CN101154041A - 放射线敏感性树脂组合物、层间绝缘膜和微透镜的形成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种放射线敏感性树脂组合物,其含有不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与(甲基)丙烯酰氧基氧杂环丁烷的共聚物、1,2-醌二叠氮化合物和热敏性酸生成化合物。该组合物没有安全性上的问题,灵敏度、分辨率、作为溶液的保存稳定性等优良,在显影工序中即使超过最适显影时间,也可以形成良好的图案形成,具有良好的显影余量,可用于形成层间绝缘膜和微透镜。
Description
技术领域
本发明涉及放射线敏感性树脂组合物、由该放射线敏感性树脂组合物形成的层间绝缘膜和微透镜、以及该层间绝缘膜和微透镜(microlens)的形成方法。
背景技术
在薄膜晶体管(下面记为“TFT”)型液晶显示元件、磁头元件、集成电路元件、固体摄像元件等电子部件中,为了使层状配置的布线之间绝缘,通常要设置层间绝缘膜。作为形成层间绝缘膜的材料,优选获得需要的图案形状所需的工序数少且具有充分的平坦性的材料,因此广泛使用放射线敏感性树脂组合物(参见特开2001-354822号公报和特开2001-343743号公报)。
上述电子元件中,例如TFT型液晶显示元件是通过在层间绝缘膜上形成透明电极膜,再在其上形成液晶取向膜的工序制造的,因此层间绝缘膜在透明电极膜的形成工序中会暴露在高温条件下,或者暴露在形成电极图案所使用的抗蚀剂的剥离液中,因此必须对这些条件有充分的耐受性。
另外近年来,TFT型液晶显示元件正在向大画面化、高亮度化、高精细化、高速响应化、薄型化等发展,从工艺上产品成品率的要求考虑,要求形成层间绝缘膜所使用的辐射敏感性组合物是灵敏度高,并且对于形成的层间绝缘膜,在低介电常数、高透光率等方面要求具有更高的性能。
另一方面,作为传真机、电子复印机、固体摄像元件等晶载彩色滤光片的成像光学系充或光纤连接器的光学材料,通常使用透镜径为3~100μm左右的微透镜成将其规则排列的微透镜阵列。
作为形成微透镜的方法,已知的有:在形成对应于透镜的图案状薄膜后,进行加热处理使其熔流,直接用作透镜的方法;或将熔流好的透镜形成图案作为掩模,通过干蚀将透镜形状转印在基底上的方法等,在上述透镜图案的形成中,也广泛使用放射线敏感性树脂组合物(参见特开平6-18702号公报和特开平6-136239号公报)。
并且,要求形成透镜图案所使用的放射线敏感性树脂组合物灵敏度高,由其形成的微透镜具有所需的曲率半径,并且具有高耐热性、高透光率等。
另外,然后将形成上述微透镜的元件提供给如下工序,即为了除去作为配线形成部分的焊接区上的各种绝缘膜,涂布平坦化膜和蚀刻用保护膜,通过所需的光掩模照射放射线,显影,除去焊接区部分的蚀刻用保护膜后,通过蚀刻除去平坦化膜、各种绝缘膜,露出焊接区部分。因此,微透镜在平坦化膜、蚀刻用保护膜的被膜形成工序和蚀刻工序中,需要有耐溶剂性、耐热性等。
另一方面,这样获得的层间绝缘膜、微透镜在形成时的显影工序中,如果显影时间超过最适时间,则显影液浸透到图案和基板之间,容易发生剥落,为了避免这种现象必须严格控制显影时间,在产品成品率乃至生产率方面有问题。
进而,为了提高层间绝缘膜、微透镜的耐热性、表面硬度,提出了在作为原料的放射线敏感性树脂组合物中添加氟化锑类作为感热性酸发生剂的方案(参见特开2001-330953号公报),但是这样的放射线敏感性树脂组合物被指出有锑系化合物产生的毒性的问题。
这样,对于用于形成层间绝缘膜、微透镜的放射线敏感性树脂组合物,要求其灵敏度高,并且要求在显影工序中即使在显影时间超过规定时间的情况下也不会发生图案的剥离,另外要求形成的层间绝缘膜耐热性高、耐溶剂性高、介电常数低、透光率高等,而形成微透镜时,除了作为微透镜的良好的熔体形状(所需的曲率半径),还要求耐热性高、耐溶剂性高、透光率高等,但目前还没有可充分满足上述各种要求,并且也没有安全性问题的放射线敏感性树脂组合物。
发明内容
本发明是基于上述情况进行的,本发明的第一个目的在于提供一种放射线敏感性树脂组合物,其没有安全性问题,灵敏度、分辨率、作成溶液的保存稳定性等优良,具有良好的显影余量(現像マ一ジン),即在显影工序中即使超过最适显影时间也可以形成良好的图案形状。
本发明的第二个目的在于提供一种使用上述放射线敏感性树脂组合物形成兼具优良的耐溶剂性、耐热性、透光率、密合性等的层间绝缘膜的方法。
另外,本发明的第三个目的在于提供一种使用上述放射线敏感性树脂组合物形成兼具优良的耐溶剂性、耐热性、透光率、密合性等,具有良好的熔体形状的微透镜的方法。
本发明的其他目的和优点从下面说明可以明白。
根据本发明,本发明的上述第一目的可以通过放射线敏感性树脂组合物来实现,所述放射线敏感性树脂组合物的特征在于含有:
(a1)选自不饱和羧酸和不饱和羧酸酐中的至少一种,和
(a2)选自下式(1)
(式(1)中,R表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R1表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R2、R3、R4和R5相互独立地表示氢原子、氟原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为6~20的芳基或碳原子数为1~4的全氟烷基,n为1~6的整数)表示的化合物和下式(2)
(式(2)中,R、R1、R2、R3、R4和R5以及n与上式(1)中的定义相同)表示的化合物中的至少一种的共聚物,
[B]1,2-醌二叠氮(1,2-キノンジァジド)化合物,和
[C]热敏性酸生成化合物。
本发明的上述第二目的通过层间绝缘膜的形成方法实现,其特征在于以下述顺序包含下述工序:
(I)在基板上形成上述放射线敏感性组合物的被膜的工序;
(II)向该被膜的至少一部分照射放射线的工序;
(III)将照射后的被膜显影的工序;和
(IV)加热显影后的被膜的工序。
本发明的上述第三目的通过微透镜的形成方法实现,其特征在于以下述顺序包含下述工序:
(I)在基板上形成上述放射线敏感性组合物的被膜的工序;
(II)向该被膜的至少一部分照射放射线的工序;
(III)将照射后的被膜显影的工序;和
(IV)加热显影后的被膜的工序。
附图说明
图1是微透镜的截面形状的示意图。
具体实施方式
下面详细说明本发明。
[A]共聚物
本发明的放射线敏感性树脂组合物中含有的[A]共聚物是(a1)选自不饱和羧酸和不饱和羧酸酐中的至少一种(下面称为“不饱和化合物(a1)”)和(a2)选自上式(1)表示的化合物和上式(2)表示的化合物中的至少一种(下面称为“不饱和化合物(a2)”)的共聚物。
作为不饱和化合物(a1),可列举例如一元羧酸化合物、二元羧酸化合物、二元羧酸酐、多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯、在两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述一元羧酸化合物,可列举例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、2-丙烯酰氧基乙基六氢苯二甲酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢苯二甲酸酯等;
作为上述二元羧酸化合物,可列举例如马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等;
作为上述二元羧酸酐,可列举例如上述二元羧酸化合物的酸酐等;
作为上述多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯,可列举例如琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、琥珀酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯、苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、苯二甲酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯等;
作为上述在两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯,可列举例如ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、ω-羧基聚己内酯单甲基丙烯酸酯等。
从共聚反应性、在碱性水溶液中的溶解性和容易获得的角度考虑,这些不饱和化合物(a1)中优选丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐等。
上述不饱和化合物(a1)可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
[A]聚合物中,以来自不饱和化合物(a1)的重复单元和来自不饱和化合物(a2)的重复单元的合计量为基准,来自不饱和化合物(a1)的重复单元的含量优选为10-90重量%,更优选为30-70重量%。通过使含量在该范围,可以将获得的组合物在碱性显影液中的溶解性控制在更合适的范围。
不饱和化合物(a2)是选自下式(1)
(式(1)中,R表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R1表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R2、R3、R4和R5相互独立地表示氢原子、氟原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为6~20的芳基或碳原子数为1~4的全氟烷基,n为1~6的整数)表示的化合物和下式(2)
(式(2)中,R、R1、R2、R3、R4和R5以及n与上式(1)中的定义相同)表示的化合物中的至少一种。
上式(1)和(2)中,作为R、R1、R2、R3、R4和R5的碳原子数为1~4的烷基,可列举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等。
另外,作为R2、R3、R4和R5的碳原子数为6~20的芳基,可列举例如苯基、甲苯甲酰基等。进一步地,作为R2、R3、R4和R5的碳原子数为1~4的全氟烷基,可列举例如三氟甲基、五氟乙基、七氟正丙基、七氟异丙基、九氟正丁基、九氟异丁基、九氟仲丁基、九氟叔丁基等。
