm using isopropanol as a dispersion medium, MIBK-ST having a particle diameter of 12 nm using methyl isobutyl ketone as a dispersion medium, and IPA-ST having a particle diameter of 45 nm using isopropanol as a dispersion medium. ST-L, IPA-ST-ZL having a particle diameter of 100 nm using isopropanol as a dispersion medium, PGM-ST having a particle diameter of 15 nm using propylene glycol monomethyl ether as a dispersion medium (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Oscar 101 having a particle diameter of 12 nm using γ-butyrolactone as a dispersion medium, Oscar 105 having a particle diameter of 60 nm using γ-butyrolactone as a dispersion medium, Oscar 106 having a particle diameter of 120 nm using diacetone alcohol as a dispersion medium, and the dispersion solution being water. Cataloid-S having a particle diameter of 5 to 80 nm (Manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.), Quatron PL-2L-PGME having a particle diameter of 16 nm using propylene glycol monomethyl ether as a dispersion medium, Quatron PL-2L-BL having a particle diameter of 17 nm using γ-butyrolactone as a dispersion medium, and diacetone. Quartron PL-2L-DAA having a particle diameter of 17 nm using alcohol as a dispersion medium, Quatron PL-2L having a particle diameter of 18 to 20 nm in which the dispersion solution is water, GP-2L (above, trade name, manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) , Silica (SiO 2 ) SG-SO100 (trade name, manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd.) having a particle diameter of 100 nm, reolosil (trade name, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) having a particle diameter of 5 to 50 nm, and the like. . These silica particles may be used alone or in combination of two or more.

シリカ粒子を用いる場合の混合比率は特に制限されないが、Si原子モル数でポリマー全体のSi原子モル数に対して50%以下が好ましい。シリカ粒子が50%より多いと、ポリシロキサンとキノンジアジドとの相溶性が悪くなり、硬化膜の透明性が低下する。なお、ポリマー全体のSi原子モル数に対するシリカ粒子のSi原子モル比はIRにおいてSi−C結合由来のピークとSi−O結合由来のピークの積分比から求めることができる。ピークの重なりが多く求められない場合は、1H−NMR、13C−NMR、IR、TOF−MSなどにより粒子以外のモノマーの構造を決定し、さらに元素分析法において発生する気体と残存する灰(すべてSiOと仮定する)の割合から求めることができる。 The mixing ratio in the case of using silica particles is not particularly limited, but is preferably 50% or less in terms of the number of moles of Si atoms relative to the number of moles of Si atoms in the whole polymer. When there are more silica particles than 50%, the compatibility of polysiloxane and quinonediazide will worsen and the transparency of a cured film will fall. In addition, the Si atom molar ratio of the silica particles with respect to the number of moles of Si atoms in the whole polymer can be obtained from the integral ratio of the peak derived from the Si—C bond and the peak derived from the Si—O bond in IR. If a large amount of peak overlap is not required, the structure of the monomer other than particles is determined by 1H-NMR, 13C-NMR, IR, TOF-MS, etc., and the gas generated in the elemental analysis method and the remaining ash (all It can be determined from the ratio of SiO 2 .

また、ポリシロキサン中において、膜の耐クラック性と硬度を両立させる点から、ポリシロキサン中にあるフェニル基の含有率はSi原子に対して20〜70モル%が好ましく、さらに好ましくは35〜55モル%である。フェニル基の含有率が70モル%より多いと硬度が低下し、フェニル基含有率が20モル%より少ないと耐クラック性が低下する。フェニル基の含有率は、例えば、ポリシロキサンの29Si−NMRを測定し、そのフェニル基が結合したSiのピーク面積とフェニル基が結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。   Further, in the polysiloxane, the content of the phenyl group in the polysiloxane is preferably 20 to 70 mol%, more preferably 35 to 55, in terms of achieving both crack resistance and hardness of the film. Mol%. When the phenyl group content is higher than 70 mol%, the hardness decreases, and when the phenyl group content is lower than 20 mol%, crack resistance decreases. The phenyl group content can be determined, for example, by measuring 29Si-NMR of polysiloxane and determining the ratio of the peak area of Si bonded to the phenyl group and the peak area of Si bonded to no phenyl group.

また、本発明で用いるポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)に特に制限は無いが、好ましくはGPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィ)で測定されるポリスチレン換算で1000〜100000、さらに好ましくは2000〜50000である。Mwが1000より小さいと塗膜性が悪くなり、100000より大きいとパターン形成時の現像液に対する溶解性が悪くなる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the weight average molecular weight (Mw) of the polysiloxane used by this invention, Preferably it is 1000-100000 in polystyrene conversion measured by GPC (gel permeation chromatography), More preferably, it is 2000-50000. . When Mw is less than 1000, the coating properties are deteriorated, and when it is greater than 100,000, the solubility in a developer during pattern formation is deteriorated.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(b)キノンジアジド化合物を含有する。キノンジアジド化合物を含有する感光性シロキサン組成物は、露光部が現像液で除去されるポジ型を形成する。用いるキノンジアジド化合物に特に制限は無いが、好ましくはフェノール性水酸基を有する化合物にナフトキノンジアジドスルホン酸がエステル結合した化合物であり、当該化合物のフェノール性水酸基のオルト位、およびパラ位がそれぞれ独立して水素、もしくは一般式(2)で表される置換基のいずれかである化合物が用いられる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (b) a quinonediazide compound. The photosensitive siloxane composition containing a quinonediazide compound forms a positive type in which the exposed portion is removed with a developer. The quinonediazide compound to be used is not particularly limited, but is preferably a compound in which naphthoquinonediazidesulfonic acid is ester-bonded to a compound having a phenolic hydroxyl group, and the ortho-position and para-position of the phenolic hydroxyl group of the compound are independently hydrogenated. Alternatively, a compound that is any one of the substituents represented by the general formula (2) is used.

Figure 0004910646
Figure 0004910646

式中、R、R、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜10のアルキル基、カルボキシル基、フェニル基、置換フェニル基のいずれかを表す。また、R、R、Rで環を形成してもよい。 In the formula, R 3 , R 4 , and R 5 each independently represent any of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, a phenyl group, and a substituted phenyl group. Moreover, you may form a ring by R < 3 >, R < 4 >, R < 5 >.

一般式(2)で表される置換基において、R、R、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜10のアルキル基、カルボキシル基、フェニル基、置換フェニル基のいずれかを表す。アルキル基は無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、トリフルオロメチル基、2−カルボキシエチル基が挙げられる。また、フェニル基に置換する置換基としては、水酸基が挙げられる。また、R、R、Rで環を形成してもよく、具体例としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、アダマンタン環、フルオレン環が挙げられる。 In the substituent represented by the general formula (2), R 3 , R 4 , and R 5 each independently represent any of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, a phenyl group, and a substituted phenyl group. The alkyl group may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n- Examples include an octyl group, a trifluoromethyl group, and a 2-carboxyethyl group. Moreover, a hydroxyl group is mentioned as a substituent substituted by a phenyl group. In addition, R 3 , R 4 , and R 5 may form a ring, and specific examples include a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, an adamantane ring, and a fluorene ring.

フェノール性水酸基のオルト位、およびパラ位が上記以外、例えばメチル基の場合、熱硬化によって酸化分解が起こり、キノイド構造に代表される共役系化合物が形成され、硬化膜が着色して無色透明性が低下する。なお、これらのキノンジアジド化合物は、フェノール性水酸基を有する化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとの公知のエステル化反応により合成することができる。   When the ortho-position and para-position of the phenolic hydroxyl group are other than the above, for example, a methyl group, oxidative decomposition occurs due to thermal curing, a conjugated compound represented by a quinoid structure is formed, and the cured film is colored to be colorless and transparent Decreases. These quinonediazide compounds can be synthesized by a known esterification reaction between a compound having a phenolic hydroxyl group and naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride.

