CN101727002A - 感射线性树脂组合物、层间绝缘膜和微透镜以及它们的制造方法 - Google Patents

感射线性树脂组合物、层间绝缘膜和微透镜以及它们的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种感射线性树脂组合物、层间绝缘膜和微透镜以及它们的制造方法。目的是提供一种感射线性树脂组合物,其对射线具有高敏感度,具有在显影工序中即使超出最佳显影时间也还能够形成良好图案形状的显影裕度。本发明是含有[A]碱可溶性树脂、[B]1,2-醌二叠氮化合物以及[C]分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的化合物。[A]碱可溶性树脂为(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐与含有(a2)具有环氧基的不饱和化合物的不饱和化合物的共聚物即可。

Description

感射线性树脂组合物、层间绝缘膜和微透镜以及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及感射线性树脂组合物、层间绝缘膜和微透镜以及它们的制造方法。
背景技术
薄膜晶体管(以下称为“TFT”)型液晶显示元件及磁头元件、集成电路元件、固体图像传感器元件等电子部件,通常在层状布置的布线之间设置绝缘用的层间绝缘膜。由于作为形成层间绝缘膜的材料,优选为获得必要图案形状所需的工序少、且具有足够的平坦性的材料,因而感射线性树脂组合物被广泛地使用(参见日本特开2001-354822号公报、日本特开2001-343743号公报)。
上述电子部件中,例如TFT型液晶显示元件,要经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而制造。因此,层间绝缘膜在透明电极膜形成工序中要经受高温条件,并且要经受电极图案形成时所使用的抗蚀层剥离液,因此,必须具有足够的耐热性和耐溶剂性。
并且,近年来,TFT型液晶显示元件正处于大屏幕化、高亮度化、高精细化、快速响应化、薄型化等的趋势。因此,作为TFT型液晶显示元件中所用的层间绝缘膜形成用组合物,要求具有高敏感度,并且,所形成的层间绝缘膜,要求具有比以往更优越的低介电常数、高透光率等高性能。
另外,作为传真机、电子复印机、固体图像传感器元件等片装滤色器成像光学系统或者光纤连接器光学系统材料,使用具有3~100μm左右透镜直径的微透镜,或者将这些微透镜按规则排列而成的微透镜阵列。
微透镜或者微透镜阵列的形成,已知有:在形成相当于透镜的透镜图案后,通过加热处理使其进行熔体流动后直接作为透镜使用的方法,或者将由熔体流动的透镜图案作为掩模,通过干法蚀刻向底层转印透镜形状的方法等。在上述透镜图案的形成中,感射线性树脂组合物被广泛使用(参见日本特开平6-18702号公报、日本特开平6-136239号公报)。
然而,如上所述的微透镜或微透镜阵列形成的元件,为了之后除去作为布线形成部分的焊盘上的各种绝缘膜,要涂敷平坦化膜和蚀刻用抗蚀膜,再用所需掩模进行曝光、显影,以除去焊盘部分的蚀刻抗蚀膜,然后,通过蚀刻除去平坦化膜和各种绝缘膜,将焊盘部分供给曝光工序。因此,微透镜或者微透镜阵列在平坦化膜和蚀刻抗蚀膜的涂敷形成工序以及蚀刻工序中,必须具有耐溶剂性和耐热性。
形成这种微透镜所用的感射线性树脂组合物要求具有高敏感度。并且,由其形成的微透镜要求具有所需的曲率半径,并具有高耐热性及高透光率等。
此外,如上所述而制得的层间绝缘膜和微透镜,在其形成时的显影工序中,如果显影时间哪怕是稍微超出最佳时间,则在图案与基板之间很容易发生显影液渗透而导致脱落。因此,必须严格控制显影时间,并且制品的成品率方面很成问题。
这样,在由感射线性树脂组合物形成层间绝缘膜和微透镜时,该组合物要求对射线具有高敏感度。并且,要求能够容易地形成显示出即使在显影工序中显影时间超出所定时间时也不会发生图案的脱落的良好贴紧性的图案状薄膜。而且,由该组合物形成的层间绝缘膜要求具有高耐热性、高耐溶剂性、低介电常数、高透光率等。另外,当形成微透镜时,作为微透镜要求具有良好的熔融形状(是指具有所需曲率半径的半凸透镜形状)。但是,满足这种要求的感射线性树脂组合物还是未知的。近年来,在众多所需的物性项目中,特别是为了使其能够在短时间内形成更微小的图案,高分辨率、高敏感度的感射线性树脂组合物的开发已成为重要课题。
另外,在日本第3965868号专利中,公开了含有由具有至少一个乙烯性不饱和双键的聚合性化合物形成的共聚物的感射线性树脂组合物。在该专利中,作为具有至少一个乙烯性不饱和双键的聚合性化合物的例子,列举了单官能(甲基)丙烯酸酯、双官能(甲基)丙烯酸酯、三官能以上的(甲基)丙烯酸酯,而对于其中通过具有特定结构的聚合性化合物能够达到改善射线敏感度的目的,没有任何描述。另外,在韩国申请公开第2003-0010893号公报中,公开了含有具有二季戊四醇骨架的丙烯酸酯的感光性树脂组合物。但是,在该公报中,涉及的是特定于具有二季戊四醇骨架的丙烯酸酯的技术,没有涉及含有具有其以外的骨架的丙烯酸酯的组合物。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2001-354822号公报
【专利文献2】日本特开2001-343743号公报
【专利文献3】日本特开平6-18702号公报
【专利文献4】日本特开平6-136239号公报
【专利文献5】日本第3965868号专利
【专利文献6】韩国专利申请公开第2003-0010893号公报。
发明内容
本发明是基于现有技术中的这些问题而作出的,其第一目的是提供一种感射线性树脂组合物,其对射线具有高敏感度,具有在显影工序中即使超出最佳显影时间也能够确保更好图案形状的贴紧性的显影裕度(是指显影时间的允许范围),能够容易地形成贴紧性优良的图案状薄膜。
本发明的第二目的是提供一种感射线性树脂组合物,其在用于形成层间绝缘膜时,能够形成具有高耐热性、高耐溶剂性、高透光率、低介电常数的层间绝缘膜,并且在用于形成微透镜时,能够形成具有高透光率和良好的熔融形状的微透镜。
本发明的第三目的是提供一种用上述感射线性树脂组合物形成层间绝缘膜和微透镜的方法,以及由该方法形成的层间绝缘膜和微透镜。
本发明的第一目的由一种感射线性树脂组合物达成,其含有:
[A]碱可溶性树脂;
[B]1,2-醌二叠氮化合物;以及
[C]分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的化合物。
该感射线性树脂组合物由于含有上述[A]、[B]和[C]的特定成分,因而具有高的射线敏感度,在显影工序中对于图案脱落具有显影时间裕度,能够容易地形成贴紧性优良的图案状薄膜。
上述[A]成分的碱可溶性树脂,为含有(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐与(a2)具有环氧基的不饱和化合物的不饱和化合物的共聚物即可。另外,上述[C]成分的化合物所具有的乙烯性不饱和键,典型地为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的乙烯性不饱和键即可。采用含有这种化合物的树脂组合物,能够发挥高射线敏感度等良好的性能。
本发明的第二目的通过将上述感射线性树脂组合物用于形成层间绝缘膜或微透镜而达成。另外,本发明的第三目的由包括以下工序的层间绝缘膜或微透镜的形成方法,以及由该方法形成的层间绝缘膜或微透镜达成。