作为上式(1)表示的化合物,可列举例如3-(丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基(トリルォロメチル)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷等丙烯酸酯;3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2-二氟氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2,4-三氟氧杂环丁烷、3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,2,4,4-四氟氧杂环丁烷等甲基丙烯酸酯等。
作为上式(2)表示的化合物,可列举例如2-(丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3-甲基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-4-甲基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-4-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3-苯基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-4-苯基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2,3-二氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2,4-二氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3,3-二氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3,4-二氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-4,4-二氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3,3,4-三氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3,4,4-三氟氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-3,3,4,4-四氟氧杂环丁烷、
2-(2-丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、2-[2-(2-甲基氧杂环丁烷基)]乙基甲基丙烯酸酯、2-[2-(3-甲基氧杂环丁烷基)]乙基甲基丙烯酸酯、2-(丙烯酰氧基乙基)-2-甲基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-4-甲基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-4-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3-苯基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-4-苯基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,3-二氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2,4-二氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3,3-二氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3,4-二氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-4,4-二氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3,3,4-三氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3,4,4-三氟氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-3,3,4,4-四氟氧杂环丁烷等丙烯酸酯;
2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-甲基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-甲基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-甲基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,3-二氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2,4-二氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3,3-二氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3,4-二氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4,4-二氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3,3,4-三氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3,4,4-三氟氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3,3,4,4-四氟氧杂环丁烷、
2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、2-[2-(2-甲基氧杂环丁烷基)]乙基甲基丙烯酸酯、2-[2-(3-甲基氧杂环丁烷基)]乙基甲基丙烯酸酯、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-甲基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-4-甲基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-4-五氟乙基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3-苯基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-4-苯基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,3-二氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2,4-二氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3,3-二氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3,4-二氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-4,4-二氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3,3,4-三氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3,4,4-三氟氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-3,3,4,4-四氟氧杂环丁烷等甲基丙烯酸酯等。
这些不饱和化合物(a2)中,从获得的放射线敏感性树脂组合物的显影余量宽,并且提高得到的层间绝缘膜和微透镜的耐药品性的角度考虑,优选3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷等。
这些不饱和化合物(a2)可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
以来自不饱和化合物(a1)的重复单元和来自不饱和化合物(a2)的重复单元的合计量为基准,[A]共聚物中由不饱和化合物(a2)衍生的结构单元的含量优选为10-90重量%,更优选为30-70重量%。通过使含量在该范围,组合物的保存稳定性、获得的层间绝缘膜或微透镜的耐热性之间可达到良好的平衡。
[A]聚合物是上述不饱和化合物(a1)和(a2)的共聚物,也可以是除上述不饱和化合物(a1)和(a2)以外,还任意地使用(a3)与上述不饱和化合物(a1)和(a2)不同的其他烯烃系不饱和化合物(下面称为不饱和化合物(a3))的不饱和化合物(a1)、(a2)和(a3)的共聚物。不饱和化合物(a3)只要可以与上述不饱和化合物(a1)和(a2)共聚,则没有特别限制,例如可列举丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸的环烷基酯、甲基丙烯酸的环烷基酯、丙烯酸芳基酯、甲基丙烯酸芳基酯、不饱和二元羧酸二酯、羟基烷基丙烯酸酯、羟基烷基甲基丙烯酸酯、二环不饱和化合物、不饱和二羰基亚胺化合物、苯乙烯化合物以及其他不饱和化合物。
作为上述丙烯酸烷基酯,可列举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯等;
作为上述甲基丙烯酸烷基酯,可列举例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯等;
作为上述丙烯酸的环烷基酯,可列举例如丙烯酸环己酯、2-甲基环己基丙烯酸酯、三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯(下面称为“二环戊基丙烯酸酯”)、2-二环戊基氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯(ィソボロニルァクリレ一ト)等;
作为上述甲基丙烯酸的环烷基酯,可列举例如甲基丙烯酸环己酯、2-甲基环己基甲基丙烯酸酯、三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基甲基丙烯酸酯(下面称为“二环戊基甲基丙烯酸酯”)、2-二环戊基氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯等;
作为上述甲基丙烯酸芳基酯,可列举例如甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄基酯等;
