JP5516484B2 - Positive-type liquid repellent resist composition - Google Patents

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本発明は、撥液領域および親液領域からなるパターン表面をフォトリソグラフィー法により製造するための撥液レジスト組成物(LYOPHOBIC RESIST COMPOSITION)に関する。   The present invention relates to a liquid repellent resist composition (LYOPHOBIC RESIST COMPOSITION) for producing a pattern surface comprising a liquid repellent region and a lyophilic region by a photolithography method.

ディスプレイ用の画素、配線、薄膜トランジスタ(TFT)、バイオチップなどのデバイスを、インクジェットに代表される印刷技術で製造するためには、予め基板をフォトリソグラフィー法によりマイクロメートルスケールで撥液−親液領域にパターニングしなければならない。撥液−親液パターンの形成のためには相反する性質と考えられる撥液性(非水溶性)と現像性(アルカリ水溶液への溶解性)を兼ね備えたレジスト(以下、「撥液レジスト」と命名)組成物が必要であり、これに配合するフッ素系ポリマーとして例えば、以下の二つの技術が開示されている。   In order to manufacture display pixels, wiring, thin film transistors (TFTs), biochips, and other devices using printing techniques such as inkjet, the substrate is lyophobic and lyophilic on the micrometer scale in advance by photolithography. Must be patterned. Liquid repellent-a resist having both liquid repellency (water-insoluble) and developability (solubility in an aqueous alkali solution) which are considered to be contradictory properties for forming a lyophilic pattern (hereinafter referred to as "liquid repellent resist") Nomenclature) A composition is required, and the following two technologies are disclosed as fluorine-based polymers to be blended therein.

特許公開公報第2008−287251号には、(i)炭素数4〜6のフルオロアルキル基(以下、Rf基と省略する。)を含有するα位置換型アクリレート、(ii)不飽和有機酸、(iii)エポキシ基含有モノマーおよび(iv)アルキレンオキシ基を含有するモノマーから成る共重合体のフッ素系ポリマーが開示されており、また、特許第4370843号公報には、パーフルオロポリエーテル基と酸性基を必須成分とするフッ素系ポリマーより得られる撥液レジスト組成物が開示されている。   Patent Publication No. 2008-287251 includes (i) an α-substituted acrylate containing a fluoroalkyl group having 4 to 6 carbon atoms (hereinafter abbreviated as Rf group), (ii) an unsaturated organic acid, A copolymer-based fluoropolymer comprising (iii) an epoxy group-containing monomer and (iv) an alkyleneoxy group-containing monomer is disclosed, and Japanese Patent No. 4370843 discloses a perfluoropolyether group and an acidic group. A liquid repellent resist composition obtained from a fluorine-based polymer having a group as an essential component is disclosed.

しかしながら、このような従来の撥液レジスト組成物は紫外線照射部が硬化するネガ型レジストであり、紫外線照射部がアルカリ可溶性になり現像可能となるポジ型レジストには対応していなかった。ポジ型レジストはネガ型よりも微細加工に適している。また、撥液パターンを形成後に機能材料インクをパターン状に塗布した後、撥液パターンが不要となれば、基板を全面露光、アルカリ現像液処理することにより撥液パターンを除去できるなどの優れた特徴がある。ネガ型レジスト向けに設計されたフッ素系ポリマーをポジ型レジストに使用すると現像時に残渣が残るなどの問題があった。   However, such a conventional liquid repellent resist composition is a negative resist in which the ultraviolet irradiation part is cured, and does not correspond to a positive resist in which the ultraviolet irradiation part becomes alkali-soluble and can be developed. A positive resist is more suitable for fine processing than a negative resist. In addition, after applying the functional material ink in a pattern after forming the liquid repellent pattern, if the liquid repellent pattern becomes unnecessary, the liquid repellent pattern can be removed by exposing the substrate to the whole surface and treating with an alkali developer. There are features. When a fluorine-based polymer designed for a negative resist is used for a positive resist, there is a problem that a residue remains during development.

一方、国際公開公報WO2008/090827(日産化学)には、熱架橋性を有する2種類の官能基、フルオロアルキル基を有する官能基並びにケイ素原子を含有する官能基の計4種類の官能基を有するアルカリ可溶性樹脂を主成分とするポジ型感光性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、この組成物の感光特性は撥油特性が必ずしも十分とは云えず、さらにケイ素原子を有する官能基を有するために保存安定性が必ずしも十分とは云えず、更なる改良が求められている。   On the other hand, International Publication No. WO2008 / 090828 (Nissan Chemical) has a total of four types of functional groups: two functional groups having thermal crosslinkability, a functional group having a fluoroalkyl group, and a functional group containing a silicon atom. A positive photosensitive resin composition containing an alkali-soluble resin as a main component is disclosed. However, the photosensitive properties of this composition are not necessarily sufficient for oil repellency, and since it has a functional group having a silicon atom, the storage stability is not necessarily sufficient, and further improvement is required. .

特許公開公報第2008−287251号Patent Publication No. 2008-287251 特許第4370843号公報Japanese Patent No. 4370843 国際公開公報WO2008/090827International Publication No. WO2008 / 090828

そこで、現像後のレジスト膜上面が撥液性となるフッ素系ポリマー含有のポジ型レジスト組成物が望まれている。本発明の目的は、特定構造を有するフルオロアクリレート共重合体を含有する、撥液性と現像性の両立が可能なポジ型撥液レジスト組成物を提供することである。   Therefore, a positive resist composition containing a fluorine polymer in which the upper surface of the resist film after development is liquid repellent is desired. An object of the present invention is to provide a positive type liquid repellent resist composition containing a fluoroacrylate copolymer having a specific structure and capable of achieving both liquid repellency and developability.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、特定のフッ素系ポリマーを配合したポジ型レジスト組成物を用いることにより、前記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明はフッ素系ポリマーを含有し、良好な撥液性と現像性が両立可能なポジ型レジスト組成物を提供するものである。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a positive resist composition containing a specific fluorine-based polymer. Reached. That is, the present invention provides a positive resist composition containing a fluorine-based polymer and having both good liquid repellency and developability.

本発明は、撥液レジスト組成物であって、
(a1)炭素数4〜8のフルオロアルキル基[炭素原子間にエーテル性酸素原子を有していてもよい]を有するα位置換アクリレート[α位の置換基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX12基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子または塩素原子)、シアノ基、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のフルオロアルキル基、置換もしくは非置換のベンジル基、置換もしくは非置換のフェニル基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状アルキル基である]100重量部、
(a2)不飽和有機酸[酸性基は酸エステル形成基で保護されていてもよい]30〜60重量部、
(a3)エポキシ基含有モノマー 10〜25重量部、および
(a4)(RO)[Rは−(CH)−または−(CH)−、Rは水素またはメチル基、nは1〜10である]で示されるアルキレンオキシ基を含有するモノマー 40〜80重量部
を繰り返し単位とするフッ素系ポリマー(A)を含有し、
フッ素系ポリマー(A)のフッ素濃度が15〜40重量%および重量平均分子量が3,000〜20,000であるポジ型撥液レジスト組成物を提供する。
The present invention is a liquid repellent resist composition,
(A1) α-substituted acrylate having a fluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms [which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms] [the substituent at the α-position is a fluorine atom, a chlorine atom, bromine; Atom, iodine atom, CFX 1 X 2 group (where X 1 and X 2 are a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom), a cyano group, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, A substituted or unsubstituted benzyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms] 100 parts by weight,
(A2) Unsaturated organic acid [the acidic group may be protected with an acid ester-forming group] 30 to 60 parts by weight,
(A3) 10-25 parts by weight of an epoxy group-containing monomer, and (a4) (R 1 O) n R 2 [R 1 is — (CH 2 ) 2 — or — (CH 2 ) 3 —, R 2 is hydrogen or Containing a fluorine-based polymer (A) having a repeating unit of 40 to 80 parts by weight of a monomer containing an alkyleneoxy group represented by a methyl group, n is 1 to 10,
Provided is a positive-type liquid repellent resist composition having a fluorine concentration of 15 to 40% by weight and a weight average molecular weight of 3,000 to 20,000 of the fluorine-based polymer (A).

本発明はまた、前記ポジ型撥液レジスト組成物を用いる薄膜トランジスタ(TFT)基板の製造方法及び該製造方法で得られるTFT基板、有機EL画素の製造方法及び該製造方法で得られる有機EL画素を含有する有機ELデバイスを提供する。   The present invention also provides a method for producing a thin film transistor (TFT) substrate using the positive-type liquid repellent resist composition, a TFT substrate obtained by the production method, a method for producing an organic EL pixel, and an organic EL pixel obtained by the production method. Provided is an organic EL device containing the same.

本発明の撥液レジスト組成物は、明瞭な濡れのコントラストを有する撥液-親液パターンを基板上に形成することができる。すなわち、本発明の撥液レジスト組成物を用いて、例えば、フォトリソグラフィー法により、基板上に親液領域および撥液領域からなるパターンを形成することができて、その際に、(1)撥液領域に充分な撥液性を付与し、(2)現像後の残渣が少なく、(3)現像時にフッ素系ポリマーが親液領域に溶出されにくく[(1)〜(3)は、いわゆる「パターンの切れが良い」ことを意味する]、(4)フッ素系ポリマーがレジスト構成成分に対して高い相溶性を示し、(5)基板への塗布性が良い、等の特性を示す。   The lyophobic resist composition of the present invention can form a lyophobic-lyophilic pattern having a clear wetting contrast on a substrate. That is, by using the lyophobic resist composition of the present invention, a pattern comprising a lyophilic region and a lyophobic region can be formed on a substrate by, for example, a photolithography method. Sufficient liquid repellency is imparted to the liquid region, (2) there is little residue after development, and (3) the fluoropolymer is less likely to be eluted into the lyophilic region during development [(1) to (3) are so-called “ This means that the pattern is cut off.] (4) The fluorine-based polymer exhibits high compatibility with the resist constituents, and (5) the coating property to the substrate is good.

以下、本発明を詳細に説明する。
<フッ素系ポリマー製造に用いるモノマー>
本発明の撥液レジスト組成物で使用するフッ素系ポリマー(A)において、成分(a1)は炭素数4〜8のフルオロアルキル基(炭素原子間にエーテル性酸素原子を有していてもよい)を有するα位置換アクリレートである。α位の置換基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX12基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子または塩素原子)、シアノ基、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のフルオロアルキル基、置換もしくは非置換のベンジル基、置換もしくは非置換のフェニル基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状アルキル基である。
フッ素系ポリマー(A)は、さらに不飽和有機酸(a2)、エポキシ基含有モノマー(a3)およびアルキレンオキシ基を含有するモノマー(a4)を含有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Monomers used for fluoropolymer production>
In the fluorine-based polymer (A) used in the liquid repellent resist composition of the present invention, the component (a1) is a fluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms (which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms). Α-substituted acrylate having The α-position substituent is fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, CFX 1 X 2 group (where X 1 and X 2 are hydrogen atom, fluorine atom or chlorine atom), cyano group, carbon number 1 A -20 linear or branched fluoroalkyl group, a substituted or unsubstituted benzyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The fluorine-based polymer (A) further contains an unsaturated organic acid (a2), an epoxy group-containing monomer (a3), and a monomer (a4) containing an alkyleneoxy group.

フッ素系ポリマー(A)の成分(a1)、(a2)、(a3)、(a4)の組成比は、
α位置換アクリレート(a1)100重量部に対して
不飽和有機酸(a2)30〜60重量部、好ましくは35〜55重量部であってよく、
・エポキシ基含有モノマー(a3)10〜25重量部、好ましくは10〜20重量部であってよく、
・アルキレンオキシ基を含有するモノマー(a4)40〜80重量部、好ましくは50〜70重量部、例えば、50〜65重量部であってよい。
α位置換アクリレート(a1)は、フッ素系ポリマー(A)に対して20〜70重量%、より好ましくは30〜65重量%、例えば40〜55重量%であることが好ましい。
The composition ratio of the components (a1), (a2), (a3) and (a4) of the fluoropolymer (A) is as follows:
The unsaturated organic acid (a2) may be 30 to 60 parts by weight, preferably 35 to 55 parts by weight, based on 100 parts by weight of the α-substituted acrylate (a1).
The epoxy group-containing monomer (a3) may be 10 to 25 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight,
The monomer (a4) containing an alkyleneoxy group may be 40 to 80 parts by weight, preferably 50 to 70 parts by weight, for example, 50 to 65 parts by weight.
The α-substituted acrylate (a1) is preferably 20 to 70% by weight, more preferably 30 to 65% by weight, for example 40 to 55% by weight, based on the fluoropolymer (A).

フッ素系ポリマー(A)において、フッ素濃度が、10〜40重量%、好ましくは15〜35重量%、より好ましくは15〜25重量%であってよく、重量平均分子量が3,000〜20,000、好ましくは5,000〜15,000であってよい。
α位置換アクリレート(a1)を減らして(a2)エポキシ基含有モノマーを増量することにより、フッ素系ポリマーの(i)撥液レジスト組成物中での相溶性、(ii)他の原料との架橋性および(iii)アルカリ可溶性を改善することができる。
In the fluoropolymer (A), the fluorine concentration may be 10 to 40% by weight, preferably 15 to 35% by weight, more preferably 15 to 25% by weight, and the weight average molecular weight is 3,000 to 20,000. , Preferably 5,000 to 15,000.
By reducing the α-substituted acrylate (a1) and increasing the amount of the (a2) epoxy group-containing monomer, (i) compatibility of the fluorinated polymer in the liquid repellent resist composition, (ii) cross-linking with other raw materials And (iii) alkali solubility can be improved.

フッ素系ポリマー(A)を構成するα位置換アクリレート(a1)が40〜55重量%であり、かつ、フッ素系ポリマー(A)のフッ素濃度が15〜25重量%であると、撥液性が高く、かつ撥液レジスト組成物を構成するその他の成分との相溶性が良好である。フッ素系ポリマー(A)の重量平均分子量が5,000〜15,000であると、撥液レジスト膜中でのフッ素系ポリマー(A)の表面偏析性が優れ、少ない量で十分な撥液性を付与することができる。   When the α-substituted acrylate (a1) constituting the fluorine-based polymer (A) is 40 to 55% by weight and the fluorine concentration of the fluorine-based polymer (A) is 15 to 25% by weight, the liquid repellency is It is high and has good compatibility with other components constituting the liquid repellent resist composition. When the weight average molecular weight of the fluorinated polymer (A) is from 5,000 to 15,000, the surface segregation of the fluorinated polymer (A) in the liquid repellent resist film is excellent, and a small amount is sufficient for liquid repellency. Can be granted.

フッ素系ポリマー(A)のアルキレンオキシ基含有モノマー(a4)として水酸基含有モノマーを使用する場合は、さらにイソシアネート基含有(メタ)アクリレートをポリマー中の該水酸基と反応させてもよい。
フッ素系ポリマー(A)はランダム、交互、ブロック、グラフト共重合体のいずれでもよい。
When a hydroxyl group-containing monomer is used as the alkyleneoxy group-containing monomer (a4) of the fluorine-based polymer (A), an isocyanate group-containing (meth) acrylate may be further reacted with the hydroxyl group in the polymer.
The fluoropolymer (A) may be random, alternating, block, or graft copolymer.

α位置換アクリレート(a1)は、
式:

Figure 0005516484
[式中、Xは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX12基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状もしくは分岐状のフルオロアルキル基、置換もしくは非置換のベンジル基、置換もしくは非置換のフェニル基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状アルキル基であり、
Yは、直接結合、酸素原子を有していてもよい炭素数1〜10の脂肪族基、酸素原子を有していてもよい炭素数6〜10の芳香族基、環状脂肪族基もしくは芳香脂肪族基、−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OY1)CH2−基(但し、Y1は水素原子またはアセチル基である。)、または、−(CH2)SO−基(nは1〜10)である。Rfは炭素数4〜8の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基(炭素原子間にエーテル性酸素原子を有していてもよい)である]
であることが好ましい。 α-substituted acrylate (a1) is
formula:
Figure 0005516484
[Wherein X is a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, CFX 1 X 2 group (where X 1 and X 2 are a hydrogen atom, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom or iodine atom) ), A cyano group, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 21 carbon atoms, a substituted or unsubstituted benzyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a straight chain having 1 to 20 carbon atoms or A branched alkyl group,
Y is a direct bond, an aliphatic group having 1 to 10 carbon atoms which may have an oxygen atom, an aromatic group having 6 to 10 carbon atoms which may have an oxygen atom, a cyclic aliphatic group or an aromatic group. An aliphatic group, a —CH 2 CH 2 N (R 1 ) SO 2 — group (where R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), a —CH 2 CH (OY 1 ) CH 2 — group ( However, Y 1 is a hydrogen atom or an acetyl group), or, -. a group (n is 1~10) - (CH2) n SO 2. Rf is a linear or branched fluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms (which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms)]
It is preferable that

Rfが炭素原子間にエーテル性酸素原子を含まないパーフルオロアルキル基の場合、特に炭素数4〜6のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
Rfが炭素原子間にエーテル性酸素原子を含むパーフルオロポリエーテル基の場合、特に炭素数6〜8であることが好ましい。
α位置換アクリレート(a1)の例は、次のとおりである。
When Rf is a perfluoroalkyl group not containing an etheric oxygen atom between carbon atoms, a perfluoroalkyl group having 4 to 6 carbon atoms is particularly preferable.
When Rf is a perfluoropolyether group containing an etheric oxygen atom between carbon atoms, it is particularly preferred that it has 6 to 8 carbon atoms.
Examples of the α-substituted acrylate (a1) are as follows.