フェノール性水酸基を有する化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる(いずれも本州化学工業(株)製)。   Specific examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include the following compounds (all manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).

Figure 0004910646
Figure 0004910646

Figure 0004910646
Figure 0004910646

ナフトキノンジアジドスルホン酸としては、4−ナフトキノンジアジドスルホン酸あるいは5−ナフトキノンジアジドスルホン酸を用いることができる。4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物はi線(波長365nm)領域に吸収を持つため、i線露光に適している。また、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物は広範囲の波長領域に吸収が存在するため、広範囲の波長での露光に適している。露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を選択することが好ましい。4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を混合して用いることもできる。   As naphthoquinone diazide sulfonic acid, 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid or 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid can be used. Since 4-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester compound has absorption in the i-line (wavelength 365 nm) region, it is suitable for i-line exposure. Moreover, since 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound has absorption in a wide range of wavelengths, it is suitable for exposure in a wide range of wavelengths. It is preferable to select a 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound or a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound depending on the wavelength to be exposed. A 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound and a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound may be mixed and used.

キノンジアジド化合物の添加量は特に制限されないが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して0.1〜15重量部であり、さらに好ましくは1〜10重量部である。キノンジアジド化合物の添加量が0.1重量部より少ない場合、露光部と未露光部との溶解コントラストが低すぎて、現実的な感光性を有さない。また、さらに良好な溶解コントラストを得るためには1重量部以上が好ましい。一方、キノンジアジド化合物の添加量が15重量部より多い場合、ポリシロキサンとキノンジアジド化合物との相溶性が悪くなることによる塗布膜の白化が起こったり、熱硬化時に起こるキノンジアジド化合物の分解による着色が顕著になるために、硬化膜の無色透明性が低下する。また、さらに高透明性の膜を得るためには10重量部以下が好ましい。   The addition amount of the quinonediazide compound is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polysiloxane. When the addition amount of the quinonediazide compound is less than 0.1 part by weight, the dissolution contrast between the exposed part and the unexposed part is too low, so that there is no realistic photosensitivity. In order to obtain a better dissolution contrast, the amount is preferably 1 part by weight or more. On the other hand, when the addition amount of the quinonediazide compound is more than 15 parts by weight, whitening of the coating film occurs due to poor compatibility between the polysiloxane and the quinonediazide compound, or coloring due to decomposition of the quinonediazide compound that occurs during thermal curing is remarkable. Therefore, the colorless transparency of the cured film is lowered. Further, in order to obtain a highly transparent film, the amount is preferably 10 parts by weight or less.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(c)溶剤を含有する。使用する溶剤に特に制限はないが、好ましくはアルコール性水酸基を有する化合物、および/またはカルボニル基を有する環状化合物が用いられる。これらの溶剤を用いると、ポリシロキサンとキノンジアジド化合物とが均一に溶解し、組成物を塗布成膜しても膜は白化することなく、高透明性が達成できる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (c) a solvent. Although there is no restriction | limiting in particular in the solvent to be used, Preferably the compound which has alcoholic hydroxyl group, and / or the cyclic compound which has a carbonyl group are used. When these solvents are used, the polysiloxane and the quinonediazide compound are uniformly dissolved, and even when the composition is applied, the film is not whitened and high transparency can be achieved.

上記アルコール性水酸基を有する化合物は特に制限されないが、好ましくは大気圧下の沸点が110〜250℃である化合物である。沸点が250℃より高いと膜中の残存溶剤量が多くなりキュア時の膜収縮が大きくなり、良好な平坦性が得られなくなる。一方、沸点が110℃より低いと、塗膜時の乾燥が速すぎて膜表面が荒れるなど塗膜性が悪くなる。   The compound having an alcoholic hydroxyl group is not particularly limited, but is preferably a compound having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure. When the boiling point is higher than 250 ° C., the amount of residual solvent in the film increases and film shrinkage during curing increases, and good flatness cannot be obtained. On the other hand, if the boiling point is lower than 110 ° C., the coating properties deteriorate, such as drying at the time of coating is too fast and the film surface becomes rough.

アルコール性水酸基を有する化合物の具体例としては、アセトール、3−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、4−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、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールが挙げられる。これらの中でも、さらにカルボニル基を有する化合物が好ましく、特にジアセトンアルコールが好ましく用いられる。なお、これらのアルコール性水酸基を有する化合物は、単独、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the compound having an alcoholic hydroxyl group include acetol, 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 4-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- Examples include butyl ether, 3-methoxy-1-butanol, and 3-methyl-3-methoxy-1-butanol. Among these, a compound further having a carbonyl group is preferable, and diacetone alcohol is particularly preferably used. In addition, you may use the compound which has these alcoholic hydroxyl groups individually or in combination of 2 or more types.

カルボニル基を有する環状化合物に特に制限はないが、好ましくは大気圧下の沸点が150〜250℃である化合物である。沸点が250℃より高いと膜中の残存溶剤量が多くなりキュア時の膜収縮が大きくなり、良好な平坦性が得られなくなる。一方、沸点が150℃より低いと、塗膜時の乾燥が速すぎて膜表面が荒れるなど塗膜性が悪くなる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the cyclic compound which has a carbonyl group, Preferably it is a compound whose boiling point under atmospheric pressure is 150-250 degreeC. When the boiling point is higher than 250 ° C., the amount of residual solvent in the film increases and film shrinkage during curing increases, and good flatness cannot be obtained. On the other hand, if the boiling point is lower than 150 ° C., the coating properties deteriorate, for example, drying at the time of coating is too fast and the film surface becomes rough.

カルボニル基を有する環状化合物の具体例としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、炭酸プロピレン、N−メチルピロリドン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンが挙げられる。これらの中でも、特にγ−ブチロラクトンが好ましく用いられる。なお、これらのカルボニル基を有する環状化合物は、単独、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the cyclic compound having a carbonyl group include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, cyclopentanone, cyclohexanone, and cycloheptanone. Among these, γ-butyrolactone is particularly preferably used. In addition, you may use the cyclic compound which has these carbonyl groups individually or in combination of 2 or more types.

上述のアルコール性水酸基を有する化合物とカルボニル基を有する環状化合物は、単独でも、あるいは各々混合して用いても良い。混合して用いる場合、その重量比率に特に制限は無いが、好ましくはアルコール性水酸基を有する化合物/カルボニル基を有する環状化合物=99〜50/1〜50、さらに好ましくは97〜60/3〜40である。アルコール性水酸基を有する化合物が99重量%より多い(カルボニル基を有する環状化合物が1重量%より少ない)と、シロキサンポリマーとキノンジアジド化合物との相溶性が悪く、硬化膜が白化して透明性が低下する。また、アルコール性水酸基を有する化合物が50重量%より少ない(カルボニル基を有する環状化合物が50重量%より多い)と、シロキサンポリマー中の未反応シラノール基の縮合反応が起こり易くなり、貯蔵安定性が悪くなる。   The compound having an alcoholic hydroxyl group and the cyclic compound having a carbonyl group may be used singly or in combination. When mixed and used, the weight ratio is not particularly limited, but is preferably a compound having an alcoholic hydroxyl group / a cyclic compound having a carbonyl group = 99 to 50/1 to 50, more preferably 97 to 60/3 to 40. It is. When the compound having an alcoholic hydroxyl group is more than 99% by weight (the cyclic compound having a carbonyl group is less than 1% by weight), the compatibility between the siloxane polymer and the quinonediazide compound is poor, and the cured film is whitened and the transparency is lowered. To do. Further, if the amount of the compound having an alcoholic hydroxyl group is less than 50% by weight (the amount of the cyclic compound having a carbonyl group is more than 50% by weight), the condensation reaction of unreacted silanol groups in the siloxane polymer is likely to occur, and the storage stability is improved. Deteriorate.