作为上述不饱和二元羧酸二酯,可列举例如马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等;
作为上述羟基烷基丙烯酸酯,可列举例如羟基甲基甲基丙烯酸酯、2-羟基乙基丙烯酸酯、2-羟基丙基丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯、3-羟基丙基甲基丙烯酸酯、4-羟基丁基甲基丙烯酸酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯、2,3-二羟基丙基甲基丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基糖苷等;
作为上述羟基烷基甲基丙烯酸酯,可列举例如2-羟基乙基甲基丙烯酸酯、2-羟基丙基甲基丙烯酸酯等;
作为上述二环不饱和化合物,可列举例如二环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-(2-羟基乙基)二环[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羟基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羟基甲基)二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2-羟基乙基)二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基-5-乙基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羟基甲基-5-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-叔丁氧基羰基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-环己基氧基羰基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(叔丁氧基羰基)二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(环己基氧基羰基)二环[2.2.1]庚-2-烯等;
作为上述不饱和二羰基亚胺化合物,可列举例如N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-琥珀酰亚氨基-3-马来酰亚氨基苯甲酸酯、N-琥珀酰亚氨基-4-马来酰亚氨基丁酸酯、N-琥珀酰亚氨基-6-马来酰亚氨基己酸酯、N-琥珀酰亚氨基-3-马来酰亚氨基丙酸酯、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等;
作为上述苯乙烯化合物,可列举例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等;
作为上述其他不饱和化合物,可列举例如丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸3,4-环氧丁酯、α-乙基丙烯酸3,4-环氧丁酯、丙烯酸6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等。
这些不饱和化合物(a3)中,从共聚反应性和获得的[A]共聚物在碱性水溶液中的溶解性考虑,优选甲基丙烯酸叔丁酯、2-甲基环己基丙烯酸酯、二环戊基甲基丙烯酸酯、二环[2.2.1]庚-2-烯、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等。
上述不饱和化合物(a3)可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
以来自不饱和化合物(a1)的重复单元和来自不饱和化合物(a2)的重复单元的合计量为基准,[A]共聚物中来自不饱和化合物(a3)的结构单元的含量优选为70重量%或70重量%以下,更优选为5~70重量%,进一步优选为5~50重量%,特别优选为10~30重量%。通过使该含量在该范围,可以将得到的组合物的保存稳定性、在碱性显影液中的溶解性控制在更合适的范围。
[A]共聚物优选是上述不饱和化合物(a1)、(a2)和(a3)的共聚物。
作为本发明中优选的[A]共聚物,更具体的可列举选自丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸酐中的至少一种不饱和化合物(a1)、和
选自3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷和2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷中的至少一种不饱和化合物(a2)、以及选自甲基丙烯酸叔丁酯、2-甲基环己基丙烯酸酯、二环戊基甲基丙烯酸酯、二环[2.2.1]庚-2-烯、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚和对乙烯基苄基缩水甘油醚中的至少一种不饱和化合物(a3)的共聚物。
[A]共聚物的聚苯乙烯换算重均分子量(下面称为“Mw”)优选为1×103~5×105,更优选为3×103~3×105,进一步优选为5×103~1×105。
并且,以[A]共聚物的Mw与聚苯乙烯换算数均分子量(下面称为“Mn”)之比(Mw/Mn)定义的分子量分布优选为5.0或5.0以下,更优选为1.0~3.0。
含有具有这样的Mw和Mw/Mn的[A]共聚物的放射线敏感性树脂组合物在显影时不会产生显影残留和膜减少,可以非常容易地形成规定形状的图案。
[A]共聚物具有羧基和羧酸酐基中的至少1种和氧杂环丁烷环结构,在碱性水溶液具有适度的溶解性,同时即使不并用特别的固化剂,通过加热也能容易地固化。并且,含有[A]共聚物的放射线敏感性树脂组合物在显影时不会产生显影残留和膜减少,可以容易地形成规定图案的被膜。
[A]共聚物可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
上述[A]共聚物可以在适当溶剂中、自由基聚合引发剂存在下将不饱和化合物(a1)和不饱和化合物(a2)以及根据情况使用的不饱和化合物(a3)聚合而合成。
作为上述聚合中使用的溶剂,可列举例如醇、醚、乙二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇醚、丙二醇醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、丙二醇烷基醚丙酸酯、芳香烃、酮、酯等。
作为上述醇,可列举例如甲醇、乙醇、苄基醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇等;作为醚,可列举四氢呋喃等;
作为乙二醇醚,可列举例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚等;
作为乙二醇烷基醚乙酸酯,可列举例如乙二醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、乙二醇正丙基醚乙酸酯、乙二醇正丁基醚乙酸酯等;
作为二乙二醇醚,可列举例如二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇乙基甲基醚等;
作为丙二醇醚,可列举例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚等;
作为丙二醇烷基醚乙酸酯,可列举例如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇正丙基醚乙酸酯、丙二醇正丁基醚乙酸酯等;
作为丙二醇烷基醚丙酸酯,可列举例如丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇正丙基醚丙酸酯、丙二醇正丁基醚丙酸酯等;
作为芳香烃,可列举例如甲苯、二甲苯等,作为酮,可列举甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等;
作为酯,可列举例如醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯、羟基醋酸甲酯、羟基醋酸乙酯、羟基醋酸正丙酯、羟基醋酸正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丙酯、乳酸正丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸正丙酯、3-羟基丙酸正丁酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基醋酸甲酯、甲氧基醋酸乙酯、甲氧基醋酸正丙酯、甲氧基醋酸正丁酯、乙氧基醋酸甲酯、乙氧基醋酸乙酯、乙氧基醋酸正丙酯、乙氧基醋酸正丁酯、正丙氧基醋酸甲酯、正丙氧基醋酸乙酯、正丙氧基醋酸正丙酯、正丙氧基醋酸正丁酯、正丁氧基醋酸甲酯、正丁氧基醋酸乙酯、正丁氧基醋酸正丙酯、正丁氧基醋酸正丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸正丙酯、2-甲氧基丙酸正丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸正丙酯、2-乙氧基丙酸正丁酯、2-正丙氧基丙酸甲酯、2-正丙氧基丙酸乙酯、2-正丙氧基丙酸正丙酯、2-正丙氧基丙酸正丁酯、2-正丁氧基丙酸甲酯、2-正丁氧基丙酸乙酯、2-正丁氧基丙酸正丙酯、2-正丁氧基丙酸正丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸正丙酯、3-甲氧基丙酸正丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸正丙酯、3-乙氧基丙酸正丁酯、3-正丙氧基丙酸甲酯、3-正丙氧基丙酸乙酯、3-正丙氧基丙酸正丙酯、3-正丙氧基丙酸正丁酯、3-正丁氧基丙酸甲酯、3-正丁氧基丙酸乙酯、3-正丁氧基丙酸正丙酯、3-正丁氧基丙酸正丁酯等。
这些溶剂中,优选乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇醚、丙二醇醚、丙二醇烷基醚乙酸酯等,特别优选二乙二醇二甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯。
上述溶剂既可以单独使用,也可以将2种或2种以上混合使用。