(1)、在基板上形成该感射线性树脂组合物涂膜的工序,
(2)、对工序(1)中形成的涂膜的至少一部分照射射线的工序,
(3)、将工序(2)中照射射线后的涂膜进行显影的工序,和
(4)、将工序(3)中显影后的涂膜进行加热的工序。
由上述方法形成的层间绝缘膜和微透镜满足所有所需的各种性能。也就是说,由本方法形成的层间绝缘膜具有高耐热性、高耐溶剂性、高透光率、低介电常数,并且由本方法形成的微透镜具有高透光率和良好的熔融形状。
本发明的感射线性树脂组合物,具有高的射线敏感度,具有在显影工序中即使超出最佳显影时间也能够确保更好图案形状的贴紧性的显影裕度,能够容易地形成贴紧性优良的图案状薄膜。并且,由该组合物形成的本发明层间绝缘膜,对基板的贴紧性良好,具有优良的耐溶剂性和耐热性以及高透光率和低介电常数。因此,该层间绝缘膜可适用于电子产品。另外,由该组合物形成的本发明微透镜,对基板的贴紧性良好,具有优良的耐溶剂性和耐热性以及高透光率和良好的熔融形状。因此,该微透镜可适合作为固体图像传感器元件的微透镜使用。
附图说明
图1(a),(b)为微透镜断面形状的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的感射线性树脂组合物中所含的[A]~[C]成分以及其他任选成分进行详细说明。
I.[A]成分
作为本发明中的[A]碱可溶性树脂,只要是在含该成分的感射线性树脂组合物的显影处理工序中对于所用的碱显影液具有可溶性,则对其没有特别的限制。作为这种碱可溶性树脂,优选为(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐与能够与其共聚的其他不饱和化合物的共聚物,更优选为(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐与含有(a2)具有环氧基的不饱和化合物的不饱和化合物的共聚物(以下将化合物(a1)和含有化合物(a2)的不饱和化合物的共聚物称为“共聚物[A]”)。共聚物[A]可通过在溶剂中,在聚合引发剂的存在下,将化合物(a1)和含有化合物(a2)的不饱和化合物进行自由基聚合而制备。另外,在共聚物[A]的制备中,还可以将化合物(a1)和化合物(a2)与作为化合物(a3)的上述(a1)和(a2)以外的不饱和化合物一起进行自由基聚合。共聚物[A]中,基于由化合物(a1)和(a2)(以及任选的化合物(a3))衍生的构成单元的合计量,优选含有5~40质量%由化合物(a1)衍生的构成单元,特别优选含有5~25质量%。通过使共聚物[A]中由化合物(a1)衍生的构成单元为5质量%以上,在显影工序中可以获得足够好的对于碱水溶液的溶解性。另一方面,通过使共聚物[A]中该构成单元为40质量%以下,可以防止对于碱水溶液的溶解性过大。
化合物(a1)是具有自由基聚合性的不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐。作为化合物(a1)的具体例子,可以列举单羧酸、二羧酸、二羧酸酐、多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯、两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯、具有羧基的多环式化合物及其酸酐等。
作为其具体例子,单羧酸可以列举丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等;二羧酸可以列举马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等;二羧酸酐可以列举作为上述二羧酸而例示的化合物的酸酐等;多元羧酸的单[(甲基)丙烯酰氧基烷基]酯可以列举琥珀酸单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]酯、邻苯二甲酸单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]酯等;两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯可以列举ω-羧基聚己内酯的单(甲基)丙烯酸酯等;具有羧基的多环式化合物及其酸酐可以列举5-羧基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基二环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基二环[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基二环[2.2.1]庚-2-烯酸酐等。
这些化合物(a1)中,优选使用单羧酸、二羧酸酐。从共聚合反应性、对于碱水溶液的溶解性和容易获得性方面考虑,特别优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐。这些化合物(a1)可以单独或两种以上组合使用。
共聚物[A]中,基于由化合物(a1)和(a2)(以及任选的化合物(a3))衍生的构成单元的合计量,优选含有10~80质量%由化合物(a2)衍生的构成单元,特别优选含有30~80质量%。通过使共聚物[A]中由化合物(a2)衍生的构成单元为10质量%以上,可以抑制所得层间绝缘膜和微透镜的耐热性、表面硬度和耐剥离液性的下降。另一方面,通过使共聚物[A]中该构成单元为80质量%以下,可以使感射线性树脂组合物的保存稳定性保持在适当的范围内。
化合物(a2)是具有自由基聚合性的具有环氧基的不饱和化合物(包括具有氧杂环丁基的不饱和化合物)。作为具有环氧基的不饱和化合物的具体例子,可以列举丙烯酸缩水甘油酯、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-环氧基丁基酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧基丁基酯、丙烯酸-6,7-环氧基庚基酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧基庚基酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧基庚基酯、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸-3,4-环氧基环己基酯等。
这些具有环氧基的不饱和化合物中,从提高共聚合反应性和所得层间绝缘膜或微透镜的耐热性和表面硬度的方面考虑,优选使用甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧基庚基酯、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸-3,4-环氧基环己基酯等。
作为具有氧杂环丁基的不饱和化合物的具体例子,可以列举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。这些化合物(a2)可以单独或两种以上组合使用。