また、本発明の感光性シロキサン組成物は、本発明の効果を損なわない限り、その他の溶剤を含有してもよい。その他の溶剤としては、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、アセト酢酸エチルなどのエステル類、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、アセチルアセトンなどのケトン類、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などのエーテル類が挙げられる。   Moreover, unless the effect of this invention is impaired, the photosensitive siloxane composition of this invention may contain another solvent. Other solvents include 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- Examples thereof include esters such as butyl acetate and ethyl acetoacetate, ketones such as methyl isobutyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone and acetylacetone, and ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, di n-butyl ether and diphenyl ether.

溶剤の添加量に特に制限はないが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して100〜1000重量部の範囲である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of a solvent, Preferably it is the range of 100-1000 weight part with respect to 100 weight part of polysiloxane.

さらに、本発明の感光性シロキサン組成物は、熱架橋性化合物を含有してもよい。熱架橋性化合物は熱硬化時にポリシロキサンを架橋し、ポリシロキサン骨格中に取り込まれる化合物であり、含有することによって硬化膜の架橋度が高くなる。これによって、硬化膜の耐薬品性が向上し、かつ熱硬化時の微細パターンの溶融によるパターン解像度の低下が抑制される。   Furthermore, the photosensitive siloxane composition of the present invention may contain a thermally crosslinkable compound. The thermally crosslinkable compound is a compound that crosslinks polysiloxane during thermal curing and is incorporated into the polysiloxane skeleton, and by containing it, the degree of crosslinking of the cured film is increased. As a result, the chemical resistance of the cured film is improved, and a decrease in pattern resolution due to melting of the fine pattern during thermosetting is suppressed.

熱架橋性化合物は熱硬化時にポリシロキサンを架橋し、ポリシロキサン骨格中に取り込まれる化合物であれば特に制限されないが、好ましくは一般式(3)で表される基、エポキシ構造、オキセタン構造の群から選択される構造を2個以上有する化合物が挙げられる。上記構造の組み合わせは特に限定されないが、選択される構造は同じものであることが好ましい。   The heat-crosslinkable compound is not particularly limited as long as it is a compound that crosslinks polysiloxane at the time of thermosetting and is incorporated into the polysiloxane skeleton, but preferably a group represented by the general formula (3), an epoxy structure, a group of oxetane structures And compounds having two or more structures selected from: The combination of the above structures is not particularly limited, but the selected structures are preferably the same.

Figure 0004910646
Figure 0004910646

は水素、炭素数1〜10のアルキル基のいずれかを表す。なお、化合物中の複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 R 6 represents any one of hydrogen and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. A plurality of R 6 in the compound may be the same or different.

一般式(3)で表される基を2個以上有する化合物において、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基のいずれかを表す。なお、化合物中の複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基が挙げられる。 In the compound having two or more groups represented by the general formula (3), R 6 represents either hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. A plurality of R 6 in the compound may be the same or different. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, and n-decyl group.

一般式(3)で表される基を2個以上有する化合物の具体例としては、以下のようなメラミン誘導体や尿素誘導体(商品名、三和ケミカル(株)製)、およびフェノール性化合物(商品名、本州化学工業(株)製)が挙げられる。   Specific examples of the compound having two or more groups represented by the general formula (3) include the following melamine derivatives and urea derivatives (trade names, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), and phenolic compounds (commodities). Name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).

Figure 0004910646
Figure 0004910646

エポキシ構造を2個以上有する化合物の具体例としては、“エポライト”40E、“エポライト”100E、“エポライト”200E、“エポライト”400E、“エポライト”70P、“エポライト”200P、“エポライト”400P、“エポライト”1500NP、“エポライト”80MF、“エポライト”4000、“エポライト”3002(以上商品名、共栄社化学工業(株)製)、“デナコール”EX−212L、“デナコール”EX−214L、“デナコール”EX−216L、“デナコール”EX−850L、“デナコール”EX−321L(以上商品名、ナガセケムテックス(株)製)、GAN、GOT、EPPN502H、NC3000、NC6000(以上商品名、日本化薬(株)製)、“エピコート”828、“エピコート”1002、“エピコート”1750、“エピコート”1007、YX8100−BH30、E1256、E4250、E4275(以上商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)、“エピクロン”EXA−9583、“エピクロン”HP4032、“エピクロン”N695、“エピクロン”HP7200(以上商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、“テピック”S、“テピック”G、“テピック”P(以上商品名、日産化学工業(株)製)、“エポトート”YH−434L(商品名、東都化成(株)製)などが挙げられる。   Specific examples of compounds having two or more epoxy structures include “Epolite” 40E, “Epolite” 100E, “Epolite” 200E, “Epolite” 400E, “Epolite” 70P, “Epolite” 200P, “Epolite” 400P, “ "Epolite" 1500NP, "Epolite" 80MF, "Epolite" 4000, "Epolite" 3002 (above trade name, manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.), "Denacol" EX-212L, "Denacol" EX-214L, "Denacol" EX -216L, "Denacol" EX-850L, "Denacol" EX-321L (above trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation), GAN, GOT, EPPN502H, NC3000, NC6000 (above trade name, Nippon Kayaku Co., Ltd.) ), "Epicoat" 828, "D "Coat" 1002, "Epicoat" 1750, "Epicoat" 1007, YX8100-BH30, E1256, E4250, E4275 (above trade names, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.), "Epicron" EXA-9583, "Epicron" HP4032, Epicron “N695”, “Epicron” HP7200 (trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), “Tepic” S, “Tepic” G, “Tepic” P (trade names, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) ), “Epototo” YH-434L (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like.

オキセタン構造を2個以上有する化合物の具体例としては、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”OXBP、“エタナコール”OXTP(以上商品名、宇部興産(株)製)などが挙げられる。   Specific examples of the compound having two or more oxetane structures include OXT-121, OXT-221, OX-SQ-H, OXT-191, PNOX-1009, RSOX (above, trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), “Ethanacol” OXBP, “Etanacol” OXTP (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.)

なお、上記の熱架橋性化合物は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In addition, said heat crosslinkable compound may be used individually or may be used in combination of 2 or more type.

熱架橋性化合物の添加量は特に制限されないが、好ましくはポリシロキサン100重量%に対して0.1〜10重量%の範囲である。熱架橋性化合物の添加量が0.1重量%より少ない場合、ポリシロキサンの架橋が不十分で効果が少ない。一方、熱架橋性化合物の添加量が10重量%より多い場合、硬化膜の無色透明性が低下したり、組成物の貯蔵安定性が低下する。   The amount of the thermally crosslinkable compound added is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight with respect to 100% by weight of the polysiloxane. When the addition amount of the thermally crosslinkable compound is less than 0.1% by weight, the effect of the crosslinking is insufficient due to insufficient crosslinking of the polysiloxane. On the other hand, when the addition amount of the heat crosslinkable compound is more than 10% by weight, the colorless transparency of the cured film is lowered or the storage stability of the composition is lowered.

さらに、本発明の感光性シロキサン組成物は、熱架橋促進剤を含有しても良い。熱架橋促進剤とは、熱硬化時のポリシロキサンの架橋、熱架橋性化合物を用いた場合はポリシロキサンと熱架橋性化合物との架橋を促進する化合物であり、熱硬化時に酸を発生する熱酸発生剤や、熱硬化前のブリーチング露光時に酸を発生する光酸発生剤が用いられる。熱硬化時に膜中に酸が存在することによって、ポリシロキサン中の未反応シラノール基の縮合や、熱架橋性化合物とポリシロキサンとの架橋が促進され、ポリマーの架橋度が高くなり、硬化膜の耐溶剤性やパターン解像度が向上する。   Furthermore, the photosensitive siloxane composition of the present invention may contain a thermal crosslinking accelerator. The thermal cross-linking accelerator is a compound that promotes cross-linking of polysiloxane at the time of thermosetting, or cross-linking between polysiloxane and the heat cross-linkable compound when a heat cross-linking compound is used. An acid generator or a photoacid generator that generates an acid during bleaching exposure before thermosetting is used. The presence of acid in the film during thermosetting promotes the condensation of unreacted silanol groups in the polysiloxane and the crosslinking between the thermally crosslinkable compound and the polysiloxane, increasing the degree of crosslinking of the polymer, Solvent resistance and pattern resolution are improved.