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Rf-SO2(CH2)3-OCO-CH=CH2
Figure 0005516484
Rf-SO 2 (CH 2 ) 3 -OCO-CH = CH 2

CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2N(-CH3)SO2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2N(-C2H5)SO2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-CH2CH(-OH)CH2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-CH2CH(-OCOCH3)CH2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)- NH- (CH2)2-Rf
CH2=C(-F)- C(=O)- O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-F)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-S-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-S-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)2-SO2-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-NH-(CH2)2-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)3-S-Rf
CH2=C(-Cl)-C(=O)-O-(CH2)3-SO2-Rf
CH2=C(-CH3)-C(=O)-O-(CH2)2-Rf
[式中、Rfは炭素数4〜8の直鎖状または分岐状のフルオロアルキル基(炭素原子間にエーテル性酸素原子を有していてもよい)である]
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 N (-CH 3 ) SO 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 N (-C 2 H 5 ) SO 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O-CH 2 CH (-OH) CH 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O-CH 2 CH (-OCOCH 3 ) CH 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -S-Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -S- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 3 -SO 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -SO 2- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O)-NH- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-F)-C (= O)-O- (CH 2 ) 2 -S-Rf
CH 2 = C (-F) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -S- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-F) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -SO 2 -Rf
CH 2 = C (-F) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -SO 2- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-F) -C (= O) -NH- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -S-Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -S- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -SO 2 -Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -SO 2- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -NH- (CH 2 ) 2 -Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -O- (CH 2 ) 3 -S-Rf
CH 2 = C (-Cl) -C (= O) -O- (CH 2 ) 3 -SO 2 -Rf
CH 2 = C (-CH 3 ) -C (= O) -O- (CH 2 ) 2 -Rf
[Wherein, Rf is a linear or branched fluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms (which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms)]

不飽和有機酸(a2)は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合、および少なくとも1つの酸基[例えば、カルボキシル基(COOH基)]を有するモノマーであり、フッ素系ポリマー(A)の酸価が10〜200mgKOH/gとなるように共重合する。ここで、酸性基が酸エステル形成基で保護されている場合は、例えば、光酸発生剤からの酸による加水分解を受けて脱保護された後のフッ素系ポリマー(A)の酸価が10〜200mgKOH/gとなるように共重合するのが好ましい。従って、脱保護する前のフッ素系ポリマー(A)の酸価は10未満であってもよい。
酸価は、JIS0070.2.1で定義されるものであり、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数をいう。不飽和有機酸の特に好ましい例は、不飽和カルボン酸、例えば、遊離の不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸無水物である。不飽和有機酸(a4)の例は、(メタ)アクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸およびケイ皮酸等である。不飽和有機酸(a2)は、電磁波照射領域におけるアルカリ現像液との溶解性をフッ素系ポリマー(A)に付与する。
The unsaturated organic acid (a2) is a monomer having at least one carbon-carbon double bond and at least one acid group [for example, a carboxyl group (COOH group)], and the acid value of the fluoropolymer (A). Is 10 to 200 mgKOH / g. Here, when the acidic group is protected with an acid ester-forming group, for example, the acid value of the fluoropolymer (A) after being deprotected by hydrolysis with an acid from a photoacid generator is 10 It is preferable to carry out the copolymerization so that it becomes -200 mgKOH / g. Therefore, the acid value of the fluoropolymer (A) before deprotection may be less than 10.
The acid value is defined in JIS0070.2.1, and means the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize free fatty acid, resin acid, etc. contained in 1 g of a sample. Particularly preferred examples of unsaturated organic acids are unsaturated carboxylic acids, such as free unsaturated carboxylic acids and unsaturated carboxylic acid anhydrides. Examples of unsaturated organic acids (a4) are (meth) acrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid, itaconic acid, itaconic anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride and silicic acid. For example, cinnamate. The unsaturated organic acid (a2) imparts solubility with an alkali developer in the electromagnetic wave irradiation region to the fluorine-based polymer (A).

ここで、酸性基の保護剤である酸エステル形成基とは、光酸発生剤から発生する酸によって加水分解を受けて脱保護される基であり、従来からレジスト材料、特に化学増幅レジスト材料において使用される公知のいずれの酸エステル形成基であってもよい。例えば、下記一般式(L1)〜(L4)で示される基、炭素数4〜20、好ましくは4〜15の三級アルキル基(例えば、t−ブチル基、t−アミル基等)、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、および炭素数4〜20のオキソアルキル基等を挙げることができる。   Here, the acid ester forming group which is an acidic group protecting agent is a group that is hydrolyzed and deprotected by the acid generated from the photoacid generator. Conventionally, in resist materials, particularly chemically amplified resist materials. Any known acid ester forming group used may be used. For example, groups represented by the following general formulas (L1) to (L4), tertiary alkyl groups having 4 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 15 carbon atoms (for example, t-butyl group, t-amyl group, etc.), each alkyl Examples thereof include a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms and an oxoalkyl group having 4 to 20 carbon atoms.

Figure 0005516484
Figure 0005516484

ここで、破線は結合手を示す。式(L1)において、RL01、RL02は水素原子又は炭素数1〜18、好ましくは1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基を示し、具体的には水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、アダマンチル基等が例示できる。RL03は炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10の酸素原子等のヘテロ原子を有してもよい一価の炭化水素基を示し、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等に置換されたものを挙げることができ、具体的には、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基としては上記RL01、RL02と同様のものが例示でき、置換アルキル基としては下記の基等が例示できる。   Here, a broken line shows a bond. In the formula (L1), RL01 and RL02 represent a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10, specifically hydrogen atom, methyl group, ethyl Group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group, n-octyl group, adamantyl group and the like. RL03 represents a monovalent hydrocarbon group which may have a hetero atom such as an oxygen atom having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, a linear, branched or cyclic alkyl group, In which a part of the hydrogen atom is substituted with a hydroxyl group, an alkoxy group, an oxo group, an amino group, an alkylamino group, etc., specifically, as a linear, branched or cyclic alkyl group Can be the same as those described above for RL01 and RL02, and examples of the substituted alkyl group include the following groups.

Figure 0005516484
Figure 0005516484

ここで、RL01とRL02、RL01とRL03、RL02とRL03とは互いに結合してこれらが結合する炭素原子や酸素原子と共に環を形成してもよく、環を形成する場合にはRL01、RL02、RL03はそれぞれ炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。   Here, RL01 and RL02, RL01 and RL03, RL02 and RL03 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon atom or oxygen atom to which they are bonded. Each represents a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms.

式(L2)において、RL04は炭素数4〜20、好ましくは炭素数4〜15の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基又は上記一般式(L1)で示される基を示し、三級アルキル基としては、具体的にはtert−ブチル基、tert−アミル基、1,1−ジエチルプロピル基、2−シクロペンチルプロパン−2−イル基、2−シクロヘキシルプロパン−2−イル基、2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)プロパン−2−イル基、2−(アダマンタン−1−イル)プロパン−2−イル基、2−(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イル)プロパン−2−イル基、2−(テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン−3−イル)プロパン−2−イル基、1−エチルシクロペンチル基、1−ブチルシクロペンチル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−ブチルシクロヘキシル基、1−エチル−2−シクロペンテニル基、1−エチル−2−シクロヘキセニル基、2−メチル−2−アダマンチル基、2−エチル−2−アダマンチル基、8−メチル−8−トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、8−エチル−8−トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル、3−メチル−3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル、3−エチル−3−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル等が例示でき、トリアルキルシリル基としては、具体的にはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−tert−ブチルシリル基等が例示でき、オキソアルキル基としては、具体的には3−オキソシクロヘキシル基、4−メチル−2−オキソオキサン−4−イル基、5−メチル−2−オキソオキソラン−5−イル基等が例示できる。yは0〜6の整数である。   In the formula (L2), RL04 is a tertiary alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 15 carbon atoms, each alkyl group is a trialkylsilyl group having 1 to 6 carbon atoms, and oxo having 4 to 20 carbon atoms. An alkyl group or a group represented by the above general formula (L1) is shown. Specific examples of the tertiary alkyl group include tert-butyl group, tert-amyl group, 1,1-diethylpropyl group, 2-cyclopentylpropane- 2-yl group, 2-cyclohexylpropan-2-yl group, 2- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) propan-2-yl group, 2- (adamantan-1-yl) propane- 2-yl group, 2- (tricyclo [5.2.1.02,6] decan-8-yl) propan-2-yl group, 2- (tetracyclo [4.4.0.12,5.17, 10] Dodecan-3-yl) propa N-2-yl group, 1-ethylcyclopentyl group, 1-butylcyclopentyl group, 1-ethylcyclohexyl group, 1-butylcyclohexyl group, 1-ethyl-2-cyclopentenyl group, 1-ethyl-2-cyclohexenyl group 2-methyl-2-adamantyl group, 2-ethyl-2-adamantyl group, 8-methyl-8-tricyclo [5.2.1.02,6] decyl, 8-ethyl-8-tricyclo [5.2 1.02,6] decyl, 3-methyl-3-tetracyclo [4.4.0.12,5.17,10] dodecyl, 3-ethyl-3-tetracyclo [4.4.0.12,5 .17,10] dodecyl and the like, and specific examples of the trialkylsilyl group include a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a dimethyl-tert-butylsilyl group, and the like, and examples of the oxoalkyl group include Specifically oxocyclohexyl group, 4-methyl-2-oxooxan-4-yl group, and 5-methyl-2-oxooxolan-5-yl group can be exemplified. y is an integer of 0-6.

式(L3)において、RL05は炭素数1〜10の置換されていてもよい直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていてもよいアリール基を示し、置換されていてもよいアルキル基としては、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基、シアノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、スルホ基等に置換されたもの、又はこれらのメチレン基の一部が酸素原子又は硫黄原子に置換されたもの等が例示でき、置換されていてもよいアリール基としては、具体的にはフェニル基、メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等が例示できる。式(L3)において、mは0又は1、nは0、1、2、3のいずれかであり、2m+n=2又は3を満足する数である。   In the formula (L3), RL05 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted. Specific examples of the alkyl group which may be used include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, tert-amyl, and n-pentyl. , N-hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, linear, branched or cyclic alkyl groups such as bicyclo [2.2.1] heptyl group, and some of these hydrogen atoms are hydroxyl groups, alkoxy groups, carboxy Group, alkoxycarbonyl group, oxo group, amino group, alkylamino group, cyano group, mercapto group, alkylthio group, sulfo group, etc., or these Examples of the aryl group that may be substituted include a phenyl group, a methylphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, and a phenanthryl. Examples thereof include a group and a pyrenyl group. In the formula (L3), m is 0 or 1, n is 0, 1, 2, or 3, and 2m + n = 2 or 3.

式(L4)において、RL06は炭素数1〜10の置換されていてもよい直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基又は炭素数6〜20の置換されていてもよいアリール基を示し、具体的にはRL05と同様のもの等が例示できる。RL07〜RL16はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜15の一価の炭化水素基を示し、具体的には水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シクロペンチルブチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、シクロヘキシルブチル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、オキソ基、アミノ基、アルキルアミノ基、シアノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、スルホ基等に置換されたもの等が例示できる。RL07〜RL16はその2種が互いに結合してこれらが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよく(例えば、RL07とRL08、RL07とRL09、RL08とRL10、RL09とRL10、RL11とRL12、RL13とRL14等)、その場合には環の形成に関与する基は炭素数1〜15の二価の炭化水素基を示し、具体的には上記一価の炭化水素基で例示したものから水素原子を1個除いたもの等が例示できる。また、RL07〜RL16は隣接する炭素に結合するもの同士で何も介さずに結合し、二重結合を形成してもよい(例えば、RL07とRL09、RL09とRL15、RL13とRL15等)。   In the formula (L4), RL06 represents a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms which may be substituted; Specifically, the same as RL05 can be exemplified. RL07 to RL16 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, specifically a hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec -Butyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentylmethyl group, cyclopentyl Linear, branched or cyclic alkyl groups such as ethyl group, cyclopentylbutyl group, cyclohexylmethyl group, cyclohexylethyl group, and cyclohexylbutyl group, and some of these hydrogen atoms are hydroxyl groups, alkoxy groups, carboxy groups, alkoxycarbonyls Group, oxo group, amino group, alkylamino group, cyano group, mercapto group, alkyl O group, such as those substituted with a sulfo group and the like. RL07 to RL16 may be bonded to each other to form a ring together with the carbon atom to which they are bonded (for example, RL07 and RL08, RL07 and RL09, RL08 and RL10, RL09 and RL10, RL11 and RL12, RL13 and RL14, etc.), in which case the group involved in the ring formation is a divalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, specifically hydrogen from those exemplified for the monovalent hydrocarbon group above. The thing except one atom etc. can be illustrated. RL07 to RL16 may be bonded to each other adjacent to each other to form a double bond (for example, RL07 and RL09, RL09 and RL15, RL13 and RL15, etc.).

上記式(L1)で示される酸エステル形成基のうち直鎖状又は分岐状のものとしては、具体的には下記の基が例示できる。

Figure 0005516484
Of the acid ester-forming groups represented by the formula (L1), specific examples of the linear or branched ones include the following groups.
Figure 0005516484

上記式(L1)で示される酸エステル形成基のうち環状のものとしては、具体的にはテトラヒドロフラン−2−イル基、2−メチルテトラヒドロフラン−2−イル基、テトラヒドロピラン−2−イル基、2−メチルテトラヒドロピラン−2−イル基等が例示できる。   Among the acid ester-forming groups represented by the above formula (L1), specific examples of cyclic groups include tetrahydrofuran-2-yl group, 2-methyltetrahydrofuran-2-yl group, tetrahydropyran-2-yl group, 2 -A methyltetrahydropyran-2-yl group etc. can be illustrated.

上記式(L2)の酸エステル形成基としては、具体的にはtert−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチル基、tert−アミロキシカルボニル基、tert−アミロキシカルボニルメチル基、1,1−ジエチルプロピルオキシカルボニル基、1,1−ジエチルプロピルオキシカルボニルメチル基、1−エチルシクロペンチルオキシカルボニル基、1−エチルシクロペンチルオキシカルボニルメチル基、1−エチル−2−シクロペンテニルオキシカルボニル基、1−エチル−2−シクロペンテニルオキシカルボニルメチル基、1−エトキシエトキシカルボニルメチル基、2−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルメチル基、2−テトラヒドロフラニルオキシカルボニルメチル基等が例示できる。   Specific examples of the acid ester-forming group of the above formula (L2) include a tert-butoxycarbonyl group, a tert-butoxycarbonylmethyl group, a tert-amyloxycarbonyl group, a tert-amyloxycarbonylmethyl group, and 1,1-diethyl. Propyloxycarbonyl group, 1,1-diethylpropyloxycarbonylmethyl group, 1-ethylcyclopentyloxycarbonyl group, 1-ethylcyclopentyloxycarbonylmethyl group, 1-ethyl-2-cyclopentenyloxycarbonyl group, 1-ethyl-2 Examples include -cyclopentenyloxycarbonylmethyl group, 1-ethoxyethoxycarbonylmethyl group, 2-tetrahydropyranyloxycarbonylmethyl group, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonylmethyl group and the like.

上記式(L3)の酸エステル形成基としては、具体的には1−メチルシクロペンチル、1−エチルシクロペンチル、1−n−プロピルシクロペンチル、1−イソプロピルシクロペンチル、1−n−ブチルシクロペンチル、1−sec−ブチルシクロペンチル、1−シクロヘキシルシクロペンチル、1−(4−メトキシブチル)シクロペンチル、1−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)シクロペンチル、1−(7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル)シクロペンチル、1−メチルシクロヘキシル、1−エチルシクロヘキシル、1−メチル−2−シクロペンテニル、1−エチル−2−シクロペンテニル、1−メチル−2−シクロヘキセニル、1−エチル−2−シクロヘキセニル等が例示できる。   Specific examples of the acid ester-forming group of the above formula (L3) include 1-methylcyclopentyl, 1-ethylcyclopentyl, 1-n-propylcyclopentyl, 1-isopropylcyclopentyl, 1-n-butylcyclopentyl, 1-sec- Butylcyclopentyl, 1-cyclohexylcyclopentyl, 1- (4-methoxybutyl) cyclopentyl, 1- (bicyclo [2.2.1] heptan-2-yl) cyclopentyl, 1- (7-oxabicyclo [2.2.1] ] Heptan-2-yl) cyclopentyl, 1-methylcyclohexyl, 1-ethylcyclohexyl, 1-methyl-2-cyclopentenyl, 1-ethyl-2-cyclopentenyl, 1-methyl-2-cyclohexenyl, 1-ethyl- Examples include 2-cyclohexenyl.

上記式(L4)の酸エステル形成基としては、下記式(L4−1)〜(L4−4)で示される基が特に好ましい。

Figure 0005516484
As the acid ester-forming group of the above formula (L4), groups represented by the following formulas (L4-1) to (L4-4) are particularly preferable.
Figure 0005516484

前記一般式(L4−1)〜(L4−4)中、破線は結合位置及び結合方向を示す。RL41はそれぞれ独立に炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基等の一価炭化水素基を示し、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、tert−アミル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等を例示できる。   In the general formulas (L4-1) to (L4-4), a broken line indicates a coupling position and a coupling direction. RL41 independently represents a monovalent hydrocarbon group such as a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n- Examples include butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.

前記一般式(L4−1)〜(L4−4)には、エナンチオ異性体(enantiomer)やジアステレオ異性体(diastereomer)が存在しえるが、前記一般式(L4−1)〜(L4−4)は、これらの立体異性体の全てを代表して表す。これらの立体異性体は単独で用いてもよいし、混合物として用いてもよい。   In the general formulas (L4-1) to (L4-4), enantiomers and diastereomers may exist, but the general formulas (L4-1) to (L4-4) may exist. ) Represents all of these stereoisomers. These stereoisomers may be used alone or as a mixture.

例えば、前記一般式(L4−3)は下記一般式(L4−3−1)、(L4−3−2)で示される基から選ばれる1種又は2種の混合物を代表して表すものとする。

Figure 0005516484
For example, the general formula (L4-3) represents one or a mixture of two selected from the groups represented by the following general formulas (L4-3-1) and (L4-3-2). To do.
Figure 0005516484

また、上記一般式(L4−4)は下記一般式(L4−4−1)〜(L4−4−4)で示される基から選ばれる1種又は2種以上の混合物を代表して表すものとする。

Figure 0005516484
The general formula (L4-4) represents one or a mixture of two or more selected from groups represented by the following general formulas (L4-4-1) to (L4-4-4). And
Figure 0005516484

上記一般式(L4−1)〜(L4−4)、(L4−3−1)、(L4−3−2)、及び式(L4−4−1)〜(L4−4−4)は、それらのエナンチオ異性体及びエナンチオ異性体混合物をも代表して示すものとする。
なお、式(L4−1)〜(L4−4)、(L4−3−1)、(L4−3−2)、及び式(L4−4−1)〜(L4−4−4)の結合方向がそれぞれビシクロ[2.2.1]ヘプタン環に対してexo側であることによって、酸触媒脱離反応における高反応性が実現される。これらビシクロ[2.2.1]ヘプタン骨格を有する三級exo−アルキル基を置換基とする単量体の製造において、下記一般式(L4−1−endo)〜(L4−4−endo)で示されるendo−アルキル基で置換された単量体を含む場合があるが、良好な反応性の実現のためにはexo比率が50モル%以上であることが好ましく、exo比率が80モル%以上であることが更に好ましい。

Figure 0005516484
The general formulas (L4-1) to (L4-4), (L4-3-1), (L4-3-2), and formulas (L4-4-1) to (L4-4-4) are Their enantiomers and enantiomeric mixtures are also shown representatively.
In addition, the coupling | bonding of Formula (L4-1)-(L4-4), (L4-3-1), (L4-3-2), and Formula (L4-4-1)-(L4-4-4) The high reactivity in the acid-catalyzed elimination reaction is realized by the fact that each direction is on the exo side with respect to the bicyclo [2.2.1] heptane ring. In the production of a monomer having a tertiary exo-alkyl group having a bicyclo [2.2.1] heptane skeleton as a substituent, the following general formulas (L4-1-endo) to (L4-4-endo) are used. In some cases, a monomer substituted with the indicated endo-alkyl group may be included, but in order to achieve good reactivity, the exo ratio is preferably 50 mol% or more, and the exo ratio is 80 mol% or more. More preferably.
Figure 0005516484

上記式(L4)の酸エステル形成基としては、具体的には下記の基が例示できる。

Figure 0005516484
Specific examples of the acid ester-forming group of the above formula (L4) include the following groups.
Figure 0005516484

また、炭素数4〜20の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基としては、具体的にはRL04で挙げたものと同様のもの等が例示できる。   Further, tertiary alkyl groups having 4 to 20 carbon atoms, trialkylsilyl groups each having 1 to 6 carbon atoms, and oxoalkyl groups having 4 to 20 carbon atoms, specifically, those exemplified in RL04 And the like.

酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となるフッ素系ポリマー(A)における酸エステル形成基を含有する繰り返し単位の導入量は、全ての不飽和脂肪酸(a2)量を100モル%とした場合、5〜80モル%、好ましくは10〜70モル%、より好ましくは15〜65モル%をa2から置換することが望ましい。上記範囲を外れる場合を積極的には排除しないが、この場合にはレジスト材料に必要とされる諸性能のバランスが崩れることがある。   The introduction amount of the repeating unit containing an acid ester-forming group in the fluorine-based polymer (A) that is soluble in an alkali developer by the action of an acid is when all the unsaturated fatty acids (a2) amount is 100 mol%, It is desirable to substitute 5 to 80 mol%, preferably 10 to 70 mol%, more preferably 15 to 65 mol% from a2. Although the case outside the above range is not positively excluded, in this case, the balance of various performances required for the resist material may be lost.

フッ素系ポリマー(A)調製のために共重合されるエポキシ基含有モノマー(a3)の例は、エポキシ基含有(メタ)アクリレート、特に好ましくは、グリシジル(メタ)アクリレートである。   Examples of the epoxy group-containing monomer (a3) copolymerized for the preparation of the fluoropolymer (A) are epoxy group-containing (meth) acrylates, particularly preferably glycidyl (meth) acrylate.

フッ素系ポリマー(A)調製のために共重合されるアルキレンオキシ基を含有するモノマー(a4)の例は、アルキレンオキシ基含有(メタ)アクリレートである。
アルキレンオキシ基の例は、式:
−(RO)
[Rは−(CH)−または−(CH)−、Rは水素またはメチル基、nは1〜10である]で表される基である。
アルキレンオキシ基を含有するモノマー(a4)としては、式:
CH=CRCOO(RO)
[Rは−(CH)−または−(CH)−、RおよびRは水素またはメチル基、nは1〜10である]で表される基を使用してもよい。(a4)は、具体的には、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、日本油脂製ブレンマーAPシリーズ(ポリプロピレングリコールモノアクリレート)であるAP-400:n≒6、AP-550:n≒9、AP-800:n≒13、ブレンマーPEシリーズ(ポリエチレングリコールモノメタクリレート)であるPE-90:n≒2、PE-200:n≒4.5、PE-350:n≒8、ブレンマーPPシリーズ (ポリプロピレングリコールモノメタクリレート)であるPP-1000:n≒4〜6、PP-500:n≒9、PP-800:n≒13、 ブレンマーPMEシリーズ(メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート)であるPME-100:n≒2、PME-200:n≒4、PME-400:n≒9、PME-1000:n≒23、PME-4000:n≒90 などが例示される。
An example of the monomer (a4) containing an alkyleneoxy group copolymerized for the preparation of the fluoropolymer (A) is an alkyleneoxy group-containing (meth) acrylate.
Examples of alkyleneoxy groups have the formula:
-(R 1 O) n R 2
[R 1 is — (CH 2 ) 2 — or — (CH 2 ) 3 —, R 2 is hydrogen or a methyl group, and n is 1 to 10].
The monomer (a4) containing an alkyleneoxy group has the formula:
CH 2 = CR 3 COO (R 1 O) n R 2
A group represented by [R 1 is — (CH 2 ) 2 — or — (CH 2 ) 3 —, R 2 and R 3 are hydrogen or a methyl group, and n is 1 to 10] may be used. . Specifically, (a4) is hydroxyethyl (meth) acrylate, Nippon Oil & Fats Bremer AP series (polypropylene glycol monoacrylate) AP-400: n≈6, AP-550: n≈9, AP-800 : N≈13, Blemmer PE series (polyethylene glycol monomethacrylate) PE-90: n≈2, PE-200: n≈4.5, PE-350: n≈8, Blemmer PP series (polypropylene glycol monomethacrylate) PP-1000: n≈4-6, PP-500: n≈9, PP-800: n≈13, PME-100 in the Bremer PME series (methoxypolyethylene glycol monomethacrylate): n≈2, PME-200 : N≈4, PME-400: n≈9, PME-1000: n≈23, PME-4000: n≈90, etc.

前記フッ素系ポリマー(A)の(a4)のアルキレンオキシ基末端の水酸基にイソシアネート基含有不飽和化合物が反応させてあってよい。   An isocyanate group-containing unsaturated compound may be reacted with the hydroxyl group at the terminal of the alkyleneoxy group in (a4) of the fluorine-based polymer (A).

本発明のフッ素系ポリマー(A)は、(a3)としてグリシジル(メタ)アクリレート、(a4)としてヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを同時に用いることが特に好ましい。グリシジル(メタ)アクリレートは撥液レジスト組成物中での相溶性、他の原料との架橋性、アルカリ可溶性を改善する効果がある。ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートはアルカリ可溶性、塗布性を改善する効果がある。ここで塗布性とは基板上に平滑な塗膜を形成させる機能である。フッ素系ポリマー中にエポキシ基と水酸基を同時に含有することにより、アルカリ可溶性が極めて良好となる。   In the fluoropolymer (A) of the present invention, it is particularly preferable to use glycidyl (meth) acrylate as (a3) and hydroxyethyl (meth) acrylate as (a4) at the same time. Glycidyl (meth) acrylate has the effect of improving compatibility in the liquid repellent resist composition, crosslinkability with other raw materials, and alkali solubility. Hydroxyethyl (meth) acrylate is alkali-soluble and has the effect of improving coating properties. Here, the coating property is a function of forming a smooth coating film on the substrate. By simultaneously containing an epoxy group and a hydroxyl group in the fluoropolymer, alkali solubility becomes extremely good.

本発明のフッ素系ポリマー(A)は、必要に応じて高軟化点モノマー(a5)を5〜20重量%の範囲で共重合しても良い。これにより、撥液-親液パターンの濡れのコントラストを増大させるためにドライ洗浄を施したときの撥液領域の撥液性が維持される効果(撥液性のドライ洗浄耐性)がある。
高軟化点モノマー(a5)は、
・CH=C(R)COOR
[RはHまたはCH、R:炭素数4〜20で水素原子に対する炭素原子の比率が0.58以上の飽和アルキル基である]
であることが好ましい。Rの例は、イソボルニル、ボルニル、フェンシル(以上はいずれもC1017, 炭素原子/水素原子=0.58)、アダマンチル(C1015, 炭素原子/水素原子=0.66)、ノルボルニル(C12, 炭素原子/水素原子=0.58)などの架橋炭化水素環が挙げられる。これらの架橋炭化水素環に水酸基やアルキル基(炭素数、例えば1〜5)が付いていても良い。
The fluorine-based polymer (A) of the present invention may be copolymerized with a high softening point monomer (a5) in the range of 5 to 20% by weight as necessary. This has the effect of maintaining the liquid repellency of the liquid repellent area when dry cleaning is performed to increase the wetting contrast of the liquid repellent-lyophilic pattern (liquid repellent dry cleaning resistance).
The high softening point monomer (a5)
CH 2 = C (R 1 ) COOR 2
[R 1 is H or CH 3 , R 2 : a saturated alkyl group having 4 to 20 carbon atoms and a ratio of carbon atoms to hydrogen atoms of 0.58 or more]
It is preferable that Examples of R 2 are isobornyl, bornyl, phensil (all of which are C 10 H 17 , carbon atom / hydrogen atom = 0.58), adamantyl (C 10 H 15 , carbon atom / hydrogen atom = 0.66), Examples thereof include bridged hydrocarbon rings such as norbornyl (C 7 H 12 , carbon atom / hydrogen atom = 0.58). These crosslinked hydrocarbon rings may have a hydroxyl group or an alkyl group (carbon number, for example, 1 to 5).

高軟化点モノマー(a5)の例は、メチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、およびアダマンチル(メタ)アクリレートである。ノルボルニル(メタ)アクリレートの例は、3-メチル-ノルボルニルメチル(メタ)アクリレート、ノルボルニルメチル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、1,3,3-トリメチル-ノルボルニル(メタ)アクリレート、ミルタニルメチル(メタ)アクリレート、イソピノカンファニル(メタ)アクリレート、2-{[5-(1’,1’,1’-トリフルオロ-2’-トリフルオロメチル-2’-ヒドロキシ)プロピル]ノルボルニル }(メタ)アクリレートである。アダマンチル(メタ)アクリレートの例は、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、2-エチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシ-1-アダマンチル(メタ)アクリレート、1-アダマンチル-α-トリフルオロメチル(メタ)アクリレートである。   Examples of the high softening point monomer (a5) are methyl methacrylate, phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, and adamantyl (meth) acrylate. Examples of norbornyl (meth) acrylate are 3-methyl-norbornylmethyl (meth) acrylate, norbornylmethyl (meth) acrylate, norbornyl (meth) acrylate, 1,3,3-trimethyl-norbornyl (meth) acrylate , Miltanylmethyl (meth) acrylate, isopinocamphanyl (meth) acrylate, 2-{[5- (1 ′, 1 ′, 1′-trifluoro-2′-trifluoromethyl-2′-hydroxy) propyl] norbornyl } (Meth) acrylate. Examples of adamantyl (meth) acrylate are 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 1-adamantyl-α -Trifluoromethyl (meth) acrylate.

ガラス転移点、融点は、それぞれJIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」で規定される補外ガラス転移終了温度(Teg)、融解ピーク温度(Tpm)とする。フッ素系ポリマー(A)の繰り返し単位に、ホモポリマーの状態でガラス転移点あるいは融点が100℃以上の高軟化点モノマー(a3)を用いると、基板を熱処理したときの寸法安定性が優れる効果に加え、フッ素系モノマー(A)の撥液性を向上する効果もある。 The glass transition point and melting point are the extrapolated glass transition end temperature (T eg ) and melting peak temperature (T pm ) respectively defined by JIS K7121-1987 “Method for Measuring Plastic Transition Temperature”. When the high-softening point monomer (a3) having a glass transition point or a melting point of 100 ° C. or higher is used in the homopolymer state as the repeating unit of the fluoropolymer (A), the dimensional stability when the substrate is heat-treated is excellent. In addition, there is an effect of improving the liquid repellency of the fluorine-based monomer (A).

<フッ素系ポリマーの製造>
フッ素系ポリマーは、以下のようにして製造することができる。モノマーおよび必要な成分を溶媒に溶解させ、窒素置換後、重合開始剤を加えて20〜120℃、好ましくは50〜90℃の範囲で、1〜20時間、好ましくは3〜8時間、撹拌する方法が採用される。
<Manufacture of fluoropolymers>
A fluorine-type polymer can be manufactured as follows. A monomer and necessary components are dissolved in a solvent, and after substitution with nitrogen, a polymerization initiator is added and stirred at 20 to 120 ° C., preferably 50 to 90 ° C., for 1 to 20 hours, preferably 3 to 8 hours. The method is adopted.

溶媒は有機溶媒、水溶性有機溶媒および水などが使用できる(詳細は0075段落に後述)。溶媒は重合組成物中に50〜90重量%の範囲で用いられる。   As the solvent, an organic solvent, a water-soluble organic solvent, water and the like can be used (details are described later in paragraph 0075). The solvent is used in the polymerization composition in the range of 50 to 90% by weight.

フッ素系ポリマーの分子量を調整するためにメルカプタン類やハロゲン化アルキル類などの連鎖移動剤を添加しても良い。メルカプタン類としては、n−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、2−メルカプトエタノール、メルカプト酸イソオクチル、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオグリコール酸メトキシブチル、シリコーンメルカプタン(信越化学製 KF−2001)等が、ハロゲン化アルキル類としては、クロロホルム、四塩化炭素、四臭化炭素等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。(a4)のような水酸基含有モノマー単体とメルカプタン単体が直接接触すると、溶媒不溶物が生成する場合があるので、これらを併用して重合する場合は予めいずれか一方を溶媒で希釈することが望ましい。   A chain transfer agent such as mercaptans or alkyl halides may be added to adjust the molecular weight of the fluorine-based polymer. As mercaptans, n-butyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-butyl mercaptan, ethyl thioglycolate, 2-ethylhexyl thioglycolate, 2-mercaptoethanol, isooctyl mercaptoate, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid , Methoxybutyl thioglycolate, silicone mercaptan (KF-2001 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and alkyl halides include chloroform, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. When a hydroxyl group-containing monomer simple substance and a mercaptan simple substance as in (a4) are in direct contact with each other, a solvent insoluble matter may be generated. Therefore, when polymerizing using both in combination, it is desirable to dilute one of them with a solvent in advance. .

フッ素系ポリマーの重量平均分子量は、3,000〜20,000、好ましくは5,000〜15,000あってよい。フッ素系ポリマーの重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリスチレン換算で求めたものである。   The weight average molecular weight of the fluoropolymer may be 3,000 to 20,000, preferably 5,000 to 15,000. The weight average molecular weight of the fluoropolymer is determined in terms of standard polystyrene by GPC (gel permeation chromatography).

<撥液レジスト組成物における成分>
本発明が提供する撥液レジスト組成物の内一つは、前記のフッ素系ポリマー(A)に加えて、アルカリ可溶性樹脂(B)、ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)、増感剤(D)および溶媒(E)を含有してなることを特徴とする撥液レジスト組成物である。
<Ingredients in liquid repellent resist composition>
One of the liquid repellent resist compositions provided by the present invention includes an alkali-soluble resin (B), a naphthoquinonediazide group-containing compound (C), and a sensitizer (D) in addition to the fluorine-based polymer (A). And a solvent (E). A liquid repellent resist composition characterized by comprising:

撥液レジスト組成物における成分は、次の組合せであってよい。
フッ素系ポリマー(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)、ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)および溶媒(E);
フッ素系ポリマー(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)、ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)、増感剤(D)および溶媒(E)。
The components in the liquid repellent resist composition may be the following combinations.
Fluorine-based polymer (A), alkali-soluble resin (B), naphthoquinonediazide group-containing compound (C) and solvent (E);
Fluoropolymer (A), alkali-soluble resin (B), naphthoquinonediazide group-containing compound (C), sensitizer (D) and solvent (E).

<パターン基板の作製方法>
本発明においては、フッ素系ポリマー(A)を用いて、例えば、次の方法により、パターン化された複数の撥液領域と親液領域から成る基板(以下、単に「パターン基板」と省略する場合がある)を作製する。
<Pattern substrate manufacturing method>
In the present invention, a substrate composed of a plurality of lyophobic regions and lyophilic regions patterned using the fluoropolymer (A), for example, by the following method (hereinafter simply referred to as “pattern substrate”). There is).

方法(1): フッ素系ポリマー(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)としてノボラック樹脂、ナフトキノンジアジド基含有化合物(以下、DNQと省略)(C)を溶媒(E)に溶解する。以下に、このレジスト組成物がポジ型として作用する原理を説明する。疎水性のDNQは溶解抑制剤として作用し、ノボラック樹脂がアルカリ現像液に溶けることを抑制する。光照射によりDNQは窒素を放出してカルベンと成り、ケテンに移転する(ウルフ転移)。反応性の高いケテンは系中の水と反応して、インデンカルボン酸に変化する。この生成物は親水性であり、溶解抑制力はなく、ノボラック樹脂はアルカリ現像液に溶けるようになる。インデンカルボン酸存在下ではノボラック樹脂そのものだけより溶解速度が速い。このようにして光照射領域と未照射領域に大きな溶解性のコントラストが生じるため、アルカリ現像によりポジ像が得られるのである。このポジ型レジスト組成物を基板上に塗布して感光性の撥液膜を形成し、フォトマスクを介して電磁波を照射すると、光照射部においてはDNQがインデンカルボン酸となりノボラック樹脂がアルカリ可溶性となる。このために光照射部分のみがアルカリ現像液により除去され、ポジ型のパターン基板が得られる。   Method (1): A novolak resin and a naphthoquinonediazide group-containing compound (hereinafter abbreviated as DNQ) (C) are dissolved in a solvent (E) as a fluorine-based polymer (A) and an alkali-soluble resin (B). Below, the principle by which this resist composition acts as a positive type will be described. Hydrophobic DNQ acts as a dissolution inhibitor and prevents the novolak resin from dissolving in the alkaline developer. When irradiated with light, DNQ releases nitrogen to form carbene, which is transferred to ketene (Wolf transition). Highly reactive ketene reacts with water in the system and changes to indenecarboxylic acid. This product is hydrophilic, has no dissolution inhibiting power, and the novolak resin becomes soluble in an alkaline developer. In the presence of indenecarboxylic acid, the dissolution rate is faster than the novolac resin itself. In this way, a large solubility contrast is generated between the light-irradiated region and the non-irradiated region, so that a positive image can be obtained by alkali development. When this positive resist composition is applied onto a substrate to form a photosensitive liquid repellent film and irradiated with electromagnetic waves through a photomask, DNQ becomes indenecarboxylic acid and the novolac resin is alkali-soluble in the light irradiated portion. Become. For this reason, only the light-irradiated portion is removed with an alkali developer, and a positive pattern substrate is obtained.

方法(2): フッ素系ポリマー(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)としてノボラック樹脂、DNQ(C)、増感剤(D)を溶媒(E)に溶解する。このレジスト組成物を基板上に塗布して感光性の撥液膜を形成し、フォトマスクを介して電磁波を照射すると、方法(1)の場合と同様に照射領域のみがアルカリ可溶性となり、アルカリ現像液で現像することにより、ポジ型のパターン基板が得られる。
方法(1)および(2)のいずれにおいても電磁波を照射する前(プリベーク)や現像後(ポストベーク)に50〜250℃程度の熱処理を行っても良い。
Method (2): A novolak resin, DNQ (C), and a sensitizer (D) are dissolved in the solvent (E) as the fluorine-based polymer (A) and the alkali-soluble resin (B). When this resist composition is coated on a substrate to form a photosensitive liquid repellent film and irradiated with electromagnetic waves through a photomask, only the irradiated area becomes alkali-soluble as in the case of method (1), and alkali development is performed. By developing with a liquid, a positive pattern substrate can be obtained.
In any of the methods (1) and (2), heat treatment at about 50 to 250 ° C. may be performed before irradiation with electromagnetic waves (pre-baking) or after development (post-baking).