化合物(a3)只要是上述化合物(a1)和化合物(a2)以外的、具有自由基聚合性的不饱和化合物,则对其没有特别的限制。作为化合物(a3)的例子,可以列举甲基丙烯酸链烷基酯、甲基丙烯酸环烷基酯、具有羟基的甲基丙烯酸酯、丙烯酸环烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、丙烯酸芳基酯、不饱和二羧酸二酯、二环不饱和化合物、马来酰亚胺化合物、不饱和芳香族化合物、共轭二烯、具有四氢呋喃骨架、呋喃骨架、四氢吡喃骨架、吡喃骨架、下述式(1)表示的骨架的不饱和化合物、具有下述式(2)表示的酚性羟基的不饱和化合物以及其他的不饱和化合物。
Figure G2009102070347D0000101
(式(1)中,R7为氢原子或甲基,n为1以上的整数)。
Figure G2009102070347D0000102
(式(2)中,R1为氢原子或碳原子数为1~4的烷基,R2~R6相同或不同,为氢原子、羟基或碳原子数为1~4的烷基,B为单键、-COO-、或-CONH-,m为0~3的整数,其中,R2~R6中至少一者为羟基)。
作为化合物(a3)的具体例子,甲基丙烯酸链烷基酯可以列举甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁基酯、甲基丙烯酸仲丁基酯、甲基丙烯酸叔丁基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸异癸基酯、甲基丙烯酸正十二烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸正十八烷基酯等;甲基丙烯酸环烷基酯可以列举甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸2-甲基环己基酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基乙基酯、甲基丙烯酸异冰片基酯等;具有羟基的甲基丙烯酸酯可以列举甲基丙烯酸羟基甲酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2,3-二羟基丙酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基糖苷、甲基丙烯酸4-羟基苯基酯等;丙烯酸环烷基酯可以列举丙烯酸环己基酯、丙烯酸2-甲基环己基酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基乙基酯、丙烯酸异冰片基酯等;甲基丙烯酸芳基酯可以列举甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄基酯等;
丙烯酸芳基酯可以列举丙烯酸苯基酯、丙烯酸苄基酯等;不饱和二羧酸二酯可以列举马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等;二环不饱和化合物可以列举二环[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-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-叔丁氧羰基二环[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、5-(2’-羟基乙基)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-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-烯等;
马来酰亚胺化合物可以列举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-(4-羟基苯基)马来酰亚胺、N-(4-羟基苄基)马来酰亚胺、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺基苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基-4-马来酰亚胺基丁酸酯、N-琥珀酰亚胺基-6-马来酰亚胺基己酸酯、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺基丙酸酯、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等;不饱和芳香族化合物可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯等;共轭二烯可以列举1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等;具有四氢呋喃骨架的不饱和化合物可以列举(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、2-甲基丙烯酰氧基-丙酸四氢糠基酯、3-(甲基)丙烯酰氧基四氢呋喃-2-酮等;具有呋喃骨架的不饱和化合物可以列举2-甲基-5-(3-呋喃基)-1-戊烯-3-酮、(甲基)丙烯酸糠基酯、1-呋喃-2-丁基-3-烯-2-酮、1-呋喃-2-丁基-3-甲氧基-3-烯-2-酮、6-(2-呋喃基)-2-甲基-1-己烯-3-酮、6-呋喃-2-基-己-1-烯-3-酮、丙烯酸2-呋喃-2-基-1-甲基-乙基酯、6-(2-呋喃基)-6-甲基-1-庚烯-3-酮等;
具有四氢吡喃骨架的不饱和化合物可以列举甲基丙烯酸(四氢吡喃-2-基)甲基酯、2,6-二甲基-8-(四氢吡喃-2-基氧基)-辛-1-烯-3-酮、2-甲基丙烯酸四氢吡喃-2-基酯、1-(四氢吡喃-2-氧基)-丁基-3-烯-2-酮等;具有吡喃骨架的不饱和化合物可以列举4-(1,4-二氧杂-5-氧代-6-庚烯基)-6-甲基-2-吡喃、4-(1,5-二氧杂-6-氧代-7-辛烯基)-6-甲基-2-吡喃等;具有上述式(1)表示的骨架的不饱和化合物可以列举聚乙二醇(n=2~10)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(n=2~10)单(甲基)丙烯酸酯等;
另外,作为具有酚骨架的不饱和化合物,由上述式(2)表示的化合物,根据B与m的定义,可以列举下述式(3)~(7)表示的化合物等。
Figure G2009102070347D0000131
(式(3)中,p为1~3的整数,R1、R2、R3、R4、R5和R6的定义与上述式(2)中的定义相同)。
Figure G2009102070347D0000132
(式(4)中,R1、R2、R3、R4、R5和R6的定义与上述式(2)中的定义相同)。
Figure G2009102070347D0000133
(式(5)中,q为1~3的整数,R1、R2、R3、R4、R5和R6的定义与上述式(2)中的定义相同)。
(式(6)中,R1、R2、R3、R4、R5和R6的定义与上述式(2)中的定义相同)。
(式(7)中,R1、R2、R3、R4、R5和R6的定义与上述式(2)中的定义相同)。
作为其他不饱和化合物的例子,可以列举丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯。