另外,作为上述聚合中使用的自由基聚合引发剂,可列举例如2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双-(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化新戊酸酯、1,1’-双-(叔丁基过氧)环己烷等有机氧化物;过氧化氢等。使用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,也可以将其与还原剂一起使用作为氧化还原型引发剂。
这些自由基聚合引发剂可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
进一步地,进行上述聚合时,为了调节[A]共聚物的分子量,可以使用分子量调节剂。
作为分子量调节剂的具体例子,可列举氯仿、四溴化碳等卤代烃;正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、巯基乙酸等硫醇;二甲基黄原硫化物(ジメチルキサントゲンスルフィド)、二异丙基黄原二硫化物(ジ-I-プロピルキサントゲンジスルフィド)等黄原和萜品油烯、α-甲基苯乙烯二聚体等。
这些分子量调节剂既可以单独使用,也可以将2种或2种以上混合使用。
[B]1,2-醌二叠氮化合物
本发明的放射线敏感性树脂组合物所含的[B]1,2-醌二叠氮化合物是通过照射放射线产生酸的1,2-醌二叠氮化合物,可列举例如1,2-苯醌二叠氮磺酸酯、1,2-萘醌二叠氮磺酸酯、1,2-苯醌二叠氮磺酰胺、1,2-萘醌二叠氮磺酰胺等。
作为上述1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,可列举例如三羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯、四羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯、五羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯、六羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯、其他(多羟基苯基)烷烃的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯等,对于其具体例子,作为三羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,可列举例如2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌重氮-4-磺酸酯、2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,3,4-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-碱酸酯、2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,4,6-三羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯等;
作为四羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,可列举例如2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,2’4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、2,3,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,3,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,3,4,3’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、
2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,3,4,4’-四羟基3’-甲氧基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠-8-磺酸酯等。
作为上述五羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,可列举例如2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,3,4,2’,6’-五羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯等;
作为上述六羟基二苯甲酮的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,可列举例如2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯等;
作为上述其他(多羟基苯基)烷烃的1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,可列举例如双(2,4-二羟基苯甲基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(2,4-二羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(2,4-二羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、双(2,4-二羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、双(2,4-二羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、双(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、双(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、双(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、三(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、三(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、三(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、三(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、三(4-羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、
1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、
1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、
双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮氮-6-磺酸酯、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚(スピロビィンデン)-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺二茚-5,6,7,5’,6’,7’-己醇-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-6-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-7-磺酸酯、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷-1,2-萘醌二叠氮-8-磺酸酯等。
作为上述1,2-苯醌二叠氮磺酸酯,可列举用1,2-苯醌代替上述各1,2-萘醌二叠氮磺酸酯中的1,2-萘醌的化合物。
作为上述1,2-萘醌二叠氮磺酸酰胺,可列举用磺酸酰胺代替上述各1,2-萘醌二叠氮磺酸酯中的磺酸酯的化合物。
作为上述1,2-苯醌二叠氮磺酸酰胺,可列举用1,2-苯醌代替上述各1,2-萘醌二叠氮磺酸酯中的1,2-萘醌、并且用磺酸酰胺代替磺酸酯的化合物。
这些1,2-醌二叠氮化合物中,优选2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯或双(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酸酯。
上述1,2-醌二叠氮化合物可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
相对于100重量份[A]共聚物,本发明的放射线敏感性树脂组合物中[B]1,2-醌二叠氮化合物的使用比例优选为5~100重量份,更优选为10~50重量份。通过使使用比例在该范围,能获得图案形成性、显影性和获得的层间绝缘膜或微透镜的耐热性、耐溶剂性的良好平衡。
[C]热敏性酸生成化合物
本发明中使用的[C]热敏性酸生成化合物优选非离子性热敏感性酸发生剂,例如可列举砜化合物、磺酸酯化合物、磺酰亚胺化合物、重氮甲烷化合物等。
作为上述砜化合物,可列举例如β-酮砜和β-磺酰砜等。具体例子有,作为β-酮砜,可列举苯甲酰甲基苯基砜、基苯甲酰甲基砜等;作为β-磺酰砜,可列举双(苯基磺酰基)甲烷、4-三苯甲酰甲基砜等。
作为上述磺酸酯化合物可列举例如烷基磺酸酯、芳基磺酸酯等。它们的具体例子有,作为烷基磺酸酯,可列举例如苯偶姻甲苯磺酸酯、α-羟甲基苯偶姻甲苯磺酸酯、α-羟甲基苯偶姻正辛烷基磺酸酯、α-羟甲基苯偶姻三氟甲磺酸酯、α-羟甲基苯偶姻正十二烷基磺酸酯等;
作为芳基磺酸酯,可列举例如连苯三酚三(三氟甲磺酸酯)、连苯三酚三(九氟正丁烷磺酸酯)、连苯三酚三(甲磺酸酯)、硝基苄基-9,10-二乙氧基蒽-2-磺酸酯等。
作为上述磺酰亚胺化合物,可列举例如下式(3)
(上式(3)中,R6是2价有机基团,R7是1价有机基团)表示的化合物等。
作为R6的2价有机基团,可列举例如亚甲基、碳原子数为2~20的亚烷基、碳原子数为7~20的亚芳烷基、碳原子数为3~10的亚环烷基、碳原子数为6~20的亚烯基(ァリレン基)、碳原子数为6~20的亚芳基(ァリ一レン基)等。作为上述环亚烷基,可列举例如环亚己基、亚降冰片基(ノルポルニレン基)等。这些R6所具有的氢原子的一部分或全部可以被卤原子、碳原子数为2~20的芳基、碳原子数为1~8的烷氧基取代。作为上述卤原子,可列举例如氟。
作为R7的1价有机基团,可列举碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为3~10的环烷基、碳原子数为7~15的具有双环的烃基、碳原子数为6~12的芳基等。作为上述碳原子数为1~10的烷基,可列举例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正壬基、正癸基等;