<アルカリ可溶性樹脂(B)>
本発明にて用いられるアルカリ可溶性樹脂(B)の代表的な例としては、アルカリ可溶性ノボラック樹脂が挙げられる。アルカリ可溶性ノボラック樹脂としてはフェノール類とアルデヒド類とを酸性触媒存在下で縮合して得られる樹脂であれば特に制限されない。
<Alkali-soluble resin (B)>
A representative example of the alkali-soluble resin (B) used in the present invention is an alkali-soluble novolak resin. The alkali-soluble novolak resin is not particularly limited as long as it is a resin obtained by condensing phenols and aldehydes in the presence of an acidic catalyst.

上記のノボラック樹脂に使用されるフェノール類は例えばフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−ジメチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール、2,5−ジメチルフェノール、3,4−ジメチルフェノール、3,5−ジメチルフェノール、2,3,5−トリメチルフェノール、3,4,5−トリメチルフェノール、レゾルシノール、2−メチルレゾルシノール、4−エチルレゾルシノール、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、カテコール、4−メチル−カテコール、ピロガロール、フロログルシノール、チモール、イソチモール等が挙げられる。これらフェノール類は単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。   The phenols used in the above novolak resin are, for example, phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol, 2,5-dimethylphenol, 3,4 -Dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 3,4,5-trimethylphenol, resorcinol, 2-methylresorcinol, 4-ethylresorcinol, hydroquinone, methylhydroquinone, catechol, 4- Examples include methyl-catechol, pyrogallol, phloroglucinol, thymol, and isothymol. These phenols can be used alone or in combination of two or more.

また、縮合させるアルデヒド類は例えばホルムアルデヒド、トリオキサン、パラホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、α−フェニルプロピルアルデヒド、β−フェニルプロピルアルデヒド、o−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、o−メチルベンズアルデヒド、m−メチルベンズアルデヒド、p−メチルベンズアルデヒド、ニトロベンズアルデヒド、フルフラール、グリオキサール、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド等が挙げられる。 Examples of aldehydes to be condensed include formaldehyde, trioxane, paraformaldehyde, benzaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, phenylacetaldehyde, α-phenylpropylaldehyde, β-phenylpropylaldehyde, o-hydroxybenzaldehyde, m-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxy. Examples include benzaldehyde, o-methylbenzaldehyde, m-methylbenzaldehyde, p-methylbenzaldehyde, nitrobenzaldehyde, furfural, glyoxal, glutaraldehyde, terephthalaldehyde, and isophthalaldehyde.

フェノール類とアルデヒド類の縮合に用いられる酸触媒は例えば塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、亜リン酸、ギ酸、シュウ酸、酢酸、メタンスルホン酸、ジエチル硫酸、p−トルエンスルホン酸等を挙げることができる。これら酸触媒は単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the acid catalyst used for the condensation of phenols and aldehydes include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, formic acid, oxalic acid, acetic acid, methanesulfonic acid, diethylsulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, etc. Can do. These acid catalysts can be used alone or in combination of two or more.

(B)成分の質量平均分子量は、ポジ型レジスト組成物の現像性、解像性の観点から1,000〜50,000が好ましい。 The weight average molecular weight of the component (B) is preferably 1,000 to 50,000 from the viewpoints of developability and resolution of the positive resist composition.

<ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)>
本発明において使用できるナフトキノンジアジド基含有化合物は、特に制限は無く、従来からi線用ポジ型レジスト組成物の感光性成分として用いられていたものが挙げられる。例えば、ナフトキノン−1,2−ジアジドスルホン酸エステル化合物、オルトベンゾキノンジアジドスルホン酸エステル、オルトアントラキノンジアジドスルホン酸エステル等が挙げられ、これらはとくに制限なく通常使用されているものの中から任意に選ぶことができるが、好ましいものとしては、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロライド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スルホニルクロライド、ナフトキノン−1,2−ジアジド−6−スルホニルクロライド等のナフトキノン−1,2−ジアジドスルホニルハライドとヒドロキシ化合物とのエステル化物が挙げられる。
<Naphthoquinonediazide group-containing compound (C)>
The naphthoquinonediazide group-containing compound that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include those conventionally used as the photosensitive component of i-type positive resist compositions. Examples include naphthoquinone-1,2-diazide sulfonic acid ester compounds, orthobenzoquinone diazide sulfonic acid esters, ortho anthraquinone diazide sulfonic acid esters, etc., and these are arbitrarily selected from those usually used without limitation. Preferred are naphthoquinones such as naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride, naphthoquinone-1,2-diazide-6-sulfonyl chloride, etc. An esterified product of a -1,2-diazide sulfonyl halide and a hydroxy compound is exemplified.

上記ヒドロキシ化合物の例としては、フェノール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、フロログルシノール、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2’,4’−ジヒドロキシアセトフェノン、2’,5’−ジヒドロキシアセトフェノン、2’,6’−ジヒドロキシアセトフェノン、3’,5’−ジヒドロ
キシアセトフェノン、2’,3’,4’−トリヒドロキシアセトフェノン、2’,4’,6’−トリヒドロキシアセトフェノン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4’−ビフェニルジオール、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、4,4’−ジヒドロキシフェニルスルホンなどのフェノール化合物が挙げられる。
Examples of the hydroxy compounds include phenol, hydroquinone, resorcinol, catechol, phloroglucinol, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone. 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 3,4,4′-pentahydroxybenzophenone, 2 ′, 4′-dihydroxyacetophenone, 2 ′, 5′-dihydroxyacetophenone, 2 ′ , 6′-dihydroxyacetophenone, 3 ′, 5′-dihydroxyacetophenone, 2 ′, 3 ′, 4′-trihydroxyacetophenone, 2 ′, 4 ′, 6′-trihydroxyacetophenone, 2,2-bis (4- Hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hex Safluoropropane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, 4,4′-biphenyldiol, 2,2-bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) propane, 4, Phenol compounds such as 4′-dihydroxyphenyl sulfone can be mentioned.

特に、溶解性の点からナフトキノンジアジド化合物としては、ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸エステル、ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステルまたはナフトキノンジアジド−6−スルホン酸エステルであることが好ましい。これらの化合物は1種類もしくは2種類以上混合して用いても良い。   In particular, from the viewpoint of solubility, the naphthoquinone diazide compound is preferably naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid ester, naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid ester, or naphthoquinone diazide-6-sulfonic acid ester. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)の配合量は、アルカリ可溶性樹脂(B)と所望に応じて添加される下記増感剤(D)との合計量に対して、10〜60重量%の範囲内であり、特に20〜50重量%の範囲が好ましく、60重量%を超えると感度が劣り好ましくなく、10重量%未満であると未露光部の膜減りや、解像性の劣化により、パターンに忠実な画像が得られず好ましくない。 The blending amount of the naphthoquinonediazide group-containing compound (C) is within the range of 10 to 60% by weight based on the total amount of the alkali-soluble resin (B) and the following sensitizer (D) added as desired. In particular, the range of 20 to 50% by weight is preferable, and if it exceeds 60% by weight, the sensitivity is inferior, and if it is less than 10% by weight, the film is reduced in the unexposed area and the resolution is deteriorated. A faithful image cannot be obtained, which is not preferable.

<増感剤(D)>
増感剤としては、特に限定は無く、従来からi線用ポジ型レジスト組成物の増感剤として知られているものを用いることができる。例えば、ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5−トリメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、1,4−ビス[1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]ベンゼン、2,4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニルメチル)−6−メチルフェノール、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、1−[1−(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、2,6−ビス[1−(2,4−ジヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−メチルフェノール、4,6−ビス[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]レゾルシン、4,6−ビス(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニルメチル)ピロガロール、4,6−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニルメチル)ピロガロール、2,6−ビス(3−メチル−4,6−ジヒドロキシフェニルメチル)−4−メチルフェノール、2,6−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニルメチル)−4−メチルフェノール、2,6−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等が挙げられる。またその他、6−ヒドロキシ−4a−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−9−1’−スピロシクロヘキシル−1,2,3,4,4a,9a−ヘキサヒドロキサンテン、6−ヒドロキシ−5−メチル−4a−(2,4−ジヒドロキシ−3−メチルフェニル)−9−1’−スピロシクロヘキシル−1,2,3,4,4a,9a−ヘキサヒドロキサンテン等も用いることができる。中でも1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)−3,4−ジヒドロキシフェニルメタン、2,6−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール、1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼンなどが好ましい。
<Sensitizer (D)>
The sensitizer is not particularly limited, and those conventionally known as sensitizers for i-line positive resist compositions can be used. For example, bis (4-hydroxy-2,3,5-trimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, 1,4-bis [1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) isopropyl] benzene, 2, 4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenylmethyl) -6-methylphenol, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-2, 5-dimethylphenyl) -2-hydroxyphenylmethane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, 1- [1- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) Nyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene, 2,6-bis [1- (2,4-dihydroxyphenyl) isopropyl] -4-methylphenol 4,6-bis [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] resorcin, 4,6-bis (3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenylmethyl) pyrogallol, 4,6-bis (3,5-dimethyl) -4-hydroxyphenylmethyl) pyrogallol, 2,6-bis (3-methyl-4,6-dihydroxyphenylmethyl) -4-methylphenol, 2,6-bis (2,3,4-trihydroxyphenylmethyl) -4-methylphenol, 2,6-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 1,1-biphenol (4-hydroxyphenyl) cyclohexane. In addition, 6-hydroxy-4a- (2,4-dihydroxyphenyl) -9-1'-spirocyclohexyl-1,2,3,4,4a, 9a-hexahydroxanthene, 6-hydroxy-5-methyl- 4a- (2,4-dihydroxy-3-methylphenyl) -9-1'-spirocyclohexyl-1,2,3,4,4a, 9a-hexahydroxanthene and the like can also be used. Among them, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) -3,4-dihydroxyphenylmethane, 2,6-bis (3,5-dimethyl-4-) Hydroxybenzyl) -4-methylphenol, 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene and the like are preferable.

これら増感剤を配合する場合、その含有量はフェノールノボラック樹脂に対して5〜50重量%、好ましくは10〜35重量%の範囲で選ばれる。   When mix | blending these sensitizers, the content is 5-50 weight% with respect to a phenol novolak resin, Preferably it is chosen in 10-35 weight%.

<溶媒(E)>
本発明の撥液レジスト組成物には必要に応じて溶媒、例えば、水溶性有機溶媒、有機溶媒(特に、油溶性有機溶媒)または水を加えても良い。同じ種類の溶媒がフッ素系ポリマーを製造(0065段落)するためにも用いられる。溶媒は、フッ素系ポリマー(A)を含むレジスト構成成分に不活性なものが選択され、これらを溶解するために配合される。溶媒の例は、水溶性有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、酢酸エチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、トリプロピレングリコール、3−メトキシブチルアセテート(MBA)、1,3−ブチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノールアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート、乳酸エチル、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノールなどが挙げられ、油溶性有機溶媒としては、クロロホルム、HFC141b、HCHC225、ハイドロフルオロエーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソール、テトラリン、シクロヘキシルベンゼン、メシチレン、石油エーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、メチルイソブチルケトン、酢酸ブチル、1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタンなどが挙げられる。これらの溶媒は単独で使用しても2種以上を混合してもよい。溶媒は、フッ素系ポリマーおよびレジスト構成原料の溶解性、安全性の観点から、特にPGMEAとMBAが好ましい。
<Solvent (E)>
If necessary, a solvent such as a water-soluble organic solvent, an organic solvent (particularly an oil-soluble organic solvent) or water may be added to the liquid repellent resist composition of the present invention. The same type of solvent is also used to produce the fluoropolymer (paragraph 0065). As the solvent, a solvent which is inactive with respect to the resist constituents including the fluorine-based polymer (A) is selected, and is blended for dissolving them. Examples of solvents include water-soluble organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, ethyl acetate, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), dipropylene glycol, dipropylene glycol monomethyl ether, Dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol diacetate, tripropylene glycol, 3-methoxybutyl acetate (MBA), 1,3-butylene glycol diacetate, cyclohexanol acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, Methyl cellosolve, cellosolve acetate, butyl cellosolve, butyl carbitol, Examples include rubitol acetate, ethyl lactate, isopropyl alcohol, methanol, ethanol, and oil-soluble organic solvents such as chloroform, HFC141b, HCHC225, hydrofluoroether, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene. , Anisole, tetralin, cyclohexylbenzene, mesitylene, petroleum ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, methyl isobutyl ketone, butyl acetate, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1,1-trichloroethane, trichloroethylene, par Examples include chloroethylene, tetrachlorodifluoroethane, trichlorotrifluoroethane and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more. As the solvent, PGMEA and MBA are particularly preferable from the viewpoints of solubility and safety of the fluorine-based polymer and the resist constituting raw material.

溶媒は撥液レジスト組成物中に、30〜95重量%(固形分70〜5重量%)、例えば50〜90重量%(固形分50〜10重量%)の範囲で用いられることが好ましい。
例えば、本発明は、好ましい態様の1つとして、フッ素系ポリマー(A)を10〜30重量%の濃度でグリコール系溶剤に溶解してある撥液剤を提供する。
The solvent is preferably used in the liquid repellent resist composition in the range of 30 to 95% by weight (solid content 70 to 5% by weight), for example 50 to 90% by weight (solid content 50 to 10% by weight).
For example, as one of preferred embodiments, the present invention provides a liquid repellent in which the fluoropolymer (A) is dissolved in a glycol solvent at a concentration of 10 to 30% by weight.

本発明の撥液レジスト組成物は、また、フッ素系ポリマー(A)に加えて、一分子中に二個以上のビニルエーテル基を有する化合物(Q)、一分子中に二個以上のブロックイソシアネート基を有する化合物(R)、光酸発生剤(S)および溶剤(E)を含有してなるポジ型撥液レジスト組成物であってよい。
これらの各成分の含量比は、例えば、成分(A)100質量部に基づいて、1乃至80質量部の成分(Q)、1乃至80質量部の成分(R)、及び、0.5乃至80質量部の成分(S)を含有する。これらの成分が固形分として、例えば1乃至80質量%であり、また例えば5乃至60質量%であり、または10乃至50質量%である。ここで、固形分とは、ポジ型感光性樹脂組成物の全成分から溶剤(E)を除いたものをさす。
In addition to the fluorine-based polymer (A), the liquid repellent resist composition of the present invention includes a compound (Q) having two or more vinyl ether groups in one molecule, and two or more blocked isocyanate groups in one molecule. A positive-type liquid repellent resist composition comprising a compound (R) having a photoacid generator (S) and a solvent (E).
The content ratio of these components is, for example, 1 to 80 parts by mass of component (Q), 1 to 80 parts by mass of component (R), and 0.5 to Contains 80 parts by weight of component (S). These components are, for example, 1 to 80% by mass, for example 5 to 60% by mass, or 10 to 50% by mass as a solid content. Here, solid content means what remove | excluded the solvent (E) from all the components of the positive photosensitive resin composition.

<一分子中に二個以上のビニルエーテル基を有する化合物:成分(Q)>
成分(Q)は、一分子中に二個以上のビニルエーテル基を有する化合物であり、慣用のプリベーク温度(例えば80℃〜150℃)でフッ素系ポリマー(A)と熱架橋することができるようなビニルエーテル基を一分子中に二個以上有する化合物であればよく、その種類および構造について特に限定されるものでない。
<Compound having two or more vinyl ether groups in one molecule: Component (Q)>
Component (Q) is a compound having two or more vinyl ether groups in one molecule, and can be thermally crosslinked with the fluoropolymer (A) at a conventional pre-baking temperature (for example, 80 ° C. to 150 ° C.). Any compound having two or more vinyl ether groups in one molecule may be used, and the type and structure are not particularly limited.

この成分(Q)の化合物は、フッ素系ポリマー(A)との熱架橋の後、光酸発生剤の存在下での露光により生じた酸により、フッ素系ポリマー(A)から分離(脱架橋)し、その後アルカリ現像液を用いた現像によりフッ素系ポリマー(A)とともに除去される。従って、この種の化合物としては、一般にビニルエーテル型化学増幅型レジストの成分に使用されるビニルエーテル系化合物などが適用されうる。斯かる化合物の使用の場合、該化合物の配合量を変えて熱架橋密度を調整することにより、形成される膜の形状を制御することができるという利点を有する。
また、成分(Q)の化合物は、フッ素系ポリマー(A)100質量部に対して1乃至80質量部、好ましくは5乃至40質量部の割合で使用される。成分(Q)の化合物の使用量が前記範囲の下限未満の過少量であると、未露光部における膜減りが顕著となりパターン形状が不良になる。一方、成分(Q)の化合物の使用量が前記範囲の上限を超える過多量であると、膜の感度が大きく低下し、現像後にパターン間の残渣が生じるようになる。
The compound of component (Q) is separated (decrosslinked) from the fluorine polymer (A) by an acid generated by exposure in the presence of a photoacid generator after thermal crosslinking with the fluorine polymer (A). Then, it is removed together with the fluorine-based polymer (A) by development using an alkaline developer. Accordingly, as this type of compound, a vinyl ether compound generally used as a component of a vinyl ether type chemically amplified resist can be applied. The use of such a compound has the advantage that the shape of the formed film can be controlled by adjusting the thermal crosslinking density by changing the compounding amount of the compound.
In addition, the compound of component (Q) is used in a proportion of 1 to 80 parts by mass, preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (A). When the amount of the component (Q) compound used is an excessive amount less than the lower limit of the above range, the film reduction in the unexposed area becomes remarkable and the pattern shape becomes poor. On the other hand, when the amount of the component (Q) compound used exceeds the upper limit of the above range, the sensitivity of the film is greatly lowered, and residues between patterns are generated after development.

そして、成分(Q)の化合物としては、上記ビニルエーテル系化合物の中でも、特に式(3):

Figure 0005516484
(式中、nは2乃至10の整数、kは1乃至10の整数であり、R1はn価の有機基を表
す。)
および式(4):
Figure 0005516484
(式中、mは2乃至10の整数を表す。)
で表される化合物が、露光部において残膜や残渣なく現像される点で、好ましい。 And as a compound of a component (Q), especially among the said vinyl ether type compounds, Formula (3):
Figure 0005516484
(In the formula, n is an integer of 2 to 10, k is an integer of 1 to 10, and R1 represents an n-valent organic group.)
And formula (4):
Figure 0005516484
(In the formula, m represents an integer of 2 to 10.)
Is preferable in that it is developed without residual film or residue in the exposed area.

式(3)のnは、一分子中のビニルエーテル基の数を表すが、nとしては、2乃至4の整数がより好ましい。そして、式(4)のmも一分子中のビニルエーテル基の数を表すが、mとしては、2乃至4の整数がより好ましい。   N in the formula (3) represents the number of vinyl ether groups in one molecule, and n is more preferably an integer of 2 to 4. In the formula (4), m also represents the number of vinyl ether groups in one molecule, and m is more preferably an integer of 2 to 4.