这些化合物(a3)的例子中,优选使用甲基丙烯酸链烷基酯、甲基丙烯酸环烷基酯、马来酰亚胺化合物、具有四氢呋喃骨架、呋喃骨架、四氢吡喃骨架、吡喃骨架、上述式(1)表示的骨架的不饱和化合物、具有上述式(2)表示的酚性羟基的不饱和化合物、不饱和芳香族化合物、丙烯酸环烷基酯。其中,从共聚合反应性和对于碱水溶液的溶解性方面考虑,特别优选苯乙烯、甲基丙烯酸叔丁基酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、对甲氧基苯乙烯、丙烯酸2-甲基环己基酯、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、聚乙二醇(n=2~10)单(甲基)丙烯酸酯、3-(甲基)丙烯酰氧基四氢呋喃-2-酮、(甲基)丙烯酸4-羟基苄基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基苯基酯、邻羟基苯乙烯、对羟基苯乙烯、α-甲基-对羟基苯乙烯。这些化合物(a3)可以单独或2种以上组合使用。
本发明中使用的共聚物[A],基于由化合物(a 1)和(a2)(以及任选的化合物(a3))衍生的构成单元的合计量,优选含有0~60质量%由化合物(a3)衍生的构成单元,特别优选含有5~50质量%。通过使该构成单元的量为60质量%以下,可以使感射线性树脂组合物获得高显影性。
作为共聚物[A]的各构成成分的优选具体例子,可以列举甲基丙烯酸/甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯/丙烯酸2-甲基环己基酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/N-(3,5-二甲基-4-羟基苄基)甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸四氢糠基酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/N-环己基马来酰亚胺/甲基丙烯酸十二烷基酯/α-甲基-对羟基苯乙烯、苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸缩水甘油酯/甲基丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基酯)/甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯/丙烯酸2-甲基环己基酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯/苯乙烯。
共聚物[A]的GPC(凝胶渗透色谱)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(以下称为“Mw”)优选为2×103~1×105,更优选为5×103~5×104。通过使共聚物[A]的Mw为2×103以上,可以确保足够好的显影裕度,结果可以抑制所得涂膜的残膜率(是指图案状薄膜适当残留的比率)下降以及所得层间绝缘膜或微透镜的图案形状、耐热性的劣化。另一方面,通过使共聚物[A]的Mw为1×105以下,可以保持对射线的高敏感度,结果可以获得良好的图案形状。另外,共聚物[A]的分子量分布(以下称为“Mw/Mn”)优选为5.0以下,更优选为3.0以下。通过使共聚物[A]的Mw/Mn为5.0以下,可以获得良好图案形状的层间绝缘膜或微透镜。含有共聚物[A]的感射线性树脂组合物,在显影时不会产生显影残留,能够容易地形成预定的图案形状。
在共聚物[A]的制备中所用的溶剂中,优选乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇二烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯。这些溶剂中,特别优选二甘醇二甲基醚、二甘醇乙基甲基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯。
作为共聚物[A]的制备中所用的聚合引发剂,可以使用通常已知作为自由基聚合引发剂的聚合引发剂。作为聚合引发剂的具体例子,可以列举2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二-(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、叔丁基过氧化特戊酸酯、1,1’-二(叔丁基过氧化)环己烷等有机过氧化物;以及过氧化氢。当使用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,还可以与还原剂一起作为氧化还原型引发剂使用。
在共聚物[A]的制备中,还可以使用调节分子量用的分子量调节剂。作为分子量调节剂的具体例子,可以列举氯仿、四溴化碳等卤代烃;正己硫醇、正辛硫醇、正十二烷硫醇、叔十二烷硫醇、巯基乙酸等硫醇;二甲基黄原素硫化物(ジメチルキサントゲンスルフイド)、二异丙基黄原素二硫化物(ジイソプロピルキサントゲンジスルフイド)等黄原素(キサントゲン);萜品油烯、α-甲基苯乙烯二聚物等。
II.[B]成分
本发明中所用的[B]成分是通过照射射线能够产生羧酸的1,2-醌二叠氮化合物。作为1,2-醌二叠氮化合物,可以使用酚性化合物或醇性化合物(以下称为“母核”)与1,2-萘醌二叠氮磺酰卤的缩合物。
作为[B]成分的母核的例子,可以列举三羟基二苯酮、四羟基二苯酮、五羟基二苯酮、六羟基二苯酮、(多羟基苯基)烷烃和其他的母核。
作为这些母核的具体例子,三羟基二苯酮可以列举2,3,4-三羟基二苯酮、2,4,6-三羟基二苯酮等;四羟基二苯酮可以列举2,2’,4,4’-四羟基二苯酮、2,3,4,3’-四羟基二苯酮、2,3,4,4’-四羟基二苯酮、2,3,4,2’-四羟基-4’-甲基二苯酮、2,3,4,4’-四羟基-3’-甲氧基二苯酮等;五羟基二苯酮可以列举2,3,4,2’,6’-五羟基二苯酮等;六羟基二苯酮可以列举2,4,6,3’,4’,5’-六羟基二苯酮、3,4,5,3’,4’,5’-六羟基二苯酮等;(多羟基苯基)烷烃可以列举二(2,4-二羟基苯基)甲烷、二(对羟基苯基)甲烷、三(对羟基苯基)甲烷、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷、二(2,3,4-三羟基苯基)甲烷、2,2-二(2,3,4-三羟基苯基)丙烷、1,1,3-三(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-3-苯基丙烷、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、二(2,5-二甲基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷、3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺双茚-5,6,7,5’,6’,7’-六醇、2,2,4-三甲基-7,2’,4’-三羟基黄烷等;
其他母核可以列举2-甲基-2-(2,4-二羟基苯基)-4-(4-羟基苯基)-7-羟基色满、2-[二{(5-异丙基-4-羟基-2-甲基)苯基}甲基]、1-[1-(3-{1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基}-4,6,-二羟基苯基)-1-甲基乙基]-3-(1-(3-{1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基}-4,6-二羟基苯基)-1-甲基乙基)苯、4,6-二{1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基}-1,3-二羟基苯。