本発明で用いられる熱酸発生剤は、熱硬化時に酸を発生する化合物であり、組成物塗布後のプリベーク時には酸を発生しない、もしくは少量しか発生しないことが好ましい。故に、プリベーク温度以上、例えば100℃以上で酸を発生する化合物であることが好ましい。プリベーク温度以下で酸が発生すると、プリベーク時にポリシロキサンの架橋が起こりやすくなり感度が低下したり、現像時にスカムが発生したりする。   The thermal acid generator used in the present invention is a compound that generates an acid at the time of thermosetting, and it is preferable that no acid is generated or only a small amount is generated at the time of pre-baking after coating the composition. Therefore, a compound that generates an acid at a pre-bake temperature or higher, for example, 100 ° C. or higher is preferable. When acid is generated at a temperature lower than the pre-baking temperature, polysiloxane is easily cross-linked during pre-baking and the sensitivity is lowered, or scum is generated during development.

好ましく用いられる熱酸発生剤の具体例としては、SI−60、SI−80、SI−100、SI−110、SI−145、SI−150、SI−60L、SI−80L、SI−100L、SI−110L、SI−145L、SI−150L、SI−160L、SI−180L、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ベンジル−4−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート(いずれも、三新化学工業(株)製)などが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the thermal acid generator preferably used include SI-60, SI-80, SI-100, SI-110, SI-145, SI-150, SI-60L, SI-80L, SI-100L, SI -110L, SI-145L, SI-150L, SI-160L, SI-180L, 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-methylbenzyl-4- Hydroxyphenylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxy carbonate Isobornyl oxyphenyl dimethyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, (all manufactured by Sanshin Chemical Industry Co.) benzyl-4-methoxycarbonyloxy-phenyl methyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いられる光酸発生剤は、ブリーチング露光時に酸を発生する化合物であり、露光波長365nm(i線)、405nm(h線)、436nm(g線)、もしくはこれらの混合線の照射によって酸を発生する化合物である。したがって、同様の光源を用いるパターン露光においても酸が発生する可能性はあるが、パターン露光はブリーチング露光と比べて露光量が小さいために、少量の酸しか発生せずに問題とはならない。また、発生する酸としてはパーフルオロアルキルスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などの強酸であることが好ましく、カルボン酸が発生するキノンジアジド化合物はここでいう光酸発生剤の機能は有しておらず、本発明における熱架橋促進剤とは異なるものである。   The photoacid generator used in the present invention is a compound that generates an acid during bleaching exposure, and is irradiated with an exposure wavelength of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), 436 nm (g-line), or a mixed line thereof. Is a compound that generates an acid. Therefore, although there is a possibility that acid is generated even in pattern exposure using the same light source, since the exposure amount of pattern exposure is smaller than bleaching exposure, only a small amount of acid is generated, which is not a problem. The acid generated is preferably a strong acid such as perfluoroalkylsulfonic acid or p-toluenesulfonic acid, and the quinonediazide compound generating carboxylic acid does not have the function of a photoacid generator here. This is different from the thermal crosslinking accelerator in the present invention.

好ましく用いられる光酸発生剤の具体例としては、SI−100、SI−101、SI−105、SI−106、SI−109、PI−105、PI−106、PI−109、NAI−100、NAI−1002、NAI−1003、NAI−1004、NAI−101、NAI−105、NAI−106、NAI−109、NDI−101、NDI−105、NDI−106、NDI−109、PAI−01、PAI−101、PAI−106、PAI−1001(以上、みどり化学(株)製)、SP−077、SP−082(以上、(株)ADEKA製)、TPS−PFBS(以上、東洋合成工業(株)製)などが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the photoacid generator preferably used include SI-100, SI-101, SI-105, SI-106, SI-109, PI-105, PI-106, PI-109, NAI-100, and NAI. -1002, NAI-1003, NAI-1004, NAI-101, NAI-105, NAI-106, NAI-109, NDI-101, NDI-105, NDI-106, NDI-109, PAI-01, PAI-101 , PAI-106, PAI-1001 (above, Midori Chemical Co., Ltd.), SP-077, SP-082 (above, ADEKA Co., Ltd.), TPS-PFBS (above, Toyo Gosei Co., Ltd.) Etc. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、熱架橋促進剤として、上述した熱酸発生剤と光酸発生剤とを併用して用いることも可能である。   Further, as the thermal crosslinking accelerator, the above-described thermal acid generator and photoacid generator can be used in combination.

熱架橋促進剤の添加量は、特に制限は無いが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して0.01〜5重量部の範囲である。添加量が0.01重量部より少ないと効果が十分ではなく、5重量部より多いとプリベーク時やパターン露光時にポリシロキサンの架橋が起こる。   The addition amount of the thermal crosslinking accelerator is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polysiloxane. If the added amount is less than 0.01 parts by weight, the effect is not sufficient, and if it is more than 5 parts by weight, crosslinking of polysiloxane occurs during pre-baking or pattern exposure.

また、本発明の感光性シロキサン組成物は必要に応じて、増感剤、溶解促進剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、消泡剤などの添加剤を含有することもできる。   Moreover, the photosensitive siloxane composition of this invention can also contain additives, such as a sensitizer, a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, surfactant, a stabilizer, and an antifoamer, as needed.

本発明の感光性シロキサン組成物を用いた硬化膜の形成方法について説明する。本発明の感光性シロキサン組成物をスピンナー、ディッピング、スリットなどの公知の方法によって下地基板上に塗布し、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置でプリベークする。プリベークは、50〜150℃の範囲で30秒〜30分間行い、プリベーク後の膜厚は、0.1〜15μmとするのが好ましい。   A method for forming a cured film using the photosensitive siloxane composition of the present invention will be described. The photosensitive siloxane composition of the present invention is applied onto a base substrate by a known method such as spinner, dipping, or slit, and prebaked with a heating device such as a hot plate or oven. Pre-baking is performed in the range of 50 to 150 ° C. for 30 seconds to 30 minutes, and the film thickness after pre-baking is preferably 0.1 to 15 μm.

プリベーク後、ステッパー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、パラレルライトマスクアライナー(PLA)などの紫外可視露光機を用い、10〜4000J/m程度(波長365nm露光量換算)を所望のマスクを介して露光する。 After pre-baking, using a UV-visible exposure machine such as a stepper, mirror projection mask aligner (MPA), parallel light mask aligner (PLA), etc., about 10 to 4000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure conversion) through the desired mask Exposure.

露光後、現像により露光部が溶解し、ポジ型のパターンを得ることができる。現像方法としては、シャワー、ディッピング、パドルなどの方法で現像液に5秒〜10分間浸漬することが好ましい。現像液としては、公知のアルカリ現像液を用いることができる。具体的例としてはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩などの無機アルカリ、2−ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類、水酸化テトラメチルアンモニウム、コリン等の4級アンモニウム塩を1種あるいは2種以上含む水溶液等が挙げられる。   After exposure, the exposed portion is dissolved by development, and a positive pattern can be obtained. As a developing method, it is preferable to immerse in a developer for 5 seconds to 10 minutes by a method such as showering, dipping or paddle. As the developer, a known alkali developer can be used. Specific examples include alkali metal hydroxides, carbonates, phosphates, silicates, borates, and other inorganic alkalis, amines such as 2-diethylaminoethanol, monoethanolamine, diethanolamine, and tetramethyl hydroxide. Examples include aqueous solutions containing one or more quaternary ammonium salts such as ammonium and choline.