式(3)および式(4)で表される化合物の具体例としては、ビス(4−(ビニロキシメチル)シクロヘキシルメチル)グルタレート、トリ(エチレングリコール)ジビニルエーテル、アジピン酸ジビニルエステル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリス(4−ビニロキシ)ブチルトリメリレート、ビス(4−(ビニロキシ)ブチル)テレフタレート、ビス(4−(ビニロキシ)ブチルイソフタレート、およびシクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル等が挙げられる。   Specific examples of the compounds represented by formulas (3) and (4) include bis (4- (vinyloxymethyl) cyclohexylmethyl) glutarate, tri (ethylene glycol) divinyl ether, adipic acid divinyl ester, diethylene glycol divinyl ether. , Tris (4-vinyloxy) butyl trimellrate, bis (4- (vinyloxy) butyl) terephthalate, bis (4- (vinyloxy) butyl isophthalate, and cyclohexanedimethanol divinyl ether.

<一分子中に二個以上のブロックイソシアネート基を有する化合物:成分(R)>
成分(R)は、一分子中に二個以上のブロックイソシアネート基を有する化合物である。これは、成分(R)の化合物との間で熱架橋された或いは更にそれとの間で脱架橋されたフッ素系ポリマー(A)からなる膜に対して、例えば慣用のポストベーク温度で熱硬化することができるようなブロックイソシアネート基を一分子中に二個以上有する化合物であればよく、その種類および構造について特に限定されるものでない。
<Compound having two or more blocked isocyanate groups in one molecule: Component (R)>
Component (R) is a compound having two or more blocked isocyanate groups in one molecule. This is thermosetting at a conventional post-bake temperature, for example, for a film made of a fluoropolymer (A) that has been thermally crosslinked with the compound of component (R) or further decrosslinked with it. As long as it is a compound having two or more blocked isocyanate groups in one molecule, the type and structure thereof are not particularly limited.

この成分(R)の化合物は、イソシアネート基(−NCO)が適当な保護基によりブロックされたブロックイソシアネート基を一分子中に二個以上有し、そして熱硬化の際の高温に曝されると、保護基(ブロック部分)が熱解離して外れ、生じたイソシアネート基を介してフッ素系ポリマー(A)中の熱硬化のための官能基相互の間で架橋反応が進行するものである。
また、成分(R)の化合物は、フッ素系ポリマー(A)100質量部に対して1乃至80質量部、好ましくは5乃至40質量部の割合で使用される。成分(R)の化合物の使用量が前記範囲の下限未満の過少量であると、熱硬化が不十分となって満足な硬化膜が得られず、一方、成分(R)の化合物の使用量が前記範囲の上限を超える過多量であると、現像が不十分となり、現像残渣を生じるようになる。
The compound of component (R) has two or more blocked isocyanate groups in one molecule whose isocyanate groups (—NCO) are blocked by appropriate protective groups, and is exposed to a high temperature during thermosetting. The protective group (block portion) is dissociated by thermal dissociation, and the crosslinking reaction proceeds between the functional groups for thermal curing in the fluoropolymer (A) via the generated isocyanate group.
Further, the compound of component (R) is used in a proportion of 1 to 80 parts by mass, preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (A). When the amount of the component (R) compound used is an excessive amount less than the lower limit of the above range, the thermosetting is insufficient and a satisfactory cured film cannot be obtained, while the amount of the component (R) compound used. If the amount exceeds the upper limit of the above range, the development is insufficient and a development residue is generated.

一分子中に二個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等、またはそれらの二量体、三量体、或いは、これらとジオール類、トリオール類、ジアミン類、トリアミン類との反応物が挙げられる。   Examples of the compound having two or more isocyanate groups in one molecule include isophorone diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), trimethylhexamethylene diisocyanate, etc., or dimers thereof. Trimers, or reaction products of these with diols, triols, diamines, and triamines can be used.

ブロック剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−エトキシヘキサノール、2−N,N−ジメチルアミノエタノール、2−エトキシエタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、フェノール、o−ニトロフェノール、p−クロロフェノール、o−、m−又はp−クレゾール等のフェノール類、ε−カプロラクタム等のラクタム類、アセトンオキシム、メチルエチルケトンオキシム、メチルイソブチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、アセトフェノンオキシム、ベンゾフェノンオキシム等のオキシム類、ピラゾール、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチルピラゾール、などのピラゾール類、ドデカンチオール、ベンゼンチオール等のチオール類が挙げられる。   Examples of the blocking agent include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, 2-ethoxyhexanol, 2-N, N-dimethylaminoethanol, 2-ethoxyethanol, cyclohexanol, and other alcohols, phenol, o-nitrophenol. , P-chlorophenol, phenols such as o-, m- or p-cresol, lactams such as ε-caprolactam, oximes such as acetone oxime, methyl ethyl ketone oxime, methyl isobutyl ketone oxime, cyclohexanone oxime, acetophenone oxime, benzophenone oxime And pyrazoles such as pyrazole, 3,5-dimethylpyrazole and 3-methylpyrazole, and thiols such as dodecanethiol and benzenethiol.

斯かる成分(R)の化合物としては、例えば次の具体例が挙げられる。

Figure 0005516484
式中、イソシアネート化合物がイソホロンジイソシアネートから誘導されるものである成分(R)の化合物が、耐熱性、塗膜性の点からより好ましく、斯様な化合物としては、以下のものが挙げられる。下記式中のRは有機基を表す。 Examples of the compound of component (R) include the following specific examples.
Figure 0005516484
In the formula, the compound of component (R) in which the isocyanate compound is derived from isophorone diisocyanate is more preferable from the viewpoint of heat resistance and coating properties, and examples of such a compound include the following. R in the following formula represents an organic group.

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Figure 0005516484

Figure 0005516484
Figure 0005516484

<光酸発生剤(PAG):成分(S)>
本発明で使用する光酸発生剤(PAG)成分(S)は、露光に使用される光の照射によって直接もしくは間接的に酸(スルホン酸類、カルボン酸類など)を発生する物質であり、斯様な性質を有するものであれば、その種類および構造などは特に限定されるものでない。
<Photoacid generator (PAG): Component (S)>
The photoacid generator (PAG) component (S) used in the present invention is a substance that generates an acid (sulfonic acid, carboxylic acid, etc.) directly or indirectly by irradiation of light used for exposure. As long as it has such properties, its type and structure are not particularly limited.

成分(S)の光酸発生剤としては、例えば、ジアゾメタン化合物、オニウム塩化合物、スルホンイミド化合物、ジスルホン系化合物、スルホン酸誘導体化合物、ニトロベンジル化合物、ベンゾイントシレート化合物、鉄アレーン錯体、ハロゲン含有トリアジン化合物、アセトフェノン誘導体化合物、および、シアノ基含有オキシムスルホネート化合物などが挙げられる。従来知られ又は従来から使用されている光酸発生剤は、いずれも、特に限定されることなく、本発明において適用することができる。成分(S)の光酸発生剤は、一種単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the photoacid generator of component (S) include diazomethane compounds, onium salt compounds, sulfonimide compounds, disulfone compounds, sulfonic acid derivative compounds, nitrobenzyl compounds, benzoin tosylate compounds, iron arene complexes, halogen-containing triazines. Examples thereof include compounds, acetophenone derivative compounds, and cyano group-containing oxime sulfonate compounds. Any conventionally known or conventionally used photoacid generator can be applied in the present invention without any particular limitation. The photoacid generator of component (S) may be used alone or in combination of two or more.

また、光酸発生剤成分(S)は、フッ素系ポリマー(A)100質量部に対して0.5乃至80質量部、好ましくは1乃至30質量部の割合で使用される。光酸発生剤成分(S)の使用量が前記範囲の下限未満の過少量であると、露光の際、熱架橋された(Q)成分の化合物の、フッ素系ポリマー(A)からの解離が十分に進行せず、所望のパターン様のレリーフが得られ難くなり、一方、光酸発生剤成分(S)の使用量が前記範囲の上限を超える過多量であると、ポジ型感光性樹脂組成物の保存安定性に劣るようになる。   The photoacid generator component (S) is used in a proportion of 0.5 to 80 parts by mass, preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluoropolymer (A). When the amount of the photoacid generator component (S) used is an excessive amount less than the lower limit of the above range, the compound of the (Q) component that has been thermally cross-linked during the exposure may be dissociated from the fluoropolymer (A). If the amount of the photoacid generator component (S) used exceeds the upper limit of the above range, it is difficult to obtain a desired pattern-like relief. It becomes inferior in the storage stability of things.

光酸発生剤成分(S)の具体例としては、以下のものが挙げられる。但し、これらの化合物は極めて多数の適用可能な光酸発生剤の中の一例であり、それらに限定されるものではない。   Specific examples of the photoacid generator component (S) include the following. However, these compounds are examples of a very large number of applicable photoacid generators, and are not limited thereto.

Figure 0005516484
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ジフェニルヨードニウムクロリド、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムメシレート、ジフェニルヨードニウムトシレート、ジフェニルヨードニウムブロミド、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムメシレート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトシレート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(p−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムクロリド、ビス(p−クロロフェニル)ヨードニウムクロリド、ビス(p−クロロフェニル)ヨードニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムクロリド、トリフェニルスルホニウムブロミド、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリ(p−メトキシフェニル)スルホニウムテトラフルオロボレート、トリ(p−メトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリ(p−エトキシフェニル)スルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルホスホニウムクロリド、トリフェニルホスホニウムブロミド、トリ(p−メトキシフェニル)ホスホニウムテトラフルオロボレート、トリ(p−メトキシフェニル)ホスホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリ(p−エトキシフェニル)ホスホニウムテトラフルオロボレート、   Diphenyliodonium chloride, diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium mesylate, diphenyliodonium tosylate, diphenyliodonium bromide, diphenyliodonium tetrafluoroborate, diphenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluoroarsenate, bis (p-tert- Butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium mesylate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium tosylate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis ( p-tert-butylphenyl) iodoniumtetraf Oroborate, bis (p-tert-butylphenyl) iodonium chloride, bis (p-chlorophenyl) iodonium chloride, bis (p-chlorophenyl) iodonium tetrafluoroborate, triphenylsulfonium chloride, triphenylsulfonium bromide, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate , Tri (p-methoxyphenyl) sulfonium tetrafluoroborate, tri (p-methoxyphenyl) sulfonium hexafluorophosphonate, tri (p-ethoxyphenyl) sulfonium tetrafluoroborate, triphenylphosphonium chloride, triphenylphosphonium bromide, tri (p -Methoxyphenyl) phosphonium tetrafluoroborate, tri (p-methoxyphenyl) phospho Phosphonium hexafluorophosphonate, tri (p- ethoxyphenyl) phosphonium tetrafluoroborate,

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<パターン基板の作製方法>
本発明においては、フッ素系ポリマー(A)を用いて、例えば、次の方法により、パターン化された複数の撥液領域と親液領域から成る基板(以下、単に「パターン基板」と省略する場合がある)を作製する。
<Pattern substrate manufacturing method>
In the present invention, a substrate composed of a plurality of lyophobic regions and lyophilic regions patterned using the fluoropolymer (A), for example, by the following method (hereinafter simply referred to as “pattern substrate”). There is).

方法(3): フッ素系ポリマー(A)、一分子中に二個以上のビニルエーテル基を含有する化合物(Q)、一分子中に二個以上のブロックイソシアネート基を含有する化合物(R)および光酸発生剤(S)を溶剤(E)に溶解する。このレジスト組成物を基板上に塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、ポジ型感光性樹脂膜が形成される。この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。この様にして形成されたポジ型感光性樹脂膜は、形成時の加熱処理により、(Q)成分のビニルエーテル基を有する化合物が(A)成分の樹脂に架橋することにより、アルカリ現像液に難溶な膜となる。この場合、加熱処理の温度が上記の温度範囲の下限よりもより低い場合には、熱架橋が不十分なものとなり、未露光部において膜減りが生じることがある。また、加熱処理の温度が上記の温度範囲の上限を超えて高すぎる場合には、一旦形成された熱架橋部が再び切断され、未露光部において膜減りをひき起こすことがある。このポジ型感光性樹脂組成物から形成されるポジ型感光性樹脂膜を、所定のパターンを有するマスクを用いて紫外線、ArF、KrF、F2レーザー光等の光で露光させると、ポジ型感光性樹脂膜中に含まれる(S)成分の光酸発生剤(PAG)から発生する酸の作用によって、前述と同様に該膜のうち露光部はアルカリ性現像液に可溶なものとなる。引き続き、要すれば、ポジ型感光性樹脂膜に対して露光後加熱(PEB)が行われる。この場合の加熱の条件としては、温度80℃乃至150℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。その後、アルカリ性現像液を用いて現像が行われる。これにより、ポジ型感光性樹脂膜のうち、露光された部分が除去され、パターンが形成される。   Method (3): Fluoropolymer (A), compound (Q) containing two or more vinyl ether groups in one molecule, compound (R) containing two or more blocked isocyanate groups in one molecule, and light The acid generator (S) is dissolved in the solvent (E). A coating film can be formed by applying this resist composition onto a substrate and then pre-drying it with a hot plate or oven. Then, a positive photosensitive resin film is formed by heat-treating this coating film. As conditions for this heat treatment, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 70 ° C. to 160 ° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are employed. The heating temperature and heating time are preferably 80 to 140 ° C. and 0.5 to 10 minutes. The positive photosensitive resin film formed in this way is difficult for an alkali developer because the compound (Q) having a vinyl ether group is crosslinked with the resin (A) by heat treatment during formation. It becomes a soluble film. In this case, when the temperature of the heat treatment is lower than the lower limit of the above temperature range, the thermal crosslinking is insufficient, and the film may be reduced in the unexposed area. In addition, when the temperature of the heat treatment exceeds the upper limit of the above temperature range and is too high, the once formed thermal bridge portion may be cut again to cause film reduction in the unexposed portion. When a positive photosensitive resin film formed from this positive photosensitive resin composition is exposed to light such as ultraviolet rays, ArF, KrF, and F2 laser light using a mask having a predetermined pattern, positive photosensitive properties are obtained. Due to the action of the acid generated from the photoacid generator (PAG) of the (S) component contained in the resin film, the exposed portion of the film becomes soluble in an alkaline developer as described above. Subsequently, if necessary, post-exposure heating (PEB) is performed on the positive photosensitive resin film. As heating conditions in this case, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 80 ° C. to 150 ° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are employed. Thereafter, development is performed using an alkaline developer. As a result, the exposed portion of the positive photosensitive resin film is removed, and a pattern is formed.

本発明の撥液レジスト組成物は、本発明に記載のフッ素系ポリマー(A)を市販のポジ型レジストに配合したものでもよい。例えば、住友ベークライト製の半導体コーティング材「スミレジン エクセル CRC-8000」シリーズ中のもの、具体的には例えば、 CRC-8200、CRC-8300を用いることができる。また、東京応化工業製のOFPR-800、TSMR-V90、TMMR S2000、PMER-900などを用いることができる。JSR製の「ELPAC WPRシリーズ」中のもの、具体的には例えば、WPR-1020を用いることができる。日本ゼオン製のポジ型絶縁膜「ZEOCOATシリーズ」中のもの、TFT製造用ポジ型フォトレジスト「ZEONREX」の「ZPP2400、ZPP2500、ZPP2600、ZPP2700シリーズ」を用いることができる。ナガセケムテックス製の「NPR9000, 7800, 8000シリーズ」を用いることができる。AZエレクトロニックマテリアルズ製の「TFP600シリーズ」のもの、具体的には例えば、TFP-650F5、TFP-650H2を、「AZ SRシリーズ」のもの、具体的には例えばAZ SR-100、AZ SR-110、AZ SR-210を、「AZ SFPシリーズ」のもの、具体的には例えばAZ SFP -1400、AZ SFP -1500を用いることができる。   The liquid repellent resist composition of the present invention may be one obtained by blending the fluorine-based polymer (A) described in the present invention with a commercially available positive resist. For example, those in the “Sumiresin Excel CRC-8000” series of semiconductor coating materials manufactured by Sumitomo Bakelite, specifically, for example, CRC-8200 and CRC-8300 can be used. Also, OFPR-800, TSMR-V90, TMMR S2000, PMER-900 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. can be used. Those in the “ELPAC WPR series” manufactured by JSR, specifically, for example, WPR-1020 can be used. Zeon's positive insulation film “ZEOCOAT series” and TFT production positive photoresist “ZEONREX” “ZPP2400, ZPP2500, ZPP2600, ZPP2700 series” can be used. "NPR9000, 7800, 8000 series" manufactured by Nagase ChemteX can be used. `` TFP600 series '' manufactured by AZ Electronic Materials, specifically TFP-650F5, TFP-650H2, for example `` AZ SR series '', specifically AZ SR-100, AZ SR-110 AZ SR-210 can be used from the “AZ SFP series”, specifically, for example, AZ SFP-1400 and AZ SFP-1500.

<パターン基板の作製方法>
本発明においては、フッ素系ポリマー(A)を市販のポジ型レジストに配合した撥液レジスト組成物を用いて、例えば、次の方法により、パターン化された複数の撥液領域と親液領域から成る基板を作製する。
<Pattern substrate manufacturing method>
In the present invention, using a liquid repellent resist composition in which a fluorine-based polymer (A) is blended with a commercially available positive resist, for example, from the plurality of patterned liquid repellent areas and lyophilic areas by the following method: A substrate is produced.

方法(4): フッ素系ポリマー(A)を市販のポジ型レジストに配合した撥液レジスト組成物を基板上に塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、ポジ型感光性樹脂膜が形成される。この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。この様にして形成されたポジ型感光性樹脂膜は、形成時の加熱処理により、アルカリ現像液に難溶な膜となる。このポジ型感光性樹脂組成物から形成されるポジ型感光性樹脂膜を、所定のパターンを有するマスクを用いて紫外線、ArF、KrF、F2レーザー光等の光で露光させると、露光部はアルカリ性現像液に可溶なものとなる。引き続き、要すれば、ポジ型感光性樹脂膜に対して露光後加熱(PEB)が行われる。この場合の加熱の条件としては、温度80℃乃至150℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。その後、アルカリ性現像液を用いて現像が行われる。これにより、ポジ型感光性樹脂膜のうち、露光された部分が除去され、パターンが形成される。   Method (4): A liquid-repellent resist composition in which a fluorine-based polymer (A) is blended with a commercially available positive resist is applied on a substrate, and then pre-dried in a hot plate or oven to form a coating film. can do. Then, a positive photosensitive resin film is formed by heat-treating this coating film. As conditions for this heat treatment, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 70 ° C. to 160 ° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are employed. The heating temperature and heating time are preferably 80 to 140 ° C. and 0.5 to 10 minutes. The positive photosensitive resin film thus formed becomes a film that is hardly soluble in an alkaline developer by the heat treatment during the formation. When the positive photosensitive resin film formed from this positive photosensitive resin composition is exposed to light such as ultraviolet rays, ArF, KrF, and F2 laser light using a mask having a predetermined pattern, the exposed portion becomes alkaline. It becomes soluble in the developer. Subsequently, if necessary, post-exposure heating (PEB) is performed on the positive photosensitive resin film. As heating conditions in this case, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 80 ° C. to 150 ° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are employed. Thereafter, development is performed using an alkaline developer. As a result, the exposed portion of the positive photosensitive resin film is removed, and a pattern is formed.