另外,还可以适当使用将以上例示的母核的酯键改为酰胺键后的1,2-萘醌二叠氮磺酰胺,例如2,3,4-三羟基二苯酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酰胺等。
这些母核当中,特别优选2,3,4,4’-四羟基二苯酮、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚。
另外,作为1,2-萘醌二叠氮磺酰卤,优选1,2-萘醌二叠氮磺酰氯。作为1,2-萘醌二叠氮磺酰氯的具体例子,可以列举1,2-萘醌二叠氮-4-磺酰氯和1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯。其中,优选使用1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯。
在母核与1,2-萘醌二叠氮磺酰卤的缩合反应中,相对于酚性化合物或醇性化合物中的OH基数,可使用优选相当于30~85摩尔%、更优选相当于50~70摩尔%的1,2-萘醌二叠氮磺酰卤。缩合反应可以采用已知的方法进行。
[B]成分1,2-醌二叠氮化合物可以单独或者2种以上组合使用。[B]成分的使用比率,相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂,优选为5~100质量份,更优选为10~50质量份。通过使[B]成分的使用比率相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂为5质量份以上,照射射线的部分与未照射部分对于作为显影液的碱水溶液的溶解度之差保持在适当的范围,容易形成图案,由此可以确保所得层间绝缘膜或微透镜具有足够的耐热性和耐溶剂性。另一方面,通过使该比率为100质量份以下,可以使照射射线的部分获得足够大的向碱水溶液的溶解度,从而防止显影难以进行。
III.[C]成分
本发明中使用的[C]成分,是分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的化合物。通过采用具有这种骨架的含乙烯性不饱和键的化合物,与使用不具有这种骨架的含乙烯性不饱和键的化合物时相比,能够显著地提高感射线性树脂组合物的感光性能。
对于[C]化合物中的乙烯性不饱和键的数量,没有特别的限制,例如可以是分子中为1~4个。[C]化合物的分子量优选为1000以下。另外,[C]化合物的具有乙烯性不饱和键的部分,为由具有乙烯性不饱和键的羧酸形成的酯基即可,优选为由(甲基)丙烯酸形成的酯基较好。另外,[C]化合物还可以具有羧基。并且,作为[C]化合物,还可以将具有羧基的化合物与没有羧基的化合物联用。
作为[C]成分使用的具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的单官能(甲基)丙烯酸酯的具体例子,可以列举三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇单(甲基)丙烯酸酯、单(2-丙烯酰氧基乙基)二乙基异氰尿酸酯等。另外,作为[C]成分使用的具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的双官能(甲基)丙烯酸酯的具体例子,可以列举三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二(2-丙烯酰氧基乙基)羟基乙基异氰尿酸酯等。
作为[C]成分使用的具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的三官能以上的(甲基)丙烯酸酯的具体例子,可以列举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸改性的季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯等。
作为[C]成分的分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的化合物,可以单独或者组合使用。[C]成分的使用比率,相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂,优选为20质量份以下,更优选为1~10质量份。通过使其以这种比率含有[C]成分,可以有效地提高感射线性树脂组合物的感光性能。通过使该比率为20质量份以下,可以使后烘焙后所形成的图案的形状变化保持得较小,同时,可以抑制残膜率的下降。
IV.其他成分
本发明的感射线性树脂组合物,含有上述[A]、[B]和[C]成分,而根据需要,还可以含有[D]分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇以外的化合物并且为异氰尿酸酯骨架以外的骨架(即具有作为[C]成分所规定的骨架以外的骨架)的化合物;[E]热敏性产酸化合物;[F]上述[A]成分以外的环氧树脂;[G]表面活性剂;或者[H]粘合助剂。
作为[D]成分的分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇以外的化合物并且为异氰尿酸酯骨架以外的骨架的化合物,可以在不损害具有特定骨架的上述[C]化合物所发挥的效果的情况下,提高含有这些成分的感射线性树脂组合物的感光性能。
作为[D]成分使用的单官能(甲基)丙烯酸酯的具体例子,可以列举ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯、琥珀酰乙基单(甲基)丙烯酸酯、苯氧基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸叔丁基酯、(甲基)丙烯酸异辛基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸卡必醇酯、(甲基)丙烯酸2-对枯基苯氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基乙基酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、N-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酰亚胺、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基三丙二醇酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙基酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基六氢邻苯二甲酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基丙基四氢邻苯二甲酸氢酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯等。作为它们的市售品,可以列举例如アロニツクスM-101、アロニツクスM-102、アロニツクスM-110、アロニツクスM-111、アロニツクスM-114、アロニツクスM-113、アロニツクスM-117、アロニツクスM-120、アロニツクスM-140、アロニツクスM-5300、アロニツクスM-5400、アロニツクスM-5600、アロニツクスM-5710(以上由東亞合成(株)生产);KAYARAD TC-110S、KAYARAD TC-120S(以上由日本化薬(株)生产);HEA、HPA、4-HBA、AIB、TBA、IOAA、LA、STA、IBXA、2-MTA、V-MTG、2-ETA ビスコ-ト158、ビスコ-ト155、ビスコ-ト150、ビスコ-ト160、ビスコ-ト190、ビスコ-ト192、ビスコ-ト320、ビスコ-ト220、ビスコ-ト2000、ビスコ-ト2100、ビスコ-ト2150、ビスコ-ト2180、ビスコ-ト2311(以上由大阪有機化学工業(株)生产);ブレンマ一PE-90、ブレンマ一PE-200、ブレンマ一PE-350(以上由日本油脂工業(株)生产)等。