現像後、水でリンスすることが好ましい。また、必要であればホットプレート、オーブンなどの加熱装置で50〜150℃の範囲で脱水乾燥ベークを行うこともできる。   It is preferable to rinse with water after development. Further, if necessary, dehydration drying baking can be performed in the range of 50 to 150 ° C. with a heating device such as a hot plate or an oven.

その後、ブリーチング露光を行うことが好ましい。ブリーチング露光を行うことによって、膜中に残存する未反応のキノンジアジド化合物が光分解して、膜の光透明性がさらに向上する。ブリーチング露光の方法としては、PLAなどの紫外可視露光機を用い、100〜20000J/m程度(波長365nm露光量換算)を全面に露光する。 Thereafter, it is preferable to perform bleaching exposure. By performing bleaching exposure, the unreacted quinonediazide compound remaining in the film is photodegraded, and the light transparency of the film is further improved. As a method for bleaching exposure, an entire surface is exposed to about 100 to 20000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) using an ultraviolet-visible exposure machine such as PLA.

ブリーチング露光した膜を、必要であればホットプレート、オーブンなどの加熱装置で50〜150℃の範囲でソフトベークを行った後、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置で150〜450℃の範囲で1時間程度キュアすることで、表示素子におけるTFT用平坦化膜、半導体素子における層間絶縁膜、あるいは光導波路におけるコアやクラッド材といった硬化膜が形成される。   The film subjected to bleaching exposure is soft-baked in a range of 50 to 150 ° C. with a heating device such as a hot plate or oven if necessary, and then in a range of 150 to 450 ° C. with a heating device such as a hot plate or oven. By curing for about 1 hour, a flattened film for TFT in the display element, an interlayer insulating film in the semiconductor element, or a cured film such as a core or cladding material in the optical waveguide is formed.

本発明の感光性シロキサン組成物を用いて作製した硬化膜は、波長400nmにおける膜厚3μmあたりの光透過率が95%以上であり、さらに好ましくは98%以上である。光透過率が95%より低いと、液晶表示素子のTFT基板用平坦化膜として用いた場合、バックライトが通過する際に色変化が起こり、白色表示が黄色味を帯びる。   The cured film produced using the photosensitive siloxane composition of the present invention has a light transmittance of 95% or more per film thickness of 3 μm at a wavelength of 400 nm, more preferably 98% or more. When the light transmittance is lower than 95%, when used as a flattening film for a TFT substrate of a liquid crystal display element, a color change occurs when the backlight passes, and a white display becomes yellowish.

前記の波長400nmにおける膜厚3μmあたりの透過率は、以下の方法により求められる。組成物をテンパックスガラス板にスピンコーターを用いて任意の回転数でスピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で2分間プリベークする。その後、ブリーチング露光として、PLAを用いて、膜全面に超高圧水銀灯を6000J/m(波長365nm露光量換算)露光し、オーブンを用いて空気中220℃で1時間熱硬化して膜厚3μmの硬化膜を作製する。得られた硬化膜の紫外可視吸収スペクトルを(株)島津製作所製MultiSpec−1500を用いて測定し、波長400nmでの透過率を求める。 The transmittance per film thickness of 3 μm at the wavelength of 400 nm is determined by the following method. The composition is spin-coated on a Tempax glass plate at an arbitrary rotation number using a spin coater, and prebaked at 100 ° C. for 2 minutes using a hot plate. Then, as bleaching exposure, using PLA, the entire surface of the film was exposed to an ultra-high pressure mercury lamp at 6000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion), and thermally cured at 220 ° C. in air for 1 hour using an oven. A 3 μm cured film is produced. The ultraviolet-visible absorption spectrum of the obtained cured film is measured using MultiSpec-1500 manufactured by Shimadzu Corporation, and the transmittance at a wavelength of 400 nm is determined.

この硬化膜は表示素子におけるTFT用平坦化膜、半導体素子における層間絶縁膜、あるいは光導波路におけるコアやクラッド材等に好適に使用される。   This cured film is suitably used for a TFT planarizing film in a display element, an interlayer insulating film in a semiconductor element, or a core or cladding material in an optical waveguide.

本発明における素子は、上述のような高耐熱性、高透明性、低誘電率性の特性を併せ持つ硬化膜を有する表示素子、半導体素子、あるいは光導波路材を指し、特に、TFT用平坦化膜として有する液晶、ならびに有機EL表示素子に有効に用いられる。   The element in the present invention refers to a display element, a semiconductor element, or an optical waveguide material having a cured film having the above-mentioned characteristics of high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant, and in particular, a flattening film for TFT. As a liquid crystal and an organic EL display element.

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。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、以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples. In addition, it shows below about what used the abbreviation among the used compounds.

DAA:ジアセトンアルコール
EDM:ジエチレングリコールエチルメチルエーテル
GBL:γ−ブチロラクトン
また、得られたポリシロキサン溶液の固形分濃度、水分率、およびポリマーの重量平均分子量(Mw)は、以下の通り求めた。
DAA: diacetone alcohol EDM: diethylene glycol ethyl methyl ether GBL: γ-butyrolactone The solid content concentration, moisture content, and polymer weight average molecular weight (Mw) of the obtained polysiloxane solution were determined as follows.

(1)ポリシロキサン溶液の固形分濃度
アルミカップにポリシロキサン溶液を1g秤取し、ホットプレートを用いて250℃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を秤量して、ポリシロキサン溶液の固形分濃度を求めた。
(1) Solid content concentration of polysiloxane solution 1 g of the polysiloxane solution was weighed in an aluminum cup and heated at 250 ° C. for 30 minutes using a hot plate to evaporate the liquid content. The solid content remaining in the heated aluminum cup was weighed to determine the solid content concentration of the polysiloxane solution.

(2)ポリシロキサン溶液の水分率
カールフィッシャー水分計(京都電子工業(株)製MKS−520)を用いて、ハイドラナール・コンポジット5(商品名、Sigma−Aldrich社製)を滴定液として測定を行い、ポリシロキサン溶液の水分率を求めた。
(2) Moisture content of polysiloxane solution Using a Karl Fischer moisture meter (MKS-520, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.), measurement was performed using Hydranal Composite 5 (trade name, manufactured by Sigma-Aldrich) as a titrant. The moisture content of the polysiloxane solution was determined.

(3)ポリマーの重量平均分子量
GPCを用いてポリスチレン換算により求めた。
(3) Weight average molecular weight of polymer It calculated | required by polystyrene conversion using GPC.

合成例1 ポリシロキサン溶液(a)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを88.53g(0.65mol)、フェニルトリメトキシシランを69.41g(0.35mol)ジアセトンアルコール(以下、DAAと略する)を138.87g仕込み、室温で攪拌しながら水54gにリン酸0.158g(仕込みモノマーに対して0.1重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌し(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(a)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計120g留出した。得られたポリシロキサン溶液(a)の固形分濃度は39重量%、水分率は1.8重量%であった。また、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は6000であった。
Synthesis Example 1 Synthesis of Polysiloxane Solution (a) In a 500 ml three-necked flask, 88.53 g (0.65 mol) of methyltrimethoxysilane and 69.41 g (0.35 mol) of phenyltrimethoxysilane diacetone alcohol (hereinafter referred to as DAA) 138.87 g was added, and an aqueous phosphoric acid solution in which 0.158 g of phosphoric acid (0.1 wt% with respect to the charged monomer) was dissolved in 54 g of water was added over 10 minutes while stirring at room temperature. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (a). During heating and stirring, nitrogen was flowed at 0.05 l (liter) / min. During the reaction, a total of 120 g of methanol and water as by-products were distilled out. The resulting polysiloxane solution (a) had a solid content concentration of 39% by weight and a moisture content of 1.8% by weight. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 6000.