<基板、基板への塗布およびパターニング方法>
本発明は、前記ポジ型撥液レジスト組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により、親液性透明基板上に撥液化された隔壁をパターン状に形成する工程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ(TFT)基板の製造方法を提供する。
本発明はまた、撥液化されたパターン状の隔壁を有する親液性透明基板上に、ナノメタルインク、酸化物半導体インク、有機半導体インクなどの機能性材料インクを塗布する工程および溶媒を除去する工程を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供する。本発明はまた、前記製造方法で製造された薄膜トランジスタ基板、等を提供する。
以下、これらを詳細に説明する。
<Substrate, application to substrate and patterning method>
The present invention includes a thin film transistor (TFT) comprising a step of forming a lyophobic partition wall in a pattern on a lyophilic transparent substrate by photolithography using the positive type liquid repellent resist composition. ) A method for manufacturing a substrate is provided.
The present invention also includes a step of applying a functional material ink such as a nanometal ink, an oxide semiconductor ink, and an organic semiconductor ink on a lyophilic transparent substrate having a liquid-repellent patterned partition wall, and a step of removing the solvent. A method of manufacturing a thin film transistor substrate, comprising: The present invention also provides a thin film transistor substrate manufactured by the manufacturing method.
These will be described in detail below.

本発明のTFT基板に用いる基材は、シリコンウエハ、合成樹脂、ガラス、金属、セラミックなどである。
合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、例えば、ポリエチレン、ポロプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−(4−メチルペンテン−1)、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、ブタジエン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンテレフタレート(PCT)等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エボキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば2層以上の積層体として)用いることができる。合成樹脂製の基板を用いれば、軽量、透明、安価、曲げられるなどの特徴を基板に付与できる。
The base material used for the TFT substrate of the present invention is a silicon wafer, synthetic resin, glass, metal, ceramic or the like.
The synthetic resin may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, modified Polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, poly- (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acrylic-styrene copolymer (AS Resin), butadiene-styrene copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate (PCT), etc. Polyester, polyether, polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polyarylate, aromatic polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoro Various thermoplastic elastomers such as ethylene, polyvinylidene fluoride, other fluorine resins, styrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, fluororubber, chlorinated polyethylene, ethoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine Resins, unsaturated polyesters, silicone resins, polyurethanes, etc., and copolymers, blends, polymer alloys, etc. mainly composed of these, and one or more of these are combined. Can be used Align Te (for example, as a laminate of two or more layers). If a synthetic resin substrate is used, the substrate can be provided with features such as light weight, transparency, low cost, and bending.

ガラスとしては、例えば、ケイ酸ガラス(石英ガラス)、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛(アルカリ)ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
金属としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、白金等が挙げられる。
セラミックとしては、酸化物(例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ケイ素、ジルコニア、チタン酸バリウム)、窒化物(例えば、窒化ケイ素、窒化ホウ素)、硫化物(例えば、硫化カドミウム)、炭化物(例えば、炭化ケイ素)等が挙げられ、これらの混合物を使用してよい。
Examples of the glass include silicate glass (quartz glass), alkali silicate glass, soda lime glass, potassium lime glass, lead (alkali) glass, barium glass, and borosilicate glass.
Examples of the metal include gold, silver, copper, iron, nickel, aluminum, and platinum.
Ceramics include oxides (eg, aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, silicon oxide, zirconia, barium titanate), nitrides (eg, silicon nitride, boron nitride), sulfides (eg, cadmium sulfide), carbides (For example, silicon carbide) and the like, and a mixture thereof may be used.

いずれの基材からなる基板を用いる場合でも、Oプラズマ処理、UVオゾン処理、コロナ処理などの前処理を行ってもよい。これらの前処理により、基板表面に親水性の官能基(例えば、OH、COOH、=NH、−NHなど)を導入できる。 Even when a substrate made of any base material is used, pre-treatment such as O 2 plasma treatment, UV ozone treatment, corona treatment, etc. may be performed. By these pretreatments, hydrophilic functional groups (for example, OH, COOH, ═NH, —NH 2, etc.) can be introduced into the substrate surface.

パターン表面の形状は、最終的に製造する素子の目的に応じて適当なものを選択すれば良く、円、四角形、三角形、直線、曲線などが例示される。互いのパターンは接していても離れていても良い。例えば、ライン&スペースの場合、ライン幅およびライン間隔は、0.5〜100μm、例えば、1〜20μmであってよい。ライン幅は等間隔であってもよいし、幅が変化してもよい。ラインの形状は直線でも曲線でもよい。   The shape of the pattern surface may be selected appropriately depending on the purpose of the element to be finally produced, and examples thereof include a circle, a square, a triangle, a straight line, and a curve. Mutual patterns may be in contact or separated. For example, in the case of a line and space, the line width and the line interval may be 0.5 to 100 μm, for example, 1 to 20 μm. The line widths may be equally spaced or the widths may vary. The shape of the line may be a straight line or a curved line.

これら基材の表面に、撥液レジスト組成物を液相で均一に適用する。処理方法は、膜厚を制御できるものであれば公知の塗布法を採用することができる。例えば、ロールコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、フローコート法、バーコート法、スプレーコート法、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法などが採用でき、基材の種類、形状、生産性、膜厚の制御性などを考慮して選択できる。例えば、撥液レジスト組成物をスピンコート法で基板に塗布した後、70〜150℃で1秒間〜10分間(例えば110℃で1分間)加熱して撥液レジスト組成物の膜から溶媒を乾燥することによって行える。この簡便なプロセスで膜の表面にフッ素系ポリマー(A)層が形成される。溶媒乾燥後の撥液レジスト組成物膜の厚さは、一般に50nm〜100μm、例えば100nm〜10μm、特に500nm〜5μmであってよい。   The liquid repellent resist composition is uniformly applied in a liquid phase to the surfaces of these substrates. As the treatment method, a known coating method can be adopted as long as the film thickness can be controlled. For example, roll coating method, gravure coating method, micro gravure coating method, flow coating method, bar coating method, spray coating method, die coating method, spin coating method, dip coating method, etc. can be adopted. Can be selected in consideration of the controllability and controllability of the film thickness. For example, after a liquid repellent resist composition is applied to a substrate by spin coating, the solvent is dried from the film of the liquid repellent resist composition by heating at 70 to 150 ° C. for 1 second to 10 minutes (eg, 110 ° C. for 1 minute). You can do that. With this simple process, the fluoropolymer (A) layer is formed on the surface of the film. The thickness of the liquid-repellent resist composition film after solvent drying is generally 50 nm to 100 μm, for example 100 nm to 10 μm, in particular 500 nm to 5 μm.

次にフォトリソグラフィー法を用いて、親液領域の対水接触角が50°以下となるようにパターニングを行う。表面自由エネルギーが異なる複数の領域[(1)対水接触角80°以上の領域、特に対水接触角100°以上の領域と、(2)対水接触角50°以下の領域、特に対水接触角30°以下の領域]から構成されるパターン基板を調製する。領域(1)と領域(2)は隣接する。
撥液レジスト組成物の膜をフォトリソグラフィー法でパターニングするためには、電磁波を照射する。
Next, patterning is performed using a photolithography method so that the contact angle with water in the lyophilic region is 50 ° or less. A plurality of regions having different surface free energies [(1) a region with a water contact angle of 80 ° or more, especially a region with a water contact angle of 100 ° or more, and (2) a region with a water contact angle of 50 ° or less, particularly water A pattern substrate composed of a region having a contact angle of 30 ° or less] is prepared. Region (1) and region (2) are adjacent.
In order to pattern the film of the liquid repellent resist composition by photolithography, an electromagnetic wave is irradiated.

<電磁波>
本発明で膜に照射する電磁波は、波長10〜400nmの光であり、紫外線(UV, 200〜400nm)、真空紫外光(VUV, 150〜200nm)、極端紫外線(EUV, 10〜120nm)などが例示される。VUVを用いる場合、光源は波長172nmのVUVを発光できる市販のキセノンエキシマランプが使用できる。またUVを用いる場合、光源は水銀キセノンランプ、水銀ランプ、キセノンランプ、キセノンエキシマランプが使用できる。さらに、248nmのKrFエキシマレーザー、193nmのArFエキシマレーザー、157nmのF2エキシマレーザーを使用しても良い。露光量は1〜10,000mJ/cm2、特に1〜1,000mJ/cm2であってよい。
また、光以外に、波長0.1〜10nmのX線、波長0.001〜0.01nmの電子線、波長10〜300nmのレーザー光線等の電磁波を用いてもよい。
<Electromagnetic wave>
The electromagnetic wave irradiated to the film in the present invention is light having a wavelength of 10 to 400 nm, such as ultraviolet light (UV, 200 to 400 nm), vacuum ultraviolet light (VUV, 150 to 200 nm), extreme ultraviolet light (EUV, 10 to 120 nm), etc. Illustrated. When VUV is used, a commercially available xenon excimer lamp capable of emitting VUV having a wavelength of 172 nm can be used as the light source. When UV is used, a mercury xenon lamp, mercury lamp, xenon lamp, or xenon excimer lamp can be used as the light source. Further, a 248 nm KrF excimer laser, a 193 nm ArF excimer laser, and a 157 nm F 2 excimer laser may be used. Exposure amount 1~10,000mJ / cm 2, may be a particularly 1~1,000mJ / cm 2.
In addition to light, electromagnetic waves such as X-rays having a wavelength of 0.1 to 10 nm, electron beams having a wavelength of 0.001 to 0.01 nm, and laser beams having a wavelength of 10 to 300 nm may be used.

光やX線でフォトリソグラフィーを行う場合は、フォトマスクを介して膜に光を照射しても良いし、米国テキサス・インスツルメンツ社が開発したDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)のようなMicro Electro Mechanics(MEMS)を使用して、マスクレスでパターン状に光を照射しても良い。DMDは10μmスケールの可動式の鏡(マイクロミラー)48万〜131万個を格子状に配列したデバイスであり、このミラーにランプ光を反射させて膜にパターン状に光を照射する。   When photolithography is performed using light or X-rays, the film may be irradiated with light through a photomask, or a Micro Electro such as DMD (digital micromirror device) developed by Texas Instruments, USA Mechanics (MEMS) may be used to irradiate light in a pattern without a mask. The DMD is a device in which 480,000 to 1.31 million movable mirrors (micromirrors) of 10 μm scale are arranged in a lattice shape, and the lamp light is reflected on the mirror to irradiate the film with light in a pattern.

一方、電子線、レーザー光線では、市販の描画装置を用いてフォトマスクなしで直接、均一に表面処理された基板にパターンを描画する。電子線の露光量はラスター描画では10〜10,000μC/cm2、特に100〜1,000μC/cm2、ショット描画では100〜100,000fC/dot、特に1,000〜10,000fC/dotであってよい。 On the other hand, with an electron beam or a laser beam, a pattern is drawn on a substrate that has been uniformly surface-treated directly without a photomask using a commercially available drawing apparatus. Exposure of the electron beam 10~10,000μC / cm 2 in raster drawing, especially 100~1,000μC / cm 2, a shot draw 100~100,000fC / dot, may in particular 1,000~10,000fC / dot.

<現像>
本発明では、上記の電磁波を照射後に、溶媒に対する溶解性のコントラストを利用して、溶解可溶な領域を除去する工程、いわゆる「現像」を行う。現像に使用される溶媒(現像液)は、アルカリ水溶液を用いる。アルカリ水溶液は、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、およびアンモニア水などの無機アルカリ水溶液や、エチルアミン、n−プロピルアミンなどの第一級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミンなどの第二級アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、N−メチルピロリドンなどの第三級アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリンなどの第四級アンモニウム塩;ピロール、ピペリジン等の環状アミン類のアルカリ類からなる有機アルカリ水溶液を用いる。TFT基板の製造では無機アルカリよりも有機アルカリの方が好ましく、特に半導体用フォトリソグラフィー工程で汎用されているTMAHが好ましい。これらは単独で用いても良いし二種類以上を混合してもよい。また、界面活性剤を添加してもよい。
現像方法は、浸漬法、液盛り法、シャワー法、パドル法、超音波法などで10秒〜10分の範囲で行ってよい。
<Development>
In the present invention, after the irradiation with the above-mentioned electromagnetic wave, a step of removing a soluble region by so-called “development” is performed using the solubility contrast with respect to the solvent. An alkaline aqueous solution is used as a solvent (developer) used for development. Examples of the alkaline aqueous solution include inorganic alkaline aqueous solutions such as sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia, and primary amines such as ethylamine and n-propylamine. Secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine; tertiary amines such as triethylamine, methyldiethylamine and N-methylpyrrolidone; alcohol amines such as dimethylethanolamine and triethanolamine; tetramethylammonium A quaternary ammonium salt such as hydroxide, tetraethylammonium hydroxide (TMAH), choline, or the like; an organic alkali aqueous solution comprising alkalis of cyclic amines such as pyrrole and piperidine is used. In the production of a TFT substrate, an organic alkali is preferable to an inorganic alkali, and TMAH which is widely used in a semiconductor photolithography process is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. A surfactant may be added.
The developing method may be performed in the range of 10 seconds to 10 minutes by an immersion method, a liquid filling method, a shower method, a paddle method, an ultrasonic method, or the like.

本発明では、撥液−親液パターンの濡れのコントラストを強調するために、パターン形成後に、Oプラズマ処理、UVオゾン処理、コロナ処理などの処理を行ってもよい。また、これらの処理の後に熱処理を行ってもよい。本発明の撥液レジスト組成物を用いて形成した撥液−親液パターンの撥液領域の接触角は、対水接触角80°以上、特に100°以上、対n-ヘキサデカンまたはブチルカルビトールアセテート(BCA)接触角50°以上、特に55°以上である。一方、親液領域の接触角は対水接触角50°以下、特に30°以下、対n-ヘキサデカンまたはBCA接触角20°以下、特に10°以下ある。 In the present invention, in order to enhance the wetting contrast of the lyophobic / lyophilic pattern, a treatment such as O 2 plasma treatment, UV ozone treatment, or corona treatment may be performed after pattern formation. Moreover, you may heat-process after these processes. The contact angle of the lyophobic region of the lyophobic-lyophilic pattern formed using the lyophobic resist composition of the present invention is a contact angle with water of 80 ° or more, particularly 100 ° or more, with respect to n-hexadecane or butyl carbitol acetate. (BCA) The contact angle is 50 ° or more, particularly 55 ° or more. On the other hand, the contact angle of the lyophilic region is 50 ° or less, particularly 30 ° or less, and the contact angle to n-hexadecane or BCA is 20 ° or less, particularly 10 ° or less.

<撥液−親液パターンを形成した基板に対する機能性化合物溶液の塗布>
本発明では、パターンを形成した基板に機能性化合物の溶液または分散液を塗布する。機能性化合物溶液を塗布する方法は、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、印刷法、転写法、インクジェット法[P.Calvert, Chem.Mater., 13, 3299(2001)]、バーコード法、キャピラリー法などが挙げられる。
<Liquid repellent-application of functional compound solution to substrate on which lyophilic pattern is formed>
In the present invention, a functional compound solution or dispersion is applied to a substrate on which a pattern is formed. The functional compound solution can be applied by spin coating, dip coating, casting, roll coating, printing, transfer, ink jet [P. Calvert, Chem. Mater., 13, 3299 (2001)]. , Barcode method, capillary method and the like.

機能性化合物の層は、パターン表面の上に、機能性化合物を溶媒に溶解した溶液を塗布し、溶媒を除去することによって形成することができる。表面自由エネルギーが異なる複数の領域に機能性化合物溶液を塗布すると、機能性化合物溶液は撥液領域でははじかれ、親液性表面にのみ塗布される。かくして、機能性化合物の層が、基板にパターン化された親液領域上に形成される。   The functional compound layer can be formed by applying a solution obtained by dissolving the functional compound in a solvent on the pattern surface and removing the solvent. When the functional compound solution is applied to a plurality of regions having different surface free energies, the functional compound solution is repelled in the liquid repellent region and is applied only to the lyophilic surface. Thus, a layer of functional compound is formed on the lyophilic region patterned on the substrate.

機能性化合物の例は、半導体化合物、導電性化合物、ディスプレイ用画素を形成するための色素または顔料、フォトクロミック化合物、サーモクロミック化合物、レンズ材料、生命科学薬剤などである。   Examples of functional compounds are semiconductor compounds, conductive compounds, dyes or pigments for forming display pixels, photochromic compounds, thermochromic compounds, lens materials, life science drugs, and the like.

半導体化合物としては、酸化物半導体、または、有機半導体が好ましい。酸化物半導体は、例えば、月刊ディスプレイ、2011年1月号、p-4〜13(酸化物TFTの最近の動向と展望)に記載されている塗布型の透明アモルファス酸化物半導体であり、特にアモルファスIn-Ga-Zn-O(a-IGZO)が好ましい。また、有機半導体は、例えば、ペンタセン誘導体、ポリチオフェン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリp-フェニレンビニレン、層状ヘロブスカイト化合物などが挙げられる。
導電性化合物としては、室温で102 S/cm 以上の導電性を有するものである。例えば、有機系ではポリアセチレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール、ポリp-フェニレンビニレン、ポリアニリンなどが挙げられる。これらの化合物をドーピングすることにより導電性を向上しても良い。金属系では金、銀、銅などのナノ粒子を液体に分散したものが挙げられる。
As the semiconductor compound, an oxide semiconductor or an organic semiconductor is preferable. Oxide semiconductors are coating-type transparent amorphous oxide semiconductors described in, for example, Monthly Display, January 2011, p-4-13 (Recent Trends and Prospects of Oxide TFTs). In-Ga-Zn-O (a-IGZO) is preferred. Examples of the organic semiconductor include a pentacene derivative, a polythiophene derivative, a phthalocyanine derivative, a polyfluorene derivative, poly p-phenylene vinylene, and a layered herbskite compound.
The conductive compound has a conductivity of 10 2 S / cm 2 or more at room temperature. For example, in an organic system, polyacetylene derivatives, polythiophene derivatives, polypyrrole, poly p-phenylene vinylene, polyaniline and the like can be mentioned. Conductivity may be improved by doping these compounds. In the metal system, a material in which nanoparticles such as gold, silver and copper are dispersed in a liquid can be used.