作为[D]成分使用的双官能(甲基)丙烯酸酯的具体例子,可以列举三环癸烷二羟甲基二(甲基)丙烯酸酯、双酚F二卡必醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(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、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯等。作为它们的市售品,可以列举例如アロニツクスM-203、アロニツクスM-208、アロニツクスM-215、アロニツクスM-220、アロニツクスM-240、アロニツクスM-243(以上由東亞合成(株)生产);KAYARAD HDDA、KAYARAD HX-220、KAYARAD R-604(以上由日本化薬(株)生产);ビスコ-ト260、ビスコ-ト312、ビスコ-ト335HP(以上由大阪有機化学工業(株)生产)等。
作为[D]成分使用的三官能以上的(甲基)丙烯酸酯的具体例子,可以列举三((甲基)丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二五丙烯酸酯、二季戊四醇二六丙烯酸酯等。此外,还可以列举使具有直链烷基和脂环式结构、且具有2个以上异氰酸酯基的化合物与分子内具有1个以上羟基、且具有3个、4个或5个丙烯酰氧基和/或甲基丙烯酰氧基的化合物反应所得的多官能尿烷丙烯酸酯类化合物等。作为它们的市售品,可以列举例如アロニツクスM-315、アロニツクスM-408(以上由東亞合成(株)生产),作为含多官能尿烷丙烯酸酯类化合物的市售品,可以列举ニユ一フロンテイアR-1150(第一工業製薬(株)生产)、KAYARAD DPHA-40H(由日本化薬(株)生产)等。
作为[D]成分的分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇以外的化合物并且为异氰尿酸酯骨架以外的骨架的化合物,可以单独或组合使用。
[D]成分的使用比率,相对于[C]的使用量为60质量%以下。通过使[D]成分的使用比率相对于[C]的使用量为60质量%以下,可以使层间绝缘膜或微透镜的显影裕度保持良好。
[E]成分热敏性产酸化合物可以为了提高耐热性和硬度而使用。作为该化合物的例子,可以列举锍盐、苯并噻唑鎓盐、铵盐、鏻盐等已知的鎓盐。作为这种锍盐的具体例子,可以列举烷基锍盐、苄基锍盐、二苄基锍盐、取代的苄基锍盐等。
作为这些热敏性产酸化合物的具体例子,烷基锍盐可以列举4-乙酰苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍六氟砷酸盐、二甲基-4-(苄氧羰氧基)苯基锍六氟锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟砷酸盐、二甲基-3-氯-4-乙酰氧基苯基锍六氟锑酸盐等;
苄基锍盐可以列举苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐、4-乙酰氧基苯基苄基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-4-甲氧苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-2-甲基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-3-氯-4-羟基苯基甲基锍六氟砷酸盐、4-甲氧基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐等;
二苄基锍盐可以列举二苄基-4-羟基苯基锍六氟锑酸盐、二苄基-4-羟基苯基锍六氟磷酸盐、4-乙酰氧基苯基二苄基锍六氟锑酸盐、二苄基-4-甲氧基苯基锍六氟锑酸盐、二苄基-3-氯-4-羟基苯基锍六氟砷酸盐、二苄基-3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基锍六氟锑酸盐、苄基-4-甲氧基苄基-4-羟基苯基锍六氟磷酸盐等;
取代的苄基锍盐可以列举对氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、对硝基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、对氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐、对硝基苄基-3-甲基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、3,5-二氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、邻氯苄基-3-氯-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐等。
作为苯并噻唑鎓盐的具体例子,可以列举3-苄基苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓六氟磷酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓四氟硼酸盐、3-(对甲氧基苄基)苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基-2-甲硫基苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基-5-氯苯并噻唑鎓六氟锑酸盐等。
这些热敏性产酸化合物中,优选使用锍盐和苯并噻唑鎓盐。特别优选使用4-乙酰氧基苯基二甲基锍六氟砷酸盐、苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基苄基甲基锍六氟锑酸盐、二苄基-4-羟基苯基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基苄基锍六氟锑酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓六氟锑酸盐。作为它们的市售品,可以列举サンエイドSI-L 85、サンエイドSI-L 110、サンエイドSI-L145、サンエイドSI-L150、サンエイドSI-L160(三新化学工業(株)生产)等。