合成例2 ポリシロキサン溶液(b)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを88.53g(0.65mol)、フェニルトリメトキシシランを69.41g(0.35mol)ジアセトンアルコール(以下、DAAと略する)を138.87g仕込み、室温で攪拌しながら水54gにリン酸0.158g(仕込みモノマーに対して0.1重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌し(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(b)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素は流さなかった。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計115g留出した。得られたポリシロキサン溶液(b)の固形分濃度は38重量%、水分率は3.3重量%であった。また、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は6000であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of polysiloxane solution (b) In a 500 ml three-necked flask, 88.53 g (0.65 mol) of methyltrimethoxysilane and 69.41 g (0.35 mol) of phenyltrimethoxysilane diacetone alcohol (hereinafter referred to as DAA) 138.87 g was added, and an aqueous phosphoric acid solution in which 0.158 g of phosphoric acid (0.1 wt% with respect to the charged monomer) was dissolved in 54 g of water was added over 10 minutes while stirring at room temperature. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (b). In addition, nitrogen was not flowed during heating and stirring. During the reaction, a total of 115 g of methanol and water as by-products were distilled out. The resulting polysiloxane solution (b) had a solid content concentration of 38% by weight and a moisture content of 3.3% by weight. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 6000.

合成例3 ポリシロキサン溶液(c)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを23.84g(0.175mol)、フェニルトリメトキシシランを99.15g(0.5mol)、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを12.32g(0.05mol)、シリカ粒子DAA分散液であるクォートロンPL−2L−DAA(扶桑化学工業(株)製、シリカ粒子濃度:25重量%)を66.09g(シラン原子モル数で0.275mol)、DAAを63.04g仕込み、室温で撹拌しながら水39.15gにリン酸0.076g(仕込みモノマーに対して0.05重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分撹拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱撹拌し(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(c)を得た。なお、加熱撹拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計85g留出した。得られたポリシロキサン溶液(c)の固形分濃度は46重量%、水分率は2.0重量%であった。また、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は8000であった。
Synthesis Example 3 Synthesis of Polysiloxane Solution (c) 23.84 g (0.175 mol) of methyltrimethoxysilane, 99.15 g (0.5 mol) of phenyltrimethoxysilane, 2- (3,4) -Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (12.32 g, 0.05 mol), silica particle DAA dispersion, Quatron PL-2L-DAA (manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd., silica particle concentration: 25% by weight), 66 0.09 g ( 0.275 mol in terms of moles of silane atoms) and 63.04 g of DAA were charged, and 0.076 g of phosphoric acid (0.05 wt% with respect to the charged monomers) was dissolved in 39.15 g of water while stirring at room temperature. An aqueous phosphoric acid solution was added over 10 minutes. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (c). During heating and stirring, nitrogen was flowed at 0.05 l (liter) / min. During the reaction, a total of 85 g of methanol and water as by-products were distilled out. The resulting polysiloxane solution (c) had a solid content concentration of 46% by weight and a moisture content of 2.0% by weight. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 8000.

合成例4 ポリシロキサン溶液(d)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを30.65g(0.225mol)、フェニルトリメトキシシランを99.15g(0.5mol)、シリカ粒子DAA分散液であるクォートロンPL−2L−DAA(扶桑化学工業(株)製、シリカ粒子濃度:25重量%)を66.09g(シラン原子モル数で0.275mol)、DAAを57.53g仕込み、室温で撹拌しながら水39.15gにリン酸0.073g(仕込みモノマーに対して0.05重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分撹拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱撹拌し(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(d)を得た。なお、加熱撹拌中、窒素は流さなかった。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計80g留出した。得られたポリシロキサン溶液(d)の固形分濃度は45重量%、水分率は4.0重量%であった。また、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は9000であった。
Synthesis Example 4 Synthesis of Polysiloxane Solution (d) In a 500 ml three-necked flask, 30.65 g (0.225 mol) of methyltrimethoxysilane, 99.15 g (0.5 mol) of phenyltrimethoxysilane, and a silica particle DAA dispersion A certain quartztron PL-2L-DAA (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., silica particle concentration: 25 wt%) was charged with 66.09 g ( 0.275 mol in terms of moles of silane atoms), and 57.53 g of DAA was charged and stirred at room temperature. Then, a phosphoric acid aqueous solution in which 0.073 g of phosphoric acid (0.05 wt% with respect to the charged monomer) was dissolved in 39.15 g of water was added over 10 minutes. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (d). In addition, nitrogen was not flowed during heating and stirring. During the reaction, a total of 80 g of methanol and water as by-products were distilled out. The resulting polysiloxane solution (d) had a solid content concentration of 45% by weight and a moisture content of 4.0% by weight. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 9000.

合成例5 アクリルポリマー溶液(e)の合成
500mlの三口フラスコに2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を5g、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(EDM)を200g仕込んだ。引き続きスチレンを25g、メタクリル酸を20g、メタクリル酸グリシジルを45g、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレートを10g仕込み、室温でしばらく攪拌した後、フラスコ内を窒素置換した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて、5時間加熱攪拌し、アクリルポリマー溶液(e)を得た。得られたアクリルポリマー溶液(e)の固形分濃度は33重量%、水分率は0.1重量%であった。また、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は15000であった。
Synthesis Example 5 Synthesis of acrylic polymer solution (e) A 500 ml three-neck flask was charged with 5 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 g of diethylene glycol ethyl methyl ether (EDM). Subsequently, 25 g of styrene, 20 g of methacrylic acid, 45 g of glycidyl methacrylate, and 10 g of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate were added and stirred for a while at room temperature. Replaced. Thereafter, the flask was immersed in an oil bath at 70 ° C. and stirred for 5 hours to obtain an acrylic polymer solution (e). The resulting acrylic polymer solution (e) had a solid content concentration of 33% by weight and a moisture content of 0.1% by weight. Moreover, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 15000.

合成例6 キノンジアジド化合物(a)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)21.23g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド37.62g(0.14mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン15.58g(0.154mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。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、濾液を水に投入させた。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(a)を得た。
Synthesis Example 6 Synthesis of quinonediazide compound (a) Under a dry nitrogen stream, 21.23 g (0.05 mol) of TrisP-PA (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) and 37.62 g of 5-naphthoquinonediazidesulfonyl acid chloride ( 0.14 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. Here, 15.58 g (0.154 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system would not be 35 ° C. or higher. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (a) having the following structure.

Figure 0004910646
Figure 0004910646

合成例7 キノンジアジド化合物(b)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−PA21.23g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド26.87g(0.1mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン11.13g(0.11mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。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、濾液を水に投入させた。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(b)を得た。
Synthesis Example 7 Synthesis of quinonediazide compound (b) Under dry nitrogen stream, 21.23 g (0.05 mol) of TrisP-PA and 26.87 g (0.1 mol) of 5-naphthoquinonediazidesulfonyl chloride were dissolved in 450 g of 1,4-dioxane. And brought to room temperature. Here, 11.13 g (0.11 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature in the system would not be 35 ° C. or higher. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (b) having the following structure.

Figure 0004910646
Figure 0004910646

Figure 0004910646
Figure 0004910646

実施例1
合成例1で得られたポリシロキサン溶液(a)41.94g、合成例6で得られたキノンジアジド化合物(a)1.14g、溶剤としてDAA3.37g、γ−ブチロラクトン(以下、GBLと略する)3.25g、水0.3gを黄色灯下で混合、攪拌して均一溶液とした後、0.45μmのフィルターで濾過して組成物1を製造した。なお、製造した組成物1の水分率は2.1重量%であった。なお、組成物の水分率測定は、前述のポリシロキサン溶液の水分率測定と同様の方法にて行った。
Example 1
41.94 g of the polysiloxane solution (a) obtained in Synthesis Example 1, 1.14 g of the quinonediazide compound (a) obtained in Synthesis Example 6, 3.37 g of DAA as a solvent, and γ-butyrolactone (hereinafter abbreviated as GBL) 3.25 g and water (0.3 g) were mixed and stirred under a yellow light to obtain a uniform solution, and then filtered through a 0.45 μm filter to produce Composition 1. In addition, the moisture content of the manufactured composition 1 was 2.1 weight%. In addition, the moisture content measurement of the composition was performed by the method similar to the moisture content measurement of the above-mentioned polysiloxane solution.