作为碳原子数为3~10的环烷基,可列举例如环己基、降冰片烷基(ノルボルニル基)等;
作为碳原子数为6~12的芳基,可列举例如苯基、甲苯甲酰基、萘基等。这些R7具有的氢原子的二部分或全部可以被卤原子、碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为1~8的烷氧基取代。作为上述卤原子,可列举例如氟。并且,R7是环烷基时,其具有的氢原子的一部分或全部除了可以被上述取代基取代以外,还可以被碳原子数为1~8的烷基、碳原子数为2~8的烷氧基羰基等取代。
作为这些磺酰亚胺化合物的具体例子,可列举例如N-(三氟甲磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)萘基亚胺(ナフチルィミド)、N-(10-樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)萘基亚胺、
N-(对甲苯磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(对甲苯磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(对甲苯磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(对甲苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(对甲苯磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(对甲苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(对甲苯磺酰氧基)萘基亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)萘基亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-三氟甲基苯磺酰氧基)萘基亚胺、N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、
N-(九氟正丁烷基磺酰氧基)萘基亚胺、N-(五氟苯磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(五氟苯磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(五氟苯磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-五氟苯磺酰氧基)二环[2.2.1庚5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(五氟苯磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(五氟苯磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(五氟苯磺酰氧基)萘基亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)苯二甲酰亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(全氟正辛烷基磺酰氧基)萘基亚胺、N-{(5-甲基-5-羧基甲烷二环[2.2.1]庚-2-基)磺酰氧基}琥珀酰亚胺等。
作为上述重氮甲烷化合物,可列举例如下式(4)
(上式(4)中,R8分别独立地是碳原子数为1~8的烷基或碳原子数为2~20的芳基)表示的化合物等。
式(4)中的R8具有的氢原子的一部分或全部可以被卤原子取代。
作为这样的重氮甲烷化合物的具体例子,可以列举例如双(三氟甲磺酰)重氮甲烷、双(叔丁基磺酰)重氮甲烷、双(环己烷磺酰)重氮甲烷、双(苯磺酰)重氮甲烷、双(对甲苯磺酰)重氮甲烷、甲磺酰-对甲苯磺酰重氮甲烷、环己烷磺酰-1,1-二甲基乙基磺酰重氮甲烷、双(1,1-二甲基乙磺酰)重氮甲烷、双(3,3-二甲基-1,5-二氧杂螺[5.5]十二烷-8-磺酰)重氮甲烷、双(1,4-二氧杂螺[4.5]癸烷-7-磺酰)重氮甲烷等。
上述[C]热敏性酸生成化合物可以只使用1种,或者也可以将2种或2种以上混合使用。
作为本发明中使用的[C]热敏性酸生成化合物,优选磺酰亚胺化合物或重氮甲烷化合物,特别优选使用选自N-(三氟甲磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(10-樟脑磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺和N-{(5-甲基-5-羧基甲烷二环[2.2.1]庚-2-基)磺酰氧基}琥珀酰亚胺、双(环己烷磺酰)重氮甲烷、双(叔丁基磺酰)重氮甲烷、双(1,4-二氧杂螺[4.5]-癸烷-7-磺酰)重氮甲烷中的至少一种化合物。
相对于100重量份[A]共聚物,本发明的放射线敏感性树脂组合物中[C]热敏性酸生成化合物的使用比例优选为0.01~20重量份,更优选为0.1~5重量份。通过使使用比例在该范围,能获得图案形成性和分辨率的更良好的平衡。
其他成分
本发明的放射线敏感性树脂组合物含有上述共聚物[A]、1,2-醌二叠氮化合物[B]和热敏性酸生成化合物[C],但是根据需要,还可以含有[D]具有至少1个乙烯性不饱和双键的聚合性化合物、[E]环氧树脂、[F]蜜胺树脂、[G]表面活性剂或者[H]粘合助剂。
作为上述[D]具有至少一个乙烯性不饱和双键的聚合性化合物(下面有时称为“[D]成分”),可列举例如单官能(甲基)丙烯酸酯、2官能(甲基)丙烯酸酯或3官能或3官能以上的(甲基)丙烯酸酯。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯,可列举例如2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸卡必醇酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-2-羟基丙基苯二甲酸酯等。作为它们的市售品,可列举例如ァロニックスM-101、ァロニックスM-111、ァロニックスM-114(以上为东亚合成(株)制造)、KAYARAD TC-110S、KAYARAD TC-120S(以上由日本化药(株)制造)、ビスコ一ト158、ビスコ一ト2311(以上为大阪有机化学工业(株)制造)等。
作为上述2官能(甲基)丙烯酸酯,可列举例如乙二醇(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯、双苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯等。作为它们的市售品,可列举例如ァロニックスM-210、ァロニックスM-240、ァロニックスM-6200(以上为东亚合成(株)制造)、KAYARAD HDDA、KAYARAD HX-220、KAYARAD R-604(以上为日本化药(株)制造)、ビスコ一ト260、ビスコ一ト312、ビスコ一ト335HP(以上为大阪有机化学工业(株)制造)等。
作为上述3官能或3官能以上的(甲基)丙烯酸,可能列举例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。作为它们的市售品,可列举例如ァロニックスM-309、ァロニックスM-400、ァロニックスM-405、ァロニックスM-450、ァロニックスM-7100、ァロニックスM-8030、ァロニックスM-8060(以上为东亚合成(株)制造)、KAYARAD TMPTA、KAYARAD DPHA、KAYARADDPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120(以上为日本化药(株)制造)、ビスコ一ト295、ビスコ一ト300、ビスコ一ト360、ビスコ一トGPT、ビスコ一ト3PA、ビスコ一ト400(以上为大阪有机化学工业(株)制造)等。
其中,优选使用3官能或3官能以上的(甲基)丙烯酸酯,其中特别优选三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
这些单官能、2官能、3官能或3官能以上的(甲基)丙烯酸酯可以单独使用,也可以将2种或2种以上组合使用。相对于100重量份[A]共聚物,[D]成分的使用比例优选为50重量份或50重量份以下,更优选为30重量份或30重量份以下。
通过以该比例含有[D]成分,可以不影响组合物的被膜形成性,而进一步提高得到的层间绝缘膜或微透镜的耐热性和表面硬度等。
作为上述[E]环氧树脂,只要不影响相溶性,就没有限制,但是优选双酚A型环氧树脂、苯酚线型酚醛清漆型环氧树脂、甲酚线型酚醛清漆型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、杂环环氧树脂、缩水甘油基甲基丙烯酸酯(共)聚合得到的树脂等。它们中可列举双酚A型环氧树脂、甲酚线型酚醛清漆型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂等。
相对于100重量份的[A]共聚物,[E]环氧树脂的使用比例优选为30重量份或30重量份以下。通过从该比例含有[E]成分,不会损害组合物的被膜形成性、特别是膜厚的均匀性,能进一步提高得到的层间绝缘膜或微透镜的耐热性和表面硬度等。
另外,使用含有环氧基的单体作为[A]共聚物的共聚单体时,[A]共聚物也可以称为“环氧树脂”,但是[A]共聚物在碱可溶性方面,与碱不溶性的[E]环氧树脂不同。
上述[F]蜜胺树脂可用于进一步提高形成的层间绝缘膜或微透镜的耐热性、强度。作为[F]蜜胺树脂,可以是例如一分子中具有1个或1个以上下式(5)
-CH2-O-R11 (5)
(上式(5)中,R11表示氢原子或碳原子数为1~6,优选碳原子数为1~4的烷基)表示的基团的化合物。作为[F]蜜胺树脂,优选具有2个或2个以上式(5)表示基团的化合物,更优选这些基团与氮原子键合的化合物。
[F]蜜胺树脂是分子中具有2个或2个以上上式(5)表示的基团的化合物时,多个R11可以相同,也可以彼此不同。
作为这样的[F]蜜胺树脂,可列举例如上式(5)表示的基团与下式(6)
(上式(6)中,R12分别独立地是碳原子数为1~4的烷基)表示的化合物、下式(7)
(上式(7)中,R13分别独立地是碳原子数为1~4的烷基)表示的化合物和尿素-甲醛树脂、硫脲-甲醛树脂、蜜胺-甲醛树脂、胍胺-甲醛树脂、苯胍胺-甲醛树脂、甘脲-甲醛树脂和聚乙烯基苯酚类结合的树脂等。