[E]成分的使用比率,相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂,优选为20质量份以下,更优选为5质量份以下。通过使[E]成分的使用比率为20质量份以下,可以避免涂膜形成工序中析出析出物而给涂膜的形成带来障碍的情况。
作为[F]成分的[A]成分以外的环氧树脂,只要对与[A]成分碱可溶性树脂的相容性没有影响,则没有限制。作为[F]成分的例子,优选的可以列举双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、杂环式环氧树脂、与甲基丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合的树脂等。其中,特别优选双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂等。
[F]成分的使用比率,相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂,优选为30质量份以下。通过使其以这种比率含有[F]成分,可以进一步提高由感射线性树脂组合物制得的层间绝缘膜或微透镜的耐热性和表面硬度等性能。通过使[F]成分的使用比率为30质量份以下,可以在基板上形成感射线性树脂组合物涂膜时,使涂膜获得非常好的膜厚均一性。另外,[A]成分的碱可溶性树脂根据情况也可以称为“环氧树脂”,但是[A]成分在具有碱可溶性方面与[F]成分不同。[F]成分为碱不溶性的。
通过使用[G]成分的表面活性剂,可以进一步提高感射线性树脂组合物的涂敷性能。作为这里可以使用的[G]成分,可以适当地使用氟类表面活性剂、聚硅氧烷类表面活性剂和非离子类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂的具体例子,可以列举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,除此之外,还可以列举氟代烷基苯磺酸钠类;氟代烷基氧乙烯醚类;碘化氟代烷基铵类;氟代烷基聚氧乙烯醚类;全氟烷基聚氧乙醇类;全氟代烷基烷氧化物类;氟类烷基酯等。作为它们的市售品,可以列举BM-1000、BM-1100(以上,由BM Chemie公司生产)、メガフアツクF142D、メガフアツクF172、メガフアツクF173、メガフアツクF183、メガフアツクF178、メガフアツクF191、メガフアツクF471(以上,由大日本インキ化学工業(株)生产)、フロラ一ドFC-170C、FC-171、FC-430、FC-431(以上由住友スリ一エム(株)生产)、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(由旭硝子(株)生产)、エフトツプEF 301、エフトツプEF 303、エフトツプEF 352(新秋田化成(株)生产)等。
作为聚硅氧烷类表面活性剂的具体例子,可以列举以DC3PA、DC7PA、FS-1265、SF-8428、SH11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH-190、SH-193、SZ-6032(以上,由東レ·ダウコ一ニング·シリコ一ン(株)生产)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上由GE東芝シリコ-ン(株)生产)等商品名销售的聚硅氧烷类表面活性剂。
作为非离子类表面活性剂,可以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;(甲基)丙烯酸类共聚物等。作为非离子类表面活性剂的代表性市售品,可以列举ポリフロ-No.57、95(共栄社化学(株)生产)。这些表面活性剂可以单独或者2种以上组合使用。
[G]成分表面活性剂可以单独或者2种以上组合使用。这些表面活性剂,相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂,优选使用5质量份以下,更优选使用2质量份以下。通过使[G]成分表面活性剂的用量为5质量份以下,可以在基板上形成涂膜时,防止涂膜发生膜皲裂。
通过使用[H]成分粘合助剂,可以提高感射线性树脂组合物与基板的粘合性。作为这种粘合助剂,优选使用官能性硅烷偶合剂,作为官能性硅烷偶合剂的例子,可以列举具有羧酸基、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合剂。作为官能性硅烷偶合剂的具体例子,可以列举三甲氧基硅烷基安息香酸、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-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
[H]成分粘合助剂可以单独或者2种以上组合使用。这些粘合助剂,相对于100质量份[A]成分碱可溶性树脂,优选以20质量份以下,更优选10质量份以下的量进行使用。通过使粘合助剂的量为20质量份以下,可以在显影工序中抑制显影残留的发生。
V.感射线性树脂组合物
本发明的感射线性树脂组合物可以通过将上述[A]、[B]和[C]成分与作为根据需要任选成分的[D]~[H]成分均匀地混合而调制。感射线性树脂组合物优选溶于适当的溶剂中以溶液状态使用。作为感射线性树脂组合物的调制中所用的溶剂,使用能够均匀地溶解[A]、[B]、[C]成分以及作为任选成分的[D]~[H]成分,且不与各成分反应的溶剂。作为这种溶剂,可以列举与以上作为可以用于制备[A]成分碱可溶性树脂的溶剂示例而列举的同样的溶剂。
作为这种溶剂,从各成分的溶解性、与各成分的反应性、形成涂膜的容易性等角度出发,优选使用醇、乙二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、酯和二甘醇。其中,可特别优选使用苄醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二甘醇单乙基醚乙酸酯、二甘醇二乙醚、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇二甲醚、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一性,还可以与这些溶剂一起联用高沸点溶剂。作为可以联用的高沸点溶剂的具体例子,可以列举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、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。其中,优选N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺。
当将一般的溶剂与高沸点溶剂联用作为感射线性树脂组合物的溶剂时,高沸点溶剂的用量,相对于溶剂总量,可优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为30质量%以下。通过使高沸点溶剂的用量处于这种范围,可以保持适当的感射线性树脂组合物的敏感度、涂膜厚度均一性和残膜率。