組成物1をテンパックスガラス板(旭テクノガラス板(株)製)、およびシリコンウェハにスピンコーター(ミカサ(株)製1H−360S)を用いて任意の回転数でスピンコートした後、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて100℃で2分間プリベークし、膜厚4μmの膜を作製した。作製した膜をパラレルライトマスクアライナー(以下、PLAと略する)(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、超高圧水銀灯を感度測定用のグレースケールマスクを介して露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液であるELM−D(三菱ガス化学(株)製)で80秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。その後、ブリーチング露光として、PLA(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、膜全面に超高圧水銀灯を3000J/m(波長365nm露光量換算)露光した。その後、ホットプレートを用いて110℃で2分間ソフトベークし、次いでオーブン(タバイエスペック(株)製IHPS−222)を用いて空気中220℃で1時間キュアして硬化膜を作製した。 The composition 1 was spin-coated at an arbitrary number of revolutions using a spin coater (1H-360S manufactured by Mikasa Co., Ltd.) on a Tempax glass plate (Asahi Techno Glass plate Co., Ltd.) and a silicon wafer, and then hot plate (SCW-636 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) was used for pre-baking at 100 ° C. for 2 minutes to prepare a film having a thickness of 4 μm. Using a parallel light mask aligner (hereinafter abbreviated as PLA) (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), the produced film is exposed through a gray scale mask for sensitivity measurement, and then automatically developed. Using an apparatus (AD-2000 manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.), shower development was performed for 80 seconds with ELM-D (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), which is a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, and then with water. Rinse for 30 seconds. After that, as bleaching exposure, PLA (Canon Co., Ltd. PLA-501F) was used, and the entire surface of the film was exposed to 3000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) with an ultrahigh pressure mercury lamp. After that, soft baking was performed at 110 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and then cured in air at 220 ° C. for 1 hour using an oven (Ibayespek Corporation IHPS-222) to prepare a cured film.

感光特性、および硬化膜特性の評価結果を表2に示す。なお、表中の評価は以下の方法で行った。なお、下記の(4)、(5)、(6)、(7)の評価はシリコンウェハ基板を、(9)の評価はテンパックスガラス板を用いて行った。   Table 2 shows the evaluation results of the photosensitive characteristics and the cured film characteristics. The evaluation in the table was performed by the following method. The following (4), (5), (6) and (7) were evaluated using a silicon wafer substrate, and (9) was evaluated using a Tempax glass plate.

(4)膜厚測定
大日本スクリーン製造(株)製ラムダエースSTM−602を用いて、屈折率1.50で測定を行った。
(4) Measurement of film thickness Using a Lambda Ace STM-602 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., measurement was performed at a refractive index of 1.50.

(5)残膜率の算出
残膜率は以下の式に従って算出した。
残膜率(%)=現像後の未露光部膜厚÷プリベーク後の膜厚×100
(6)感度の算出
露光、現像後、10μmのライン・アンド・スペースパターンを1対1の幅に形成する露光量(以下、これを最適露光量という)を感度とした。
(5) Calculation of remaining film rate The remaining film rate was calculated according to the following formula.
Residual film ratio (%) = unexposed film thickness after development / film thickness after pre-baking × 100
(6) Calculation of sensitivity After exposure and development, the exposure amount (hereinafter referred to as the optimum exposure amount) for forming a 10 μm line-and-space pattern in a one-to-one width was defined as sensitivity.

(7)解像度の算出
最適露光量における現像後の最小パターン寸法を現像後解像度、キュア後の最小パターン寸法をキュア後解像度とした。
(7) Calculation of resolution The minimum pattern size after development at the optimum exposure amount was taken as post-development resolution, and the minimum pattern size after cure was taken as post-cure resolution.

(8)重量減少率
組成物をアルミセルに約100mg入れ、熱重量測定装置TGA−50((株)島津製作所製)を用い、窒素雰囲気中、昇温速度10℃/分で300℃まで加熱し、そのまま1時間加熱硬化させ、その後昇温速度10℃/分で400℃までで昇温した時の、重量減少率を測定した。300℃に到達したときの重量を測定し、さらに400℃に到達した時の重量を測定し、300℃時の重量との差を求め、減少した重量分を重量減少率として求めた。
(8) Weight reduction rate About 100 mg of the composition was put in an aluminum cell, and heated to 300 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a thermogravimetric apparatus TGA-50 (manufactured by Shimadzu Corporation). Then, it was cured by heating for 1 hour, and then the weight reduction rate was measured when the temperature was raised to 400 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min. The weight when reaching 300 ° C. was measured, the weight when reaching 400 ° C. was measured, the difference from the weight at 300 ° C. was determined, and the reduced weight was determined as the weight reduction rate.

(9)光透過率の測定
MultiSpec−1500((株)島津製作所)を用いて、まずテンパックスガラス板のみを測定し、その紫外可視吸収スペクトルをリファレンスとした。次に各キュア膜をテンパックスガラスに形成し、これをサンプルとし、サンプルを用いてシングルビームで測定し、3μmあたりの波長400nmでの光透過率を求め、リファレンスとの差異を硬化膜の透過率とした。
(9) Measurement of light transmittance First, only the Tempax glass plate was measured using MultiSpec-1500 (Shimadzu Corporation), and the UV-visible absorption spectrum was used as a reference. Next, each cured film is formed on Tempax glass, and this is used as a sample. Using the sample, measurement is performed with a single beam, light transmittance at a wavelength of 400 nm per 3 μm is obtained, and the difference from the reference is transmitted through the cured film. Rate.

(10)誘電率の測定
アルミ基板に、組成物を塗布、プリベーク、露光、キュア処理し、薄膜を形成した。その後この薄膜上部にアルミ電極を形成し、1kHzにおける静電容量をアジレント・テクノロジー社製のLCRメーター4284Aを用いて測定し、下記式により誘電率(ε)を求めた。なお現像処理はしていない。
ε=C・d/ε・S
但し、Cは静電容量、dは試料膜厚、εは真空中の誘電率、Sは上部電極面積である。
(10) Measurement of dielectric constant A thin film was formed by coating, pre-baking, exposing and curing the composition on an aluminum substrate. Thereafter, an aluminum electrode was formed on the upper part of the thin film, and the capacitance at 1 kHz was measured using an LCR meter 4284A manufactured by Agilent Technologies, and the dielectric constant (ε) was determined by the following formula. The development process is not performed.
ε = C · d / ε 0 · S
Where C is the capacitance, d is the sample film thickness, ε 0 is the dielectric constant in vacuum, and S is the upper electrode area.

実施例2、4〜8、比較例2
組成物2、4〜8、10を表1に記載の組成のとおりに、組成物1と同様にして製造した。なお、熱架橋性化合物として用いたOXT−191(商品名、東亜合成(株)製)、エピコート828(商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)、熱架橋促進剤として用いたTPS−PFBS(商品名、東洋合成工業(株)製)は下記に示した構造の化合物である。
Examples 2, 4-8, Comparative Example 2
Compositions 2, 4-8, and 10 were produced in the same manner as Composition 1 according to the compositions described in Table 1. In addition, OXT-191 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) used as a thermal crosslinkable compound, Epicoat 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), TPS-PFBS (used as a thermal crosslinking accelerator) The trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd., is a compound having the structure shown below.