相对于100重量份[A]共聚物,[F]蜜胺树脂的使用比例优选为10重量份或10重量份以下,更优选为7重量份或7重量份以下。
作为上述[G]表面活性剂,可适合使用氟系表面活性剂、硅氧烷系表面活性剂和非离子表面活性剂。
作为氟系表面活性剂的具体例子,可列举例如1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基磺酸钠、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷等,此外还有氟代烷基苯磺酸钠;氟代烷基氧基乙烯醚;氟代烷基碘化铵、氟代烷基聚氧乙烯醚、全氟烷基聚氧化乙醇;全氟烷基烷氧化物理(polyoxyethanol);氟系烷基酯等。
作为它们的市售品,可列举BM-1000、BM-1100(以上为BM Chemie公司制造)、メガファックF142D、メガファックF172、メガファックF173、メガファックF183、メガファックF178、メガファックF191、メガファックF471(以上为大日本ィンキ化学工业(株)制造)、フロラ一ドFC-170C、FC-171、FC-430、FC-431(以上为住友スリ一ェム公司制造)、サ一フロンS-112、サ一フロンS-113、サ一フロンS-131、サ一フロンS-141、サ一フロンS-145、サ一フロンS-382、サ一フロンSC-101、サ一フロンSC-102、サ一フロンSC-103、サ一フロンSC-104、サ一フロンSC-105、サ一フロンSC-106(旭硝子公司制造)、ェフトップEF301、ェフトップ303、ェフトップ352(新秋田化成(株)制造)等。
作为上述聚硅氧烷系表面活性剂,可列举例如商品名为DC3PA、DC7PA、FS-1265、SF-8428、SH11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH-190、SH-193、SZ-6032(以上为东レ·ダゥコ一ニング·シリコ一ン(株)制造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上为GE东芝シリコ一ン(株)制造)等的市售品。
作为上述非离子系表面活性剂,可使用例如聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类;聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚等聚氧乙烯芳基醚类;聚氧乙烯二月桂酸酯、聚氧乙烯二硬脂酸酯等聚氧乙烯二烷基酯类等;(甲基)丙烯酸系共聚物ポリフロ一No.57、95(共荣社化学(株)制造)等。
这些表面活性剂可以单独使用,或者也可以将2种或2种以上组合使用。
相对于100重量份[A]共聚物,这些[G]表面活性剂优选为5重量份或5重量份以下,更优选为2重量份或2重量份以下。
作为上述[H]粘合助剂,优选使用例如官能性硅烷偶联剂,可特别列举具有羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基等反应性取代基的硅烷偶联剂。具体可列举三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。相对于100重量份[A]共聚物,这样的[H]粘合助剂优选使用20重量份或20重量份以下,更优选使用10重量份或10重量份以下。
放射线敏感性树脂组合物
本发明的放射线敏感性树脂组合物可通过均匀混合上述[A]共聚物、[B]1,2-醌二叠氮化合物、[C]热敏性酸生成化合物以及上述可任意添加的其他成分来制备。本发明的放射线敏感性树脂组合物优选以溶解在适当的溶剂中的溶液状态使用。例如通过在适当的溶剂中以规定比例混合[A]共聚物、[B]1,2-醌二叠氮化合物、[C]热敏性酸生成化合物以及任意添加的其他成分,可以制备溶液状态的放射线敏感性树脂组合物。
作为制备本发明的放射线敏感性树脂组合物所使用的溶剂,使用可以均匀溶解[A]共聚物、[B]1,2-醌二叠氮化合物、[C]热敏性酸生成化合物以及任意混合的其他成分的各成分,并且与各成分不反应的溶剂。
作为这样的溶剂,可列举与在用于制备上述[A]共聚物的聚合时可以使用的溶剂一样的溶剂。
这样的溶剂中,从各成分的溶解性、与各成分的反应性、形成被膜的容易程度等考虑,优选使用醇、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、酯和二乙二醇。它们中,特别优选使用苄基醇、2-苯基乙基醇、3-苯基-1-丙醇、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二甲基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯。
为了提高膜厚的面内均匀性,可以将高沸点溶剂与上述溶剂并用。作为可以并用的高沸点溶剂,可列举例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、醋酸苄基酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。它们中优选N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺。
作为本发明的放射线敏感性树脂组合物的溶剂,并用高沸点溶剂时,其使用量相对于溶剂总量为50重量%或50重量%以下,优选为40重量%或40重量%以下,更优选为30重量%或30重量%以下来使用。通过使使用量在该范围,不会损害组合物的灵敏度和残膜率,可以进一步提高被膜的膜厚均匀性(面内的均匀性)。
将本发明的放射线敏感性树脂组合物制备成溶液状态时,溶剂以外的成分(即[A]共聚物、[B]1,2-醌二叠氮化合物以及任意添加的其他成分的合计量)在溶液中所占的比例可以根据使用目的、期望的膜厚值等任意设定,但优选为5~50重量%,更优选为10~40重量%,进一步优选为15~35重量%。
这样制备的组合物溶液也可以用孔径为0.2~0.5μm左右的微孔滤器等过滤后以供使用。
本发明的放射线敏感性树脂组合物特别适合用于形成层间绝缘膜和微透镜。
层间绝缘膜和微透镜的形成方法
本发明的层间绝缘膜的形成方法和微透镜的形成方法以下述顺序包含下面的工序:
(I)在基板上形成放射线敏感性树脂组合物的被膜的工序
(II)对该被膜的至少一部分照射放射线的工序
(III)将曝光后的被膜显影的工序
(IV)加热显影后的被膜的工序
下面说明上述各工序。
(I)在基板上形成放射线敏感性树脂组合物的被膜的工序
该工序是通过在基板表面涂布或转印本发明的放射线敏感性树脂组合物,形成放射线敏感性树脂组合物的被膜工序。本发明的放射线敏感性树脂组合物含有溶剂时,可以在基板表面上涂布或转印溶液状的组合物后,通过预烘烤除去溶剂,从而形成被膜。
作为可以使用的基板,可列举例如玻璃基板、硅晶片和在这些表面上形成各种金属膜的基板等。
对涂布方法没有特别限制,例如可以采用喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模(スリットダィ)涂布法、棒涂法、喷墨涂布法等适宜的方法,特别优选旋涂法、缝模涂布法。
作为转印方法,可列举例如干膜法。
当采用干膜法在基板上形成放射线敏感性树脂组合物的被膜时,该干膜是在基膜,优选是在柔性基膜上层叠含有本发明的放射线敏感性树脂组合物的放射线敏感性层而成的(下面称为“放射线敏感性干膜”)。
上述放射线敏感性干膜可以如下形成:将本发明的放射线敏感性树脂组合物优选以液体组合物的形成涂布在基膜上,然后干燥,从而层叠放射线敏感性层。
作为放射线敏感性干膜的基膜,可使用例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯等合成树脂薄膜。基膜的厚度为15~125μm的范围是合适的。
对在基膜上层叠放射线敏感性层时的涂布方法没有特别限制,可以采用例如上涂装置涂布法(ァプリケ一タ一コ一ト法)、棒涂法、辊涂法、帘式流涂布法(カ一テンフロ一コ一ト法)等适宜的方法。
上述预烘烤的条件因各成分的种类、使用比例等而不同,但是可以为例如在60~110℃下进行30秒~15分钟左右。
对于形成的被膜膜厚,在形成层间绝缘膜时例如为3~6μm左右,形成微透镜时例如优选为0.5~3μm左右。另外,该膜厚在本发明的放射线敏感性树脂组合物含有溶剂时,应当理解为除去溶剂后的值。
(II)对该被膜的至少一部分照射放射线(下面称为“曝光”)的工序
在该工序中,对形成的被膜的至少一部分曝光。只对该被膜的一部分进行曝光时,通常通过具有规定图案的光掩模进行曝光。
作为曝光所使用的放射线,可列举例如g射线(波长436nm)、i射线(波长365nm)等紫外线;KrF准分子激光等远紫外线;同步加速器放射线等X射线;电子束等带电粒子射线等。它们中优选紫外线,特别优选含有g射线和/或i射线的放射线。
作为曝光量,在形成层间绝缘膜时,例如优选为50~1,500J/m2左右,在形成微透镜时,例如优选为50~2,000J/m2左右。
(III)将曝光后的被膜显影的工序
在该工序中,使曝光后的被膜显影,除去曝光部分,从而形成规定的图案。
作为显影时使用的显影液,优选例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠(メタケィ酸ナトリゥム)、氨、乙胺、正丙胺、二乙胺、二乙基氨基乙醇、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂二环[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烯等碱(碱性化合物)的水溶液。根据情况,也可以使用能溶解放射线敏感性树脂组合物的被膜的各种有机溶剂。
并且,上述碱的水溶液中可以适量添加甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂、表面活性剂。
作为显影方法,可以采用paddle(液盛り)法、浸渍法、摇动浸渍法、喷淋法等适宜的方法。
显影时间因各成分的种类、使用比例等而不同,但可以为例如30~120秒左右。
另外,目前所知的放射线敏感性树脂组合物在显影时间超过最适时间20~25秒左右时,形成的图案会发生剥离,因此必须严格控制显影时间,但是本发明的放射线敏感性树脂组合物即使超过最适显影时间30秒或30秒以上,也可以形成良好的图案,对产品的成品率乃至生产性非常有利。
(IV)加热显影后的被膜的工序
该工序中,对于形成了规定图案的被膜,优选通过流水进行清洗处理,优选进一步通过高压水银灯等放射线进行全面曝光(后曝光),由此对该被膜中残存的1,2-醌二叠氮化合物进行分解处理,然后通过加热板、烘箱等加热装置对该被膜进行加热处理(后烘烤),使其固化。另外,形成微透镜时,通过后烘烤使形成的图案形成熔体,成为规定形状。
后曝光的曝光量优选为2,000~5,000J/m2左右。