当将感射线性树脂组合物调制成溶液状态时,溶剂以外的成分(即上述[A]、[B]、[C]成分以及作为任选成分的[D]~[H]成分的合计量)在溶液中所占的比率,可以根据使用目的和所需膜厚度值等任意地设定。这种溶剂以外的成分的比率,优选为5~50质量%,更优选为10~40质量%,进一步优选为15-35质量%。如此调制的组合物溶液还可以用孔径为0.2μm左右的微孔滤器等过滤后再供给使用。
VI.层间绝缘膜、微透镜的形成
接下来,对用本发明感射线性树脂组合物形成层间绝缘膜、微透镜的方法进行说明。本发明的层间绝缘膜或微透镜的形成方法按照下述顺序包括以下工序。
(1)、在基板上形成本发明感射线性树脂组合物涂膜的工序,
(2)、对工序(1)中形成的涂膜的至少一部分照射射线的工序,
(3)、将工序(2)中照射射线后的涂膜进行显影的工序,和
(4)、将工序(3)中显影后的涂膜进行加热的工序。
(1)、在基板上形成本发明感射线性树脂组合物涂膜的工序
在本工序中,将由本发明感射线性树脂组合物制成的溶液涂敷于基板表面上,优选通过进行预烘焙除去溶剂,形成感射线性树脂组合物的涂膜。作为可以使用的基板的种类,可以列举例如玻璃基板、硅片以及在它们表面上形成各种金属的基板。
作为组合物溶液的涂敷方法,对其没有特别的限制,可以采用例如喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂敷法、棒涂法、喷墨法等适当的方法。特别优选旋涂法、缝模涂敷法。作为预烘焙的合适条件,根据各成分的种类、使用比率等而不同。例如,可以在60~110℃下进行30秒钟~15分钟左右的预烘焙。预烘焙后的涂膜的厚度,例如,在形成层间绝缘膜的情况下,优选为约3~6μm,在形成微透镜的情况下,优选为约0.5~3μm。
(2)、对工序(1)的涂膜的至少一部分照射射线的工序
在本工序中,通过具有规定图案的掩模,对工序(1)中形成的涂膜照射射线。作为此时所用的射线的例子,可以列举紫外线、远紫外线、X射线、带电粒子束等。作为紫外线的例子,可以列举g线(波长436nm)、i线(波长365nm)等。作为远紫外线的例子,可以列举KrF准分子激光等。作为X射线的例子,可以列举同步加速射线等。作为带电粒子束的例子,可以列举电子束等。这些射线中,优选紫外线,特别优选含g线和/或i线的射线。曝光量,在形成层间绝缘膜的情况下,优选为50~1500J/m2,在形成微透镜的情况下,优选为50~2000J/m2
(3)、将工序(2)中照射射线后的涂膜进行显影的工序
在本工序中,通过用显影液对工序(2)中照射射线后的涂膜进行显影处理来除去照射射线的部分而形成图案。作为显影处理中使用的显影液的例子,可以使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨、乙胺、正丙胺、二乙胺、二乙氨基乙醇、二正丙胺、三乙胺、甲基二乙基胺、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。此外,还可以将在这种碱水溶液中添加适量的甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂或表面活性剂的水溶液,或者溶解本发明组合物的各种有机溶剂作为显影液使用。另外,作为显影方法,可以适当地实施例如盛液法(液盛り法)、浸渍法、震荡浸渍法、冲洗法等方法。显影时间,根据所用组合物的组成而不同,可以为例如30~120秒。
(4)、将工序(3)中显影后的涂膜进行加热的工序
在本工序中,将工序(3)中显影后的涂膜进行加热使其干燥。即,在(3)的显影工序后,对形成图案的薄膜优选进行流水清洗等冲洗处理,并且,优选通过采用高压汞灯等进行全面照射射线(后曝光工序),将该薄膜中残留的1,2-醌二叠氮化合物进行分解处理。然后,通过将该薄膜用加热板、烘箱等加热装置进行加热处理(后烘焙处理),对该薄膜进行固化处理。上述后曝光工序中的曝光量,优选为2000~5000J/m2左右。另外,该固化处理中的加热温度为例如120~250℃。加热时间根据加热机器的种类而不同,例如,当在加热板上进行加热处理时,可以为5~30分钟,当在烘箱中进行加热处理时,可以为30~90分钟。此时,还可以采用进行2次以上加热工序的分步烘焙法等。
如上形成的层间绝缘膜,对基板的粘合性良好,耐溶剂性和耐热性优良,并具有高透光率和低介电常数。因此,该层间绝缘膜可适用于电子产品。另外,如上形成的微透镜,对基板的贴紧性良好,耐溶剂性和耐热性优良,并且具有高透光率和良好的熔融形状。因此,该微透镜可适合作为固体图像传感器元件的微透镜使用。另外,本发明微透镜的形状,如图1(a)所示,为半凸透镜形状。
【实施例】
以下通过例示合成例和实施例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不局限于这些合成例和实施例。
合成例1共聚物[A-1]的合成
向装有冷却管和搅拌器的烧瓶中,加入7质量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)和200质量份二甘醇乙基甲基醚。继续加入16质量份甲基丙烯酸、16质量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、20质量份丙烯酸2-甲基环己基酯、40质量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10质量份苯乙烯和3质量份α-甲基苯乙烯二聚物,用氮气置换后,开始缓慢搅拌。使溶液的温度升至70℃,保持该温度4小时,得到含共聚物[A-1]的聚合物溶液。共聚物[A-1]的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为8000,分子量分布(Mw/Mn)为2.3。另外,在此制得的聚合物溶液的固体含量浓度为34.4质量%。
合成例2共聚物[A-2]的合成
向装有冷却管和搅拌器的烧瓶中,加入8质量份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)和220质量份二甘醇乙基甲基醚。继续加入11质量份甲基丙烯酸、12质量份甲基丙烯酸四氢糠基酯、40质量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、15质量份N-环己基马来酰亚胺、10质量份甲基丙烯酸十二烷基酯、10质量份α-甲基-对羟基苯乙烯和3质量份α-甲基苯乙烯二聚物,用氮气置换后,开始缓慢搅拌。使溶液的温度升至70℃,保持该温度5小时,得到含共聚物[A-2]的聚合物溶液。共聚物[A-2]的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为8000,分子量分布(Mw/Mn)为2.3。另外,在此制得的聚合物溶液的固体含量浓度为31.9质量%。
实施例1
[感射线性树脂组合物的调制]
将相当于100质量份共聚物[A-1](固体成分)的量的作为[A]成分的上述合成例1中合成的含共聚物[A-1]的溶液、30质量份作为[B]成分的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚(1.0摩尔)与1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯(2.0摩尔)的缩合物[B-1]、以及5质量份作为[C]成分的[C-1](固体成分)进行混合,将其溶于二甘醇乙基甲基醚,使其固体含量浓度为30质量%,然后用孔径为