フォトクロミック化合物としては、有機系が好ましく、例えば、アゾベンゼン誘導体、スピロピラン誘導体、フルギド誘導体、ジアリールエテン誘導体などが挙げられる。
サーモクロミック化合物とは、温度変化に伴って物質の色が可逆的に変化する化合物の総称であり、例えば、サリチリデンアニリン類、ポリチオフェン誘導体、テトラハロゲノ錯体、エチレンジアミン誘導体錯体、ジニトロジアンミン銅錯体、1,4−ジアザシクロオクタン(daco)錯体、ヘキサメチレンテトラミン(hmta)錯体、サルチルアルデヒド(salen)類錯体などが挙げられる。
The photochromic compound is preferably an organic compound, and examples thereof include azobenzene derivatives, spiropyran derivatives, fulgide derivatives, and diarylethene derivatives.
A thermochromic compound is a general term for compounds whose color changes reversibly with changes in temperature. For example, salicylideneanilines, polythiophene derivatives, tetrahalogeno complexes, ethylenediamine derivative complexes, dinitrodiammine copper complexes, Examples include 1,4-diazacyclooctane (daco) complex, hexamethylenetetramine (hmta) complex, and saltylaldehyde (salen) complex.

溶媒乾燥後の機能性化合物の層の厚さは、0.1nm〜100μm、好ましくは0.5nm〜10μm、例えば、1nm〜1μmであってよい。   The thickness of the functional compound layer after solvent drying may be 0.1 nm to 100 μm, preferably 0.5 nm to 10 μm, for example 1 nm to 1 μm.

機能性化合物を溶解する溶媒の例は、有機溶媒(特に油溶性有機溶媒)、水溶性有機溶媒、および水である。機能性化合物が水に難溶性の場合、有機溶媒(特に、油溶性有機溶媒)または水溶性有機溶媒に溶解させる必要がある。
本発明において、機能性化合物を溶解する溶媒は、表面張力40mN/m以下、例えば30mN/m以下である有機溶媒であることが好ましい。表面張力が40mN/m以下であることによって、溶液がパターン形状にそって容易に濡れ拡がることができる。
Examples of the solvent that dissolves the functional compound are an organic solvent (particularly an oil-soluble organic solvent), a water-soluble organic solvent, and water. When the functional compound is sparingly soluble in water, it must be dissolved in an organic solvent (particularly an oil-soluble organic solvent) or a water-soluble organic solvent.
In the present invention, the solvent for dissolving the functional compound is preferably an organic solvent having a surface tension of 40 mN / m or less, for example, 30 mN / m or less. When the surface tension is 40 mN / m or less, the solution can easily spread out along the pattern shape.

有機溶媒としては、アルコール、エステル、ケトン、エーテル、炭化水素(例えば、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素)等が挙げられ、有機溶媒はフッ素化されていてもされていなくてもどちらでも良い。有機溶媒の具体例は、パーフルオロデカリン、ハイドロフルオロエーテル、HCFC225、クロロホルム、1,1,2,2-テトラクロロエタン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、酢酸ブチル、ヘキサン、イソペンタン、トルエン、キシレン、アニソール、テトラリン、シクロヘキシルベンゼン、メシチレン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。また、水溶性有機溶媒の具体例は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、酢酸エチル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート、乳酸エチル、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノールなどが挙げられる。
水を用いる場合は、界面活性剤や上記の水溶性有機溶媒などを添加して、表面張力を低下させてもよい。
Examples of the organic solvent include alcohols, esters, ketones, ethers, hydrocarbons (eg, aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons), and the organic solvent may or may not be fluorinated. . Specific examples of organic solvents are perfluorodecalin, hydrofluoroether, HCFC225, chloroform, 1,1,2,2-tetrachloroethane, tetrachloroethylene, chlorobenzene, butyl acetate, hexane, isopentane, toluene, xylene, anisole, tetralin, cyclohexyl Examples include benzene, mesitylene, and tetrahydrofuran. Specific examples of the water-soluble organic solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, ethyl acetate, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene Examples include propylene glycol, tripropylene glycol, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, methyl cellosolve, cellosolve acetate, butyl cellosolve, butyl carbitol, carbitol acetate, ethyl lactate, isopropyl alcohol, methanol, and ethanol.
When water is used, the surface tension may be lowered by adding a surfactant, the above water-soluble organic solvent, or the like.

機能性化合物の溶液における機能性化合物の濃度は、0.1〜30重量%、例えば、1〜20重量%であってよい。
溶媒の除去は、蒸発などによって行える。溶媒の除去は、基材を、加熱(例えば、60〜200℃)することによって、行える。溶媒除去は、減圧(例えば、0.01〜100Pa)下で行ってもよい。
The concentration of the functional compound in the functional compound solution may be 0.1 to 30% by weight, for example 1 to 20% by weight.
The solvent can be removed by evaporation or the like. The removal of the solvent can be performed by heating the substrate (for example, 60 to 200 ° C.). The solvent removal may be performed under reduced pressure (for example, 0.01 to 100 Pa).

本発明の撥液レジスト組成物は、電子、光学、医療、化学分析の製造などの幅広い用途のデバイスに用いることが可能である。例えば、電子デバイスとしては、トランジスタ、メモリ、発光ダイオード(EL)、レーザー、太陽電池などの集積回路に利用できる。これらのデバイスからテレビ、フレキシブルディスプレイ、無線タグ、ウエアラブルなコンピュータなどが製造される。また、光学デバイスとしては、液晶ディスプレイのカラーフィルタなどのディスプレイ用画素、光メモリ、光変調素子、光シャッター、第二次高調波(SHG)素子、偏光素子、フォトニッククリスタル、レンズアレイなどに、医療デバイスとしては、DNAアレイ、タンパク質アレイなどのバイオチップなどに利用できる。化学分析デバイスとしては、微小化学プラント、微小化学分析システムなどのマイクロ化学チップに利用できる。   The liquid repellent resist composition of the present invention can be used in devices for a wide range of applications such as production of electronic, optical, medical and chemical analyses. For example, the electronic device can be used for an integrated circuit such as a transistor, a memory, a light emitting diode (EL), a laser, or a solar cell. TVs, flexible displays, wireless tags, wearable computers, and the like are manufactured from these devices. Optical devices include display pixels such as color filters for liquid crystal displays, optical memories, light modulation elements, optical shutters, second harmonic (SHG) elements, polarizing elements, photonic crystals, lens arrays, and other medical devices. The device can be used for biochips such as DNA arrays and protein arrays. The chemical analysis device can be used for a microchemical chip such as a microchemical plant or a microchemical analysis system.

本発明はまた、本発明のポジ型撥液レジスト組成物を用いる有機EL画素の製造方法及び該製造方法で得られる有機EL画素を含有する有機ELデバイスを提供する。即ち、本発明は、(i) 本発明のポジ型撥液レジスト組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により、親液性透明基板上に撥液化された隔壁をパターン状に形成する工程を含む有機EL画素の製造方法、及び、(ii)撥液化されたパターン状の隔壁を有する親液性透明基板上に、有機EL発光材料を塗布する工程および溶媒を除去する工程を含む前記(i)に記載の有機EL画素の製造方法、並びに、前記(i)または(ii)に記載の製造方法で製造された有機EL画素を含有する有機ELデバイスを提供する。   The present invention also provides a method for producing an organic EL pixel using the positive-type liquid-repellent resist composition of the present invention and an organic EL device containing the organic EL pixel obtained by the production method. That is, the present invention includes (i) an organic process comprising a step of forming a lyophobic partition wall in a pattern on a lyophilic transparent substrate by photolithography using the positive-type liquid-repellent resist composition of the present invention. (I) including a method for manufacturing an EL pixel, and (ii) a step of applying an organic EL light-emitting material and a step of removing a solvent on a lyophilic transparent substrate having a liquid-repellent patterned partition wall The organic EL device containing the organic EL pixel manufactured by the manufacturing method of the described organic EL pixel, and the manufacturing method as described in said (i) or (ii) is provided.

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

<レジスト組成物の相溶性の評価>
レジスト組成物から溶剤のみを除去した組成物の外観を五段階で評価した。相溶性が良好なものから順に
◎>○>△>×>××
と評価した。
<Evaluation of compatibility of resist composition>
The appearance of the composition in which only the solvent was removed from the resist composition was evaluated in five stages. ◎>○>△>×> XX in order of good compatibility
It was evaluated.

<現像性の評価>
マスクアライナーES20d[(株)三永電機製作所・(株)ナノテック製製]で露光後に現像したパターンを光学顕微鏡で観察することにより、現像性を五段階で評価した。ここで言う「現像性」とは、現像後に残ったUV露光領域のパターンの形状、UV未露光領域の膜の除去性の総合評価であり、現像性が良好なものから順に◎>○>△>×>××
と評価した。
<Development evaluation>
The developability was evaluated in five stages by observing a pattern developed after exposure with a mask aligner ES20d [manufactured by Mitsunaga Electric Co., Ltd., manufactured by Nanotech Co., Ltd.] with an optical microscope. The term “developability” as used herein refers to a comprehensive evaluation of the pattern shape of the UV exposed area remaining after development and the film removability of the UV unexposed area. >×> ××
It was evaluated.

<ナノメタルインクの分裂性の評価>
形成した親液−撥液パターン上にナノメタルインクAg[アルバックマテリアル(株)製]をインクジェット法で製膜した後のメタルパターンの形状を光学顕微鏡で観察することにより、ナノメタルインクの分裂性を五段階で評価した。分裂性が良好なものから順に
◎>○>△>×>××
と評価した。
<Evaluation of splitting property of nanometal ink>
By observing the shape of the metal pattern after the nanometal ink Ag (manufactured by ULVAC Material Co., Ltd.) is formed on the formed lyophilic-liquid-repellent pattern by the ink jet method with an optical microscope, Rated by stage. ◎ > ○ > △ > × > XX in order of good splitting
It was evaluated.

静的接触角は全自動接触角計DropMaster701[協和界面科学(株)製]を用いて次の方法で測定した。
<静的接触角の測定>
静的接触角は、水平に置いた基板にマイクロシリンジから水、n-ヘキサデカン、またはブチルカルビトール(BCA)を2μL滴下し、滴下1秒後の静止画をビデオマイクロスコープで撮影することにより求めた。
The static contact angle was measured by the following method using a fully automatic contact angle meter DropMaster701 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
<Measurement of static contact angle>
The static contact angle is obtained by dropping 2 μL of water, n-hexadecane, or butyl carbitol (BCA) from a microsyringe onto a horizontally placed substrate, and taking a still image one second after dropping with a video microscope. It was.

製造例1
<Rf(C4)α-Clアクリレート/MAA/GMA/HEMA=45/20.6/6.9/27.5(重量比)共重合体>
還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌装置を備えた四つ口フラスコ中にフルオロアクリレート(略称:FA)としてCH=C(Cl)COO−CHCH(略称:Rf(C4)α-Clアクリレート)22.5g、メタクリル酸(略称:MAA)10.3g、グリシジルメタクリレート(略称:GMA)3.4g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(略称:HEMA)13.7g、連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン(略称:LSH)6.3gおよび溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(略称:PGMEA)104gを入れ、70℃に加熱後、30分間窒素気流下で撹拌した。これに重合開始剤のアゾビスイソブチロニトリル(略称:AIBN)0.5gを添加し、18時間重合した。反応液中に残存するRf(C4)α-Clアクリレートモノマーをガスクロマトグラフィーで分析することにより、転化率が95%以上であることを確認した。得られた反応液の固形分濃度を130℃、2時間加熱したときの蒸発残分により測定した結果、33重量%であった。この反応液をPGMEAで希釈して固形分濃度20重量%の撥液剤とした。この撥液剤を固形分濃度0.5重量%となるようにTHFで希釈してフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は6,400であった。
Production Example 1
<Rf (C4) α-Cl acrylate / MAA / GMA / HEMA = 45 / 20.6 / 6.9 / 27.5 (weight ratio) copolymer>
In a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, a thermometer, and a stirrer, CH 2 ═C (Cl) COO—CH 2 CH 2 C 4 F 9 (abbreviation: FA) as fluoroacrylate (abbreviation: FA). Rf (C4) α-Cl acrylate) 22.5 g, methacrylic acid (abbreviation: MAA) 10.3 g, glycidyl methacrylate (abbreviation: GMA) 3.4 g, 2-hydroxyethyl methacrylate (abbreviation: HEMA) 13.7 g, chain 6.3 g of lauryl mercaptan (abbreviation: LSH) as a transfer agent and 104 g of propylene glycol methyl ether acetate (abbreviation: PGMEA) as a solvent were added, heated to 70 ° C., and stirred for 30 minutes under a nitrogen stream. To this was added 0.5 g of a polymerization initiator azobisisobutyronitrile (abbreviation: AIBN), and polymerization was carried out for 18 hours. By analyzing the Rf (C4) α-Cl acrylate monomer remaining in the reaction solution by gas chromatography, it was confirmed that the conversion rate was 95% or more. As a result of measuring the solid content concentration of the reaction solution obtained by evaporation residue when heated at 130 ° C. for 2 hours, it was 33% by weight. This reaction solution was diluted with PGMEA to obtain a liquid repellent with a solid content concentration of 20% by weight. The liquid repellent was diluted with THF to a solid content concentration of 0.5% by weight, and the molecular weight of the fluoropolymer was measured by GPC. As a result, the weight average molecular weight was 6,400.

製造例2
<Rf(C4)α-Fアクリレート/MAA/GMA/HEMA=45/20.6/6.9/27.5(重量比)共重合体>
FAとして、製造例1のRf(C4)α-ClアクリレートをCH=C(F)COO−CHCH(略称:Rf(C4)α-Fアクリレート)に置き換える以外は製造例1と同様な方法で重合反応を行い、フッ素系ポリマーを得た。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は5,000であった。
Production Example 2
<Rf (C4) α-F acrylate / MAA / GMA / HEMA = 45 / 20.6 / 6.9 / 27.5 (weight ratio) copolymer>
Manufactured except that Rf (C4) α-Cl acrylate of Production Example 1 is replaced with CH 2 ═C (F) COO—CH 2 CH 2 C 4 F 9 (abbreviation: Rf (C4) α-F acrylate) as FA. A polymerization reaction was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 5,000.

製造例3
<PFPE(C8)メタクリレート/MAA/GMA/HEMA=45/20.6/6.9/27.5(重量比)共重合体>
FAとして、製造例1のRf(C4)α-ClアクリレートをC3F9-[OCF(CF3)CF2]-OCF(CF3)CH2OCOC(CH3)=CH2(略称:PFPE(C8)メタクリレート)に置き換える以外は製造例1と同様な方法で重合反応を行い、フッ素系ポリマーを得た。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は5,200であった。
Production Example 3
<PFPE (C8) methacrylate / MAA / GMA / HEMA = 45 / 20.6 / 6.9 / 27.5 (weight ratio) copolymer>
As FA, Preparation 1 Rf (C4) α-Cl acrylate C 3 F 9 - [OCF ( CF 3) CF 2] -OCF (CF 3) CH 2 OCOC (CH 3) = CH 2 ( abbreviation: PFPE A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1 except that (C8) methacrylate) was substituted to obtain a fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 5,200.

製造例4
<Rf(C4)α-Clアクリレート/MAA/GMA/HEMA/tBMA=45/7.8/6.9/27.5/12.8(重量比)共重合体>
還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌装置を備えた四つ口フラスコ中にFAとしてRf(C4)α-Clアクリレート22.5g、MAA3.9g、GMA3.4g、HEMA13.8g、メタクリル酸tert−ブチル(略称:tBMA)6.4g連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン(略称:LSH)5.7gおよび溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(略称:PGMEA)104gを入れ、70℃に加熱後、30分間窒素気流下で撹拌した。これに重合開始剤のアゾビスイソブチロニトリル(略称:AIBN)0.5gを添加し、18時間重合した。反応液中に残存するRf(C4)α-Clアクリレートモノマーをガスクロマトグラフィーで分析することにより、転化率が95%以上であることを確認した。固形分濃度を測定した結果33重量%であった。得られた反応液をヘキサンで沈殿、真空乾燥して、フッ素系ポリマーを単離した。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は4,600であった。
Production Example 4
<Rf (C4) α-Cl acrylate / MAA / GMA / HEMA / tBMA = 45 / 7.8 / 6.9 / 27.5 / 12.8 (weight ratio) copolymer>
Rf (C4) α-Cl acrylate 22.5 g, MAA 3.9 g, GMA 3.4 g, HEMA 13.8 g, methacrylic acid as FA in a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, a thermometer, and a stirrer 6.4 g of tert-butyl (abbreviation: tBMA) 5.7 g of lauryl mercaptan (abbreviation: LSH) as a chain transfer agent and 104 g of propylene glycol methyl ether acetate (abbreviation: PGMEA) as a solvent are added and heated to 70 ° C. for 30 minutes Stirring was performed under a nitrogen stream. To this was added 0.5 g of a polymerization initiator azobisisobutyronitrile (abbreviation: AIBN), and polymerization was carried out for 18 hours. By analyzing the Rf (C4) α-Cl acrylate monomer remaining in the reaction solution by gas chromatography, it was confirmed that the conversion rate was 95% or more. The solid content was measured and found to be 33% by weight. The obtained reaction solution was precipitated with hexane and vacuum-dried to isolate the fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 4,600.

製造例5
<Rf(C4)α-Clアクリレート/tBMA/GMA/HEMA=45/20.6/6.9/27.5(重量比)共重合体>
製造例1のMAAをtet−ブチルメタクリレート(略称:tBMA)に置き換える以外は製造例1と同様な方法で重合反応を行い、フッ素系ポリマーを得た。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は4,900であった。
Production Example 5
<Rf (C4) α-Cl acrylate / tBMA / GMA / HEMA = 45 / 20.6 / 6.9 / 27.5 (weight ratio) copolymer>
A polymerization reaction was performed in the same manner as in Production Example 1 except that MAA in Production Example 1 was replaced with tet-butyl methacrylate (abbreviation: tBMA) to obtain a fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 4,900.

製造例6
<Rf(C4)α-Clアクリレート/MAA/GMA/HEMA=55/16.9/5.6/22.5(重量比)共重合体>
製造例1のポリマー組成を表1に示すように変更して、製造例1と同様な方法で重合反応を行い、フッ素系ポリマーを得た。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は6,800であった。
Production Example 6
<Rf (C4) α-Cl acrylate / MAA / GMA / HEMA = 55 / 16.9 / 5.6 / 22.5 (weight ratio) copolymer>
The polymer composition of Production Example 1 was changed as shown in Table 1, and a polymerization reaction was performed in the same manner as in Production Example 1 to obtain a fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 6,800.