另外,后烘烤的加热温度例如为120~250℃左右。加热时间因加热设备的种类而不同,在加热板上例如为5~30分钟左右,在烘箱中例如为30~90分钟左右。此时,也可以采用进行2次或2次以上的加热处理的分段烧固法等。
这样,可以在基板表面上形成对应于目标层间绝缘膜或微透镜的图案状薄膜。
层间绝缘膜和微透镜
本发明的层间绝缘膜和微透镜分别优选如上所述由本发明的放射线敏感性树脂组合物形成。
本发明的层间绝缘膜非常适合用于TFT型液晶显示元件、磁头元件、集成电路元件、固体摄像元件等电子部件。
并且,本发明的微透镜的形状是良好的半凸透镜形状。本发明的微透镜和其规则排列而成的透镜阵列非常适合用作传真机、电子复印机、固体摄像元件等晶载彩色滤光片的成像光学系统或光纤连接器的光学材料。
如上所述,本发明的放射线敏感性树脂组合物具有优良的灵敏度和分辨率,作为组合物溶液的保存稳定性优良,并且在显影工序中即使超过最适显影时间也可以形成良好的图案形状,具有良好的显影余量,特别适合用作各种电子部件的层间绝缘膜和固体摄像元件等微透镜。
并且,本发明的层间绝缘膜的形成方法和微透镜的形成方法即使显影时间超过最适显影时间,也可以形成良好的图案,可简便地形成兼具上述优良特性的层间绝缘膜和微透镜。
本发明的层间绝缘膜兼具优良的耐溶剂性、耐热性、透光率、密合性等,并且介电常数低。
另外,本发明的微透镜兼具优良的耐溶剂性、耐热性、透光率、密合性等,并且具有良好的熔体形状。
实施例
下面示出实施例和比较例更具体地说明本发明,但是本发明不限于下述实施例。
共聚物的合成
合成例1
在带有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和220重量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着加入22重量份甲基丙烯酸、38份甲基丙烯酸二环戊酯、40重量份3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷和1.5重量份α-甲基苯乙烯二聚体,一边进行氮气置换一边开始缓慢搅拌。将溶液升温到70℃,在该温度下加热4小时,得到含有共聚物(A-1)的聚合物溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为31.8重量%,聚合物的重均分子量为17,900,分子量分布(Mw/Mn)为1.8。另外,重均分子量和数均分子量是使用GPC(凝胶渗透色谱仪(东ソ一(株)制造的HLC-8020)测定的聚苯乙烯换算的平均分子量。
合成例2
在带有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和220重量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着加入5重量份苯乙烯、22重量份甲基丙烯酸、45重量份3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、5重量份苯乙烯和1.5重量份α-甲基苯乙烯二聚体,一边进行氮气置换一边开始缓慢搅拌。将溶液升温到70℃,在该温度下加热4小时,得到含有共聚物(A-2)的聚合物溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为31.9重量%,聚合物的重均分子量为20,200,分子量分布为1.9。
合成例3
在带有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和150重量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着加入20重量份苯乙烯、25重量份甲基丙烯酸、20份环己基马来酰亚胺、35重量份3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷和1.5重量份α-甲基苯乙烯二聚体,一边进行氮气置换一边开始缓慢搅拌。将溶液升温到70℃,在该温度下加热4小时,得到含有共聚物(A-3)的聚合物溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为38.7重量%,聚合物的重均分子量为21,500,分子量分布为2.2。
合成例4
在带有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和220重量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着加入20重量份苯乙烯、30重量份甲基丙烯酸、50重量份2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷和2.0重量份α-甲基苯乙烯二聚体,一边进行氮气置换一边开始缓慢搅拌。将溶液升温到70℃,在该温度下加热5小时,得到含有共聚物(A-4)的聚合物溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为31.0重量%,聚合物的重均分子量为19,000,分子量分布为1.7。
比较合成例1
在带有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和220重量份二乙二醇甲基乙基醚。接着加入23重量份甲基丙烯酸、47份甲基丙烯酸二环戊酯、20重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯和2.0重量份α-甲基苯乙烯二聚体,一边进行氮气置换一边开始缓慢搅拌。将溶液升温到70℃,在该温度下保持5小时,得到含有共聚物(a-1)的聚合物溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为32.8重量%,聚合物的重均分子量为24,000,分子量分布为2.3。
比较合成例2
在带有冷凝管、搅拌器的烧瓶中加入7重量份2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)和220重量份二乙二醇甲基乙基醚。接着加入25重量份甲基丙烯酸、35份甲基丙烯酸二环戊酯、40重量份2-羟基乙基甲基丙烯酸酯和2.0重量份α-甲基苯乙烯二聚体,一边进行氮气置换一边开始缓慢搅拌。将溶液升温到70℃,在该温度下保持5小时,得到含有共聚物(a-2)的聚合物溶液。得到的聚合物溶液的固体成分浓度为32.8重量%,聚合物的重均分子量为25,000,分子量分布为2.4。
组合物的制备和评价
实施例1
放射线敏感性树脂组合物的制备
将换算成共聚物(A-1)相当于100重量份的量的合成例1中得到的含有共聚物[A-1]的聚合物溶液、作为[B]1,2-醌二叠氮化合物的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1摩尔)和1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯(2摩尔)的缩合物4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚-1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯30重量份、作为[H]粘合助剂的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5重量份和作为[C]热敏性酸生成化合物的N-(三氟甲磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺1重量份混合,用丙二醇单甲基醚乙酸酯稀释至固体成分浓度(组合物总量中除去溶剂的成分的合计量的比例)为30重量%,用孔径为0.2μm的微孔滤器过滤,制备放射线敏感性树脂组合物的溶液(S-1)。
保存稳定性的评价
取上述制备的组合物(S-1)的一部分,在玻璃制的螺旋管中密闭,在40℃的烘箱中加热1周时间,测定加热前后的粘度变化率。结果示于表1中。这里,粘度变化率在0~+5%时可以认为保存稳定性良好。
显影余量的评价
在多个硅基板上,使用旋转涂布器分别涂布组合物(S-1)后,在90℃下在加热板上预烘烤2分钟,形成被膜。对得到的被膜通过具有3.0μm的线与间隔(ラィン·ァンド·スペ一ス)(10对1)的图案的掩模,使用キャノン(株)制造的PLA-501F曝光机(超高压水银灯),照射波长365nm的强度为80W/m2的紫外线40秒,然后以浓度为0.4重量%的氢氧化四甲基铵水溶液作为显影液,在25℃下分别对每个基板以显影时间为变量,用paddle法显影。接着用超纯水流水清洗1分钟,使其干燥在晶片上形成厚度为3.0μm的图案。此时,以使线宽为3.0μm所需要的最短显影时间作为最适显影时间,示于表1中。并且,测定超过最适显影时间还继续进行显影时到3.0μm的线图案剥离的时间,作为显影余量示于表1中。该值在30秒或30秒以上时,认为显影余量良好。
I.层间绝缘膜的评价
(1)分辨率的评价
-图案状薄膜的形成-
在玻璃基板上使用旋转涂布器涂布组合物(S-1)后,在80℃的加热板上预烘烤3分钟,形成被膜。
接着,对得到的被膜通过规定图案的光掩模,用波长365nm的强度为100W/m2的紫外线照射15秒钟。然后,用0.5重量%的氢氧化四甲基铵水溶液在25℃下显影1分钟后,用纯水清洗1分钟,由此除去不需要的部分,形成图案。
接着,对形成的图案用波长365nm的强度为100W/m2的紫外线照射30秒钟后,在220℃的烘箱中加热60分钟(后烘烤),得到膜厚为3.0μm的图案状薄膜。另外,除了预烘烤温度为90℃或100℃以外,和上述进行同样的操作,得到预烘烤温度不同的3种图案状薄膜。
-分辨率的评价-
对得到的图案状的薄膜进行评价,残留图案(拔きパタ一ン)(5μm×5μm孔)可以分辨的情况评价为“○”,不能分辨的情况评价作为“×”。结果示于表2中。
(2)耐热尺寸稳定性的评价
在上述“(1)分辨率的评价”的“-图案状薄膜的形成-”中,测定在预烘烤温度80℃下形成的图案在220℃的烘箱中后烘烤60分钟前后的膜厚。结果示于表2中。这里,膜厚的变化率在±5%以内时,认为耐热尺寸稳定性良好。
(3)透明性的评价
在玻璃基板上,使用旋转涂布器除布组合物(S-1)后,在80℃的加热板上预烘烤3分钟,形成被膜。
接着,对得到的被膜整个表面照射波长365nm的强度为100W/m2的紫外线30秒钟。接着,在220℃的烘箱中加热60分钟(后烘烤),得到膜厚为3.0μm的膜。
使用分光光度计(150-20型ダプルビ一ム,(株)日立制作所制造),在对照侧设置与基板所使用的相同种类的玻璃基板,测定上述获得的膜在波长40nm下的透光率。结果示于表2中。这里,透光率在90%或90%以上时认为透明性良好。
(4)耐热变色性的评价
将上述“(3)透明性的评价”中测定的具有被膜的基板在250℃的烘箱中加热1小时后,和“(3)透明性的评价”一样测定波长400nm下的透光率。在表2中示出了加热前后的透光率的变化率。这里,透光率的变化率不到5%时认为耐热变色性良好。