Figure 0004910646
Figure 0004910646

得られた各組成物を用いて、実施例1と同様にして各組成物の評価を行った。結果を表2に示す。   Each composition was evaluated in the same manner as in Example 1 using each obtained composition. The results are shown in Table 2.

実施例3
合成例2で得られたポリシロキサン溶液(b)43.04g、合成例6で得られたキノンジアジド化合物(a)1.14g、溶剤としてDAA2.57g、GBL3.25g、水は無添加で、黄色灯下で混合し、攪拌して均一溶液とした後、0.45μmのフィルターで濾過して組成物3を製造した。なお、製造した組成物3の水分率は2.8重量%であった。得られた組成物3を用いて、実施例1と同様にして各組成物の評価を行った。結果を表2に示す。
Example 3
43.04 g of the polysiloxane solution (b) obtained in Synthesis Example 2, 1.14 g of the quinonediazide compound (a) obtained in Synthesis Example 6, 2.57 g of DAA as a solvent, 3.25 g of GBL, water is not added, and yellow After mixing under a lamp and stirring to obtain a homogeneous solution, the mixture was filtered through a 0.45 μm filter to produce Composition 3. The manufactured composition 3 had a moisture content of 2.8% by weight. Using the obtained composition 3, each composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

比較例1、3
組成物9、11を表1に記載の組成のとおりに、組成物3と同様にして製造した。得られた組成物9、11を用いて、実施例1と同様にして各組成物の評価を行った。結果を表2に示す。ただし、組成物11を用いた比較例3の現像は、0.4重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(ELM−Dを水で希釈したもの)で80秒間シャワー現像して行った。
Comparative Examples 1 and 3
Compositions 9 and 11 were produced in the same manner as Composition 3 according to the compositions described in Table 1. Using the obtained compositions 9 and 11, each composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. However, the development of Comparative Example 3 using the composition 11 was performed by shower development for 80 seconds with a 0.4 wt% aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (ELM-D diluted with water).

Figure 0004910646
Figure 0004910646

Claims (4)

(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を含有する感光性シロキサン組成物であって、その組成物中の水の含有率が2重量%を超えて10重量%以下である感光性シロキサン組成物。 (A) a photosensitive siloxane composition containing a polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% relative to Si atoms, (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent, A photosensitive siloxane composition having a water content of more than 2 wt% and not more than 10 wt%. (a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサンが、一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上と、シリカ粒子を反応させることによって合成されるポリシロキサンである請求項1記載の感光性シロキサン組成物。
Figure 0004910646
(式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0から3の整数を表す。)
(A) A polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% based on Si atoms is synthesized by reacting silica particles with one or more organosilanes represented by the general formula (1). The photosensitive siloxane composition according to claim 1, which is a polysiloxane.
Figure 0004910646
(In the formula, R 1 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 1 are the same or different. R 2 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 2 may be the same. (N may represent an integer of 0 to 3).
(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を含有する感光性シロキサン組成物の製造方法であって、(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を調合する際に、得られる感光性シロキサン組成物中の水の含有率が2重量%を超えて10重量%以下になるように水を添加する感光性シロキサン組成物の製造方法。 (A) A method for producing a photosensitive siloxane composition comprising a polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% relative to Si atoms, (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent, a) When the polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% with respect to Si atoms, (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent, water in the resulting photosensitive siloxane composition is prepared. A method for producing a photosensitive siloxane composition, wherein water is added so that the content is more than 2% by weight and not more than 10% by weight. (a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を含有する感光性シロキサン組成物の製造方法であって、(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤を調合する際に、(a)フェニル基の含有率がSi原子に対して35〜55モル%であるポリシロキサンの合成時に生成する水を残存させたポリシロキサンを用いることによって、得られる感光性シロキサン組成物中の水の含有率を2重量%を超えて10重量%以下にする感光性シロキサン組成物の製造方法。 (A) A method for producing a photosensitive siloxane composition comprising a polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% relative to Si atoms, (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent, a) When preparing a polysiloxane having a phenyl group content of 35 to 55 mol% relative to Si atoms, (b) a quinonediazide compound, and (c) a solvent, (a) the phenyl group content is Si atoms. The content of water in the resulting photosensitive siloxane composition is more than 2% by weight and 10% by using the polysiloxane in which the water generated during the synthesis of the polysiloxane of 35 to 55 mol% with respect to the remaining amount is used. The manufacturing method of the photosensitive siloxane composition made into weight% or less.
JP2006301288A 2006-11-07 2006-11-07 Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film Active JP4910646B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006301288A JP4910646B2 (en) 2006-11-07 2006-11-07 Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006301288A JP4910646B2 (en) 2006-11-07 2006-11-07 Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008116785A JP2008116785A (en) 2008-05-22
JP2008116785A5 JP2008116785A5 (en) 2009-12-24
JP4910646B2 true JP4910646B2 (en) 2012-04-04

Family

ID=39502744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006301288A Active JP4910646B2 (en) 2006-11-07 2006-11-07 Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4910646B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5105555B2 (en) 2007-11-13 2012-12-26 株式会社Adeka Positive photosensitive composition, positive permanent resist, and method for producing positive permanent resist
JP5397607B2 (en) * 2008-09-05 2014-01-22 Jsr株式会社 Curable resin composition, protective film and method for forming protective film
KR101580854B1 (en) * 2008-09-05 2015-12-30 제이에스알 가부시끼가이샤 Curable resin composition set for forming resin cured film protective film and process for forming protective film
JP4960330B2 (en) * 2008-10-21 2012-06-27 株式会社Adeka Positive photosensitive composition and permanent resist
KR20100066808A (en) * 2008-12-10 2010-06-18 주식회사 동진쎄미켐 Positive photosensitive organic-inorganic hybrid insulator
JP5917150B2 (en) * 2009-11-27 2016-05-11 Jsr株式会社 Positive radiation-sensitive composition, cured film and method for forming the same
JP5762706B2 (en) * 2010-09-06 2015-08-12 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Photosensitive resin composition and method for producing cured relief pattern
KR102472280B1 (en) * 2016-08-19 2022-12-01 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 Photosensitive resin composition and cured film prepared therefrom

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59182442A (en) * 1983-04-01 1984-10-17 Nec Corp Photographic etching method
JP2001056565A (en) * 1999-08-20 2001-02-27 Jsr Corp Composition for underlayer film of resist
JP4784283B2 (en) * 2004-11-26 2011-10-05 東レ株式会社 Positive photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4670693B2 (en) * 2005-03-18 2011-04-13 東レ株式会社 Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008116785A (en) 2008-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4670693B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4784283B2 (en) Positive photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4853228B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, element having cured film, and pattern forming method
JP5003081B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5099140B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5423802B2 (en) Positive photosensitive resin composition, cured film and optical device using the same
JP4655914B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4687315B2 (en) Photosensitive resin composition, cured film formed therefrom, and element having cured film
JP5696665B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP2007193318A (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed of the same and element having cured film
JP4910646B2 (en) Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film
JP4725160B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP2013114238A (en) Positive photosensitive composition, cured film formed of the positive photosensitive composition and element having the cured film
JP5659561B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5444704B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP2009169343A (en) Photosensitive composition, cured film formed thereof, and element having cured film
JP2012053381A (en) Positive photosensitive composition, cured film formed therefrom and element having cured film
JP2008020898A (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed from the same and element having cured film
JP2007226214A (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed of the same and element having cured film
JP5343649B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP2010032977A (en) Positive photosensitive composition, cured film formed of the same, and device with cured film
JP5169027B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5540632B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5233526B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5056260B2 (en) Photosensitive siloxane composition, method for producing the same, cured film formed therefrom, and device having the cured film

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091109

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111004

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111220

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120102

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4910646

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150127

Year of fee payment: 3