製造例7
<Rf(C4)α-Clアクリレート/MAA/GMA/HEMA=50/18.8/6.3/25(重量比)共重合体>
製造例1のポリマー組成を表1に示すように変更して、製造例1と同様な方法で重合反応を行い、フッ素系ポリマーを得た。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は6,400であった。
Production Example 7
<Rf (C4) α-Cl acrylate / MAA / GMA / HEMA = 50 / 18.8 / 6.3 / 25 (weight ratio) copolymer>
The polymer composition of Production Example 1 was changed as shown in Table 1, and a polymerization reaction was performed in the same manner as in Production Example 1 to obtain a fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 6,400.

製造例8
<Rf(C4)α-Clアクリレート/MAA/GMA/HEMA=40/22.5/7.5/30(重量比)共重合体>
製造例1のポリマー組成を表1に示すように変更して、製造例1と同様な方法で重合反応を行い、フッ素系ポリマーを得た。得られたフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は6,400であった。
Production Example 8
<Rf (C4) α-Cl acrylate / MAA / GMA / HEMA = 40 / 22.5 / 7.5 / 30 (weight ratio) copolymer>
The polymer composition of Production Example 1 was changed as shown in Table 1, and a polymerization reaction was performed in the same manner as in Production Example 1 to obtain a fluoropolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained fluoropolymer by GPC, the weight average molecular weight was 6,400.

比較製造例1
<Rf(C4)α-Clアクリレート/MAA/GMA/HEMA=60/15/5/20(重量比)共重合体>
還流冷却管、窒素導入管、温度計、撹拌装置を備えた四つ口フラスコ中にRf(C4)α-Clアクリレート30.0g、MAA7.5g、GMA2.5g、HEMA10g、連鎖移動剤としてLSH5.4gおよび溶媒としてPGMEA105gを入れ、70℃に加熱後、30分間窒素気流下で撹拌した。これに重合開始剤のAIBN 0.4gを添加し、18時間重合した。反応液中に残存するRf(C4)α-Clアクリレートモノマーをガスクロマトグラフィーで分析することにより、転化率が95%以上であることを確認した。得られた反応液の固形分濃度を測定した結果、33重量%であった。この反応液をPGMEAで希釈して固形分濃度20重量%の撥液剤とした。この撥液剤を固形分濃度0.5重量%となるようにTHFで希釈してフッ素系ポリマーの分子量をGPCで測定した結果、重量平均分子量は6,800であった。
Comparative production example 1
<Rf (C4) α-Cl acrylate / MAA / GMA / HEMA = 60/15/5/20 (weight ratio) copolymer>
In a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a nitrogen inlet, a thermometer, and a stirrer, 30.0 g of Rf (C4) α-Cl acrylate, 7.5 g of MAA, 2.5 g of GMA, 10 g of HEMA, LSH5. 4 g and 105 g of PGMEA as a solvent were added, heated to 70 ° C., and stirred for 30 minutes under a nitrogen stream. To this was added 0.4 g of polymerization initiator AIBN, and polymerization was carried out for 18 hours. By analyzing the Rf (C4) α-Cl acrylate monomer remaining in the reaction solution by gas chromatography, it was confirmed that the conversion rate was 95% or more. It was 33 weight% as a result of measuring solid content concentration of the obtained reaction liquid. This reaction solution was diluted with PGMEA to obtain a liquid repellent with a solid content concentration of 20% by weight. The liquid repellent was diluted with THF to a solid content concentration of 0.5% by weight, and the molecular weight of the fluoropolymer was measured by GPC. As a result, the weight average molecular weight was 6,800.

以上の製造例1〜4および比較製造例1のフッ素系ポリマーの製造条件を表1にまとめて示す。また、得られたフッ素系ポリマーのフッ素濃度(重量%)、酸価および重量平均分子量を表2に示す。 The production conditions for the fluoropolymers of Production Examples 1 to 4 and Comparative Production Example 1 are summarized in Table 1. Table 2 shows the fluorine concentration (% by weight), acid value, and weight average molecular weight of the obtained fluoropolymer.

Figure 0005516484
FA:フルオロアクリレート
GMA:グリシジルメタクリレート
HEMA:2−ヒドロキシメタクリレート
MAA:メタクリル酸
tBMA:メタクリル酸tert-ブチル
LSH:ラウリルメルカプタン
Figure 0005516484
FA: Fluoroacrylate
GMA: Glycidyl methacrylate
HEMA: 2-hydroxymethacrylate
MAA: methacrylic acid tBMA: tert-butyl methacrylate
LSH: Lauryl mercaptan

実施例1〜8および比較例1
フッ素系ポリマー(A)として製造例1〜8で得たフッ素系ポリマーまたは比較製造例1で得たフッ素系ポリマーをそれぞれ用いて、フッ素系ポリマー(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)、ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)、増感剤(D)および溶媒(E)から成る溶液をポジ型レジスト組成物を調製した(処方を次段落に示す)。この溶液を、濃硫酸/過酸化水素水(=3/7容量比)混合溶液に一時間浸漬することにより親水化したガラス基板にスピンコートして、基板上に膜厚(溶媒を乾燥除去後の膜厚)2μmの膜を作製した。プレベークとして90℃で3分間加熱後、この膜にライン/スペース=1μm/1μmのフォトマスクを介して、UV露光装置マスクアライナーES20dから波長365nmの紫外線を積算光量200mJ/cmの条件で照射した。次に、露光後ベークとして90℃で3分間加熱後、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に1分間浸漬することにより現像した。その後水洗、乾燥して、撥液領域と親液領域から成るパターン基板を作製した。
Examples 1-8 and Comparative Example 1
Fluoropolymer (A), alkali-soluble resin (B), naphthoquinone diazide, using the fluorinated polymer obtained in Production Examples 1 to 8 or the fluorinated polymer obtained in Comparative Production Example 1 as the fluoropolymer (A), respectively. A positive resist composition was prepared from a solution comprising a group-containing compound (C), a sensitizer (D) and a solvent (E) (the formulation is shown in the next paragraph). This solution was spin-coated on a glass substrate made hydrophilic by immersing it in a concentrated sulfuric acid / hydrogen peroxide (= 3/7 volume ratio) mixed solution for 1 hour, and the film thickness (after the solvent was removed by drying) The film thickness was 2 μm. After preheating and heating at 90 ° C. for 3 minutes, this film was irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm from a UV exposure apparatus mask aligner ES20d through a photomask of line / space = 1 μm / 1 μm under the condition of an integrated light quantity of 200 mJ / cm 2 . . Next, it was developed by heating at 90 ° C. for 3 minutes as a post-exposure bake and then immersing in a 2.38% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 1 minute. Thereafter, it was washed with water and dried to prepare a pattern substrate composed of a liquid repellent region and a lyophilic region.

実施例1〜8および比較例1で用いたレジスト組成物の処方は以下の通りである:
・フッ素系ポリマー(A)
(A)成分として、製造例1〜8または比較製造例1で合成したポリマーを固形分換算で0.8重量%含む。
・アルカリ可溶性樹脂(B)
(B)成分として下記に合成例を示した(b1)を17.2重量%含む。
(b1):m−クレゾールとp−クレゾール=35/65(モル比)の割合で混合し、これにホルマリンを加え、シュウ酸触媒により縮合反応して得られた質量平均分子量4500のクレゾールノボラック樹脂。
・ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)
(C)成分として2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノジアジド−5−スルホン酸エステルを5重量%含む。
・増感剤(D)
(D)成分として1−[1−(4−ヒドロキシフェニル)イソプロピル]−4−[1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼンを2重量%含む。
・溶媒(E)
(E)成分としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(略称:PGMEA)を75重量%含む。
The resist compositions used in Examples 1-8 and Comparative Example 1 are as follows:
・ Fluoropolymer (A)
As the component (A), the polymer synthesized in Production Examples 1 to 8 or Comparative Production Example 1 contains 0.8% by weight in terms of solid content.
・ Alkali-soluble resin (B)
As component (B), 17.2% by weight of (b1) shown in the following synthesis example is included.
(B1): A cresol novolak resin having a mass average molecular weight of 4500, obtained by mixing m-cresol and p-cresol = 35/65 (molar ratio), adding formalin thereto, and subjecting it to a condensation reaction with an oxalic acid catalyst. .
・ Naphthoquinonediazide group-containing compound (C)
As the component (C), 2,5,4,4'-tetrahydroxybenzophenone 1,2-naphthoquinodiazide-5-sulfonic acid ester is contained in an amount of 5% by weight.
・ Sensitizer (D)
As component (D), 2% by weight of 1- [1- (4-hydroxyphenyl) isopropyl] -4- [1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene is contained.
・ Solvent (E)
As component (E), 75% by weight of propylene glycol methyl ether acetate (abbreviation: PGMEA) is included.

上記のレジスト組成物をスピンコートした膜に紫外線を照射することなく、均一撥液膜を調製した。得られた均一撥液領域の接触角を測定した結果を表2に示す。   A uniform liquid repellent film was prepared without irradiating the film on which the resist composition was spin-coated with ultraviolet rays. Table 2 shows the result of measuring the contact angle of the obtained uniform liquid repellent region.

Figure 0005516484
HD:n−ヘキサデカン
BCA:ブチルカルビトールアセテート

表2中、製造例3および4は、不飽和酸モノマーとして酸エステル形成基であるtBu基でカルボン酸基が保護されたtBMAを用いている。表中、製造例4および5の酸価47および0の数値は、酸エステル形成基を加水分解によって脱保護した後のフッ素系ポリマー(A)の酸価、130および131に対応していた。
Figure 0005516484
HD: n-hexadecane
BCA: Butyl carbitol acetate

In Table 2, Production Examples 3 and 4 use tBMA in which a carboxylic acid group is protected with a tBu group that is an acid ester forming group as an unsaturated acid monomer. In the table, the numerical values of acid numbers 47 and 0 in Production Examples 4 and 5 corresponded to the acid values 130 and 131 of the fluoropolymer (A) after the acid ester forming group was deprotected by hydrolysis.

表2から明らかなように製造例1〜8に合成例を示したポリマーを使用した実施例1〜8では相溶性が良好であり、現像時に残渣が残ることなく現像性に優れることが確認できた。一方、比較製造例1に合成例を示したポリマーを使用した比較例1は相溶性が低下し、現像性も著しく悪かった。   As is clear from Table 2, in Examples 1 to 8 using the polymers shown in Synthesis Examples 1 to 8, the compatibility is good, and it can be confirmed that the development is excellent without any residue remaining during development. It was. On the other hand, Comparative Example 1 using a polymer whose synthesis example was shown in Comparative Production Example 1 was poor in compatibility and remarkably poor in developability.

本発明の撥液レジスト組成物は、フォトリソグラフィー法により基板上に親液領域および撥液領域からなるパターン表面を形成し、例えば、電子デバイスとしては、トランジスタ、メモリ、発光ダイオード(EL)、レーザー、太陽電池などの集積回路に利用でき、光学デバイスとしては、液晶ディスプレイのカラーフィルタや有機ELなどのディスプレイ用画素、光メモリ、光変調素子、光シャッター、第二次高調波(SHG)素子、偏光素子、フォトニッククリスタル、レンズアレイなどに利用でき、医療デバイスとしては、DNAアレイ、タンパク質アレイなどのバイオチップなどに利用できる。特に、ディスプレイ用TFT基板の配線用隔壁、及び、薄膜トランジスタ用隔壁の撥液化に有利に用いられる。   The liquid repellent resist composition of the present invention forms a pattern surface comprising a lyophilic region and a liquid repellent region on a substrate by a photolithography method. For example, as an electronic device, a transistor, a memory, a light emitting diode (EL), a laser Can be used in integrated circuits such as solar cells, and optical devices include color filters for liquid crystal displays, display pixels such as organic EL, optical memories, light modulation elements, optical shutters, second harmonic (SHG) elements, polarization It can be used for elements, photonic crystals, lens arrays, and the like, and as a medical device, it can be used for biochips such as DNA arrays and protein arrays. In particular, it is advantageously used for making the partition walls for wiring of the TFT substrate for display and the partition walls for thin film transistors lyophobic.

Claims (13)

撥液レジスト組成物であって、
(a1)炭素数4〜8のフルオロアルキル基[炭素原子間にエーテル性酸素原子を有していてもよい]を有するα位置換アクリレート[α位の置換基は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX12基(但し、X1およびX2は、水素原子、フッ素原子または塩素原子)、シアノ基、炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状のフルオロアルキル基、置換もしくは非置換のベンジル基、置換もしくは非置換のフェニル基、または炭素数1〜20の直鎖状もしくは分岐状アルキル基である]100重量部、
(a2)不飽和有機酸[酸性基は酸エステル形成基で保護されていてもよい]30〜60重量部、
(a3)エポキシ基含有モノマー 10〜25重量部、および
(a4)(RO)[Rは−(CH)−または−(CH)−、Rは水素またはメチル基、nは1〜10である]で示されるアルキレンオキシ基を含有するモノマー 40〜80重量部
を繰り返し単位とするフッ素系ポリマー(A)を含有し、
フッ素系ポリマー(A)のフッ素濃度が15〜40重量%および重量平均分子量が3,000〜20,000であるポジ型撥液レジスト組成物。
A liquid repellent resist composition comprising:
(A1) α-substituted acrylate having a fluoroalkyl group having 4 to 8 carbon atoms [which may have an etheric oxygen atom between carbon atoms] [the substituent at the α-position is a fluorine atom, a chlorine atom, bromine; Atom, iodine atom, CFX 1 X 2 group (where X 1 and X 2 are a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom), a cyano group, a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, A substituted or unsubstituted benzyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, or a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms] 100 parts by weight,
(A2) Unsaturated organic acid [the acidic group may be protected with an acid ester-forming group] 30 to 60 parts by weight,
(A3) 10-25 parts by weight of an epoxy group-containing monomer, and (a4) (R 1 O) n R 2 [R 1 is — (CH 2 ) 2 — or — (CH 2 ) 3 —, R 2 is hydrogen or Containing a fluorine-based polymer (A) having a repeating unit of 40 to 80 parts by weight of a monomer containing an alkyleneoxy group represented by a methyl group, n is 1 to 10,
A positive-type liquid-repellent resist composition having a fluorine concentration of 15 to 40% by weight and a weight average molecular weight of 3,000 to 20,000 in the fluorine-based polymer (A).
フッ素系ポリマー(A)の酸価(酸性基が酸エステル形成基で保護されている場合は、加水分解によって脱保護された後の酸価)が10〜200mgKOH/gである請求項1に記載のポジ型撥液レジスト組成物。   The acid value (the acid value after deprotection by hydrolysis when the acidic group is protected with an acid ester-forming group) of the fluoropolymer (A) is 10 to 200 mgKOH / g. A positive-type liquid-repellent resist composition. フルオロアルキル基(a1)が、炭素数4〜6のパーフルオロアルキル基である請求項1および2のいずれか1つに記載のポジ型撥液レジスト組成物。   The positive-type liquid-repellent resist composition according to any one of claims 1 and 2, wherein the fluoroalkyl group (a1) is a perfluoroalkyl group having 4 to 6 carbon atoms. フルオロアルキル基(a1)が、炭素数6〜8のパーフルオロポリエーテル基である請求項1および2のいずれか1つに記載のポジ型撥液レジスト組成物。   The positive-type liquid-repellent resist composition according to any one of claims 1 and 2, wherein the fluoroalkyl group (a1) is a perfluoropolyether group having 6 to 8 carbon atoms. フッ素系ポリマー(A)に加えて、アルカリ可溶性樹脂(B)、ナフトキノンジアジド基含有化合物(C)、増感剤(D)および溶媒(E)を含有してなる請求項1〜4のいずれか1つに記載のポジ型撥液レジスト組成物。   5. The composition according to claim 1, comprising an alkali-soluble resin (B), a naphthoquinonediazide group-containing compound (C), a sensitizer (D), and a solvent (E) in addition to the fluorine-based polymer (A). The positive-type liquid-repellent resist composition according to one. フッ素系ポリマー(A)に加えて、一分子中に二個以上のビニルエーテル基を含有する化合物(Q)、一分子中に二個以上のブロックイソシアネート基を含有する化合物(R)、光酸発生剤(S)および溶剤(E)を含有してなる請求項1〜4のいずれか1つに記載のポジ型撥液レジスト組成物。   In addition to fluorine-based polymer (A), compound (Q) containing two or more vinyl ether groups in one molecule, compound (R) containing two or more blocked isocyanate groups in one molecule, photoacid generation The positive-type liquid-repellent resist composition according to any one of claims 1 to 4, comprising an agent (S) and a solvent (E). 請求項1〜4のいずれか1つに記載のフッ素系ポリマー(A)を10〜30重量%の濃度でグリコール系溶剤に溶解してある撥液剤。 A liquid repellent in which the fluoropolymer (A) according to any one of claims 1 to 4 is dissolved in a glycol solvent at a concentration of 10 to 30% by weight. 請求項1〜6のいずれか1つに記載のポジ型撥液レジスト組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により、親液性透明基板上に撥液化された隔壁をパターン状に形成する工程を含む薄膜トランジスタ基板の製造方法。   Using the positive-type liquid-repellent resist composition according to any one of claims 1 to 6, including a step of forming a liquid-repellent partition wall in a pattern on a lyophilic transparent substrate by a photolithography method. A method for manufacturing a thin film transistor substrate. 撥液化されたパターン状の隔壁を有する親液性透明基板上に、ナノメタルインク、酸化物半導体インクおよび有機半導体インクのいずれかを塗布する工程ならびに溶媒を除去する工程を含む請求項8に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。   9. The method according to claim 8, comprising a step of applying any one of the nanometal ink, the oxide semiconductor ink, and the organic semiconductor ink on the lyophilic transparent substrate having the liquid-repellent patterned partition walls, and the step of removing the solvent. A method for manufacturing a thin film transistor substrate. 請求項8または9に記載の製造方法で製造された薄膜トランジスタ基板。
A thin film transistor substrate manufactured by the manufacturing method according to claim 8.
請求項1〜6のいずれか1つに記載のポジ型撥液レジスト組成物を用いて、フォトリソグラフィー法により、親液性透明基板上に撥液化された隔壁をパターン状に形成する工程を含む有機EL画素の製造方法。   Using the positive-type liquid-repellent resist composition according to any one of claims 1 to 6, including a step of forming a liquid-repellent partition wall in a pattern on a lyophilic transparent substrate by a photolithography method. Manufacturing method of organic EL pixel. 撥液化されたパターン状の隔壁を有する親液性透明基板上に、有機EL発光材料を塗布する工程および溶媒を除去する工程を含む請求項11に記載の有機EL画素の製造方法。   The manufacturing method of the organic EL pixel of Claim 11 including the process of apply | coating an organic electroluminescent light emitting material, and the process of removing a solvent on the lyophilic transparent substrate which has the liquid-repellent patterned partition. 請求項11または12に記載の製造方法で製造された有機EL画素を含有する有機ELデバイス。   The organic EL device containing the organic EL pixel manufactured with the manufacturing method of Claim 11 or 12.
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