(5)密合性的评价
和上述“(3)透明性的评价”的前面部分同样操作,得到膜厚为3.0μm的膜。将具有该膜的基板在温度120℃、湿度100%的压力锅中放置4小时后,按照JIS-K5400进行棋盘格剥离试验。将此时100个棋盘格中残留的棋盘格数示于表2中。
II.微透镜的评价
(1)灵敏度的评价
在多个硅基板上使用旋转涂器涂布组合物(S-1),使除去溶剂后的膜厚均为2.5μm,然后在70℃的加热板上预烘烤3分钟,形成多个具有被膜的基板。
接着,对得到的被膜通过具有线宽0.8μm的线与间隔图案(10对1)的掩模,分别对每个基板以曝光量为度量进行曝光后,用2.38重量%的氢氧化四甲基铵水溶液在25℃下显影1分钟,用纯水清洗1钟,由此得到图案状的薄膜。
用显微镜观察上述多个基板,检测可以分辨间隔线宽(0.08μm)的最低曝光量。结果示于表3中。该值在1,000J/m2或1,000J/m2以下时认为灵敏度良好。
(2)透明性的评价
在玻璃基板上使用旋转涂布器涂布组合物(S-1)后,在70℃的加热板上预烘烤3分钟,形成被膜。
接着,对得到的被膜的整个表面照射波长365nm的强度为100W/m2的紫外线30秒钟。接着,在160℃的烘箱中加热60分钟(后烘烤),得到膜厚为2.5μm的膜。
使用分光光度计(150-20型ダブルビ一ム,(株)日立制作所制造),在对照侧设置与基板使用的相同种类的玻璃基板,测定上述获得的膜在波长400nm下的透光率。结果示于表3中。这里,透光率在90%或90%以上时认为透明性良好。
(3)耐热变色性的评价
将上述“(2)透明性的评价”中测定的具有被膜的基板在250℃的烘箱中加热1小时后,和“(2)透明性评价”一样测定波长400nm下的透光率。在表3中示出了加热前后的透光率的变化率。这里,透光率的变化率不到5%时认为耐热变色性良好。
(5)耐溶剂性的评价
和上述“(3)透明性的评价”的前面部分同样操作,得到膜厚为2.5μm的膜。将具有该膜的基板在50℃的异丙醇中浸渍10分钟,测定浸渍前后的膜厚变化率。结果示于表3中。该值在0~+5%范围内认为耐溶剂性良好。
(6)密合性的评价
除了使用硅基板代替玻璃基板之外,其它和上述“(3)透明性的评价”的前面部分同样操作,得到膜厚为2.5μm的膜。将具有该膜的基板在温度120℃、湿度100%的压力锅中放置4小时后,按照JIS-K5400进行棋盘格剥离实验。将此时100个棋盘格中残留的棋盘格数示于表3中。
(7)微透镜形状的评价
在多个硅基板上,使用旋转涂布器涂布组合物(S-1),使除去溶剂后的膜厚均为2.5μm,然后在70℃的加热板上预烘烤3分钟,形成具有被膜的基板。
接着,对得到的被膜通过具有4.0μm点·2.0μm间隔图案的图案掩模,使用ニコン(株)制造的NSR1755i7A缩小投影曝光机(NA=0.50,λ=365nm),在曝光量为3000J/m2下进行曝光,在浓度为1.1重量%的氢氧化四甲基铵水溶液中在25℃下、用paddle法显影1分钟。接着,用水清洗后,干燥,在晶片上形成图案。然后,用キャノン(株)制造的PLA-501F曝光机(超高压水银灯)曝光,使累积照射量为3,000J/m2。然后在加热板上在160℃下加热10分钟,再在230℃下加热10分钟,使图案熔流,形成微透镜。
形成的微透镜的底部(与基板接触的面)的尺寸(直径)和截面形状示于表3中。微透镜底部的尺寸超过4.0μm但不到5.0μm时,认为其良好。另外,该尺寸如果达到5.0μm或5.0μm以上,相邻的透镜相互之间处于接触状态,不优选。另外,截面形状是图1所示的示意图中(a)这样的半凸透镜形状时,认为良好,像(b)这样的大致梯形的形状认为是不好的。
实施例2~4,比较例1
分别使用含有表1中记载的共聚物的溶液代替上述实施例1中的含有共聚物(A-1)的溶液,并且分别使用表1中记载的化合物代替作为[C]热敏性酸生成化合物的N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,除此以外,和实施例1同样制备组合物,进行评价。结果示于表1~3中。
比较例2
将换算成共聚物(a-2)相当于100重量份的量的上述比较合成例2得到的含有共聚物(a-2)的溶液、作为(B)成分的30重量份4,4’-[1-{4-(1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基)苯基}亚乙基]双酚-1,2-萘醌叠氮-5-磺酸酯、作为其他成分的5重量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合,并溶解在丙二醇甲基醚乙酸酯中使固体成分浓度为30重量%,然后用孔径为0.5μm的微孔滤器过滤,制备组合物。
除使用上述组合物代替组合物(S-1)以外,其它和实施例1一样进行评价。评价结果示于表1~3中。另外,在比较例2中,形成微透镜时,由于相邻的透镜之间处于接触的状态,无法评价微透镜的截面形状。
比较例3
除了不使用上述实施例1中的作为[C]热敏性酸生成化合物的N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯2,3-二羧酰亚胺以外,其它和实施例1一样制备组合物,进行评价。结果示于表1~3中。
表1
组合物中的共聚物 | (C)热敏性酸生成化合物 | 保存稳定性(粘度变化率) | 显影余量 | |||
种类 | 量(重量份) | 最适显影时间(秒) | 显影余量(秒) | |||
实施例1 | A-1 | N-(三氟甲磺酰氧基础)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺 | 1.0 | 1% | 80 | 30 |
实施例2 | A-2 | N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3二羧酰亚胺 | 2.0 | 2% | 80 | 30 |
实施例3 | A-3 | N-(九氟丁磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺 | 1.0 | 2% | 70 | 30 |
实施例4 | A-4 | N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺 | 1.0 | 1% | 70 | 30 |
比较例1 | a-1 | N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺 | 1.0 | 9% | 90 | 20 |
比较例2 | a-2 | 无 | 0 | 2% | 90 | 30 |
比较例3 | A-1 | 无 | 0 | 2% | 90 | 20 |
表2
分辨率 | 耐热尺寸稳定性(膜厚变化率) | 透明性(透光率) | 耐热变色性(透光率的变化率) | 粘合性(残留棋盘格数) | |||
预烘烤温度 | |||||||
80℃ | 90℃ | 100℃ | |||||
实施例1 | ○ | ○ | ○ | -2% | 94% | -4% | 100 |
实施例2 | ○ | ○ | ○ | -3% | 95% | -3% | 100 |
实施例3 | ○ | ○ | ○ | -3% | 95% | -2% | 100 |
实施例4 | ○ | ○ | ○ | -3% | 95% | -3% | 100 |
比较例1 | ○ | ○ | ○ | -4% | 93% | -5% | 100 |
比较例2 | ○ | ○ | ○ | -4% | 89% | -6% | 100 |
比较例3 | ○ | ○ | ○ | -4% | 92% | -7% | 100 |
表3
灵敏度(J/m2) | 透明性(透光率) | 耐热变色性(透光率的变化率) | 耐溶剂性(膜厚变化率) | 密合性(残留棋盘格数) | 微透镜形状 | ||
底部直径(μm) | 形状 | ||||||
实施例1 | 700 | 93% | -4% | -2% | 100 | 4.4 | (a) |
实施例2 | 800 | 94% | -3% | -3% | 100 | 4.5 | (a) |
实施例3 | 850 | 92% | -3% | -2% | 100 | 4.4 | (a) |
实施例4 | 800 | 94% | -3% | -3% | 100 | 4.6 | (a) |
比较例1 | 1100 | 86% | -7% | -7% | 100 | 4.8 | (b) |
比较例2 | 1000 | 86% | -7% | -7% | 100 | 5.1 | 无法评价 |
比较例3 | 1200 | 86% | -6% | -6% | 100 | 4.9 | (b) |
Claims (8)
1.一种放射线敏感性树脂组合物,其特征在于含有:
[A](a1)和(a2)的共聚物,其中(a1)为选自不饱和羧酸和不饱和羧酸酐中的至少一种
(a2)为选自下式(1)表示的化合物和下式(2)表示的化合物中的至少一种,
式(1)中,R表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R1表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R2、R3、R4和R5相互独立地表示氢原子、氟原子、碳原子数为1~4的烷基、碳原子数为6~20的芳基或碳原子数为1~4的全氟烷基,n相互独立地为1~6的整数;
式(2)中,R、R1、R2、R3、R4和R5以及n与上式(1)中的定义相同;
[B]1,2-醌二叠氮化合物,和
[C]热敏性酸生成化合物。
2.权利要求1所述的放射线敏感性树脂组合物,其中[A]共聚物是上述(a1)成分、(a2)成分以及(a3)的共聚物,所述(a3)为与上述(a1)成分和(a2)成分不同的其他烯烃系不饱和化合物。
3.权利要求1或2所述的放射线敏感性树脂组合物,其用于形成层间绝缘膜。
4.一种层间绝缘膜的形成方法,其特征在于以下述顺序包含以下工序,
(I)在基板上形成权利要求1所述的放射线敏感性组合物的被膜的工序,
(II)对该被膜的至少一部分照射放射线的工序,
(III)将照射后的被膜显影的工序,和
(IV)加热显影后的被膜的工序。
5.由权利要求1所述的放射线敏感性树脂组合物形成的层间绝缘膜。
6.权利要求1所述的放射线敏感性树脂组合物,其用于形成微透镜。
7.一种微透镜的形成方法,其特征在于以下述顺序包含以下工序,
(I)在基板上形成权利要求1所述的放射线敏感性组合物的被膜的工序,
(II)对该被膜的至少一部分照射放射线的工序,
(III)将照射后的被膜显影的工序,和
(IV)加热显影后的被膜的工序。
8.一种微透镜,其由权利要求1中所述的放射线敏感性树脂组合物形成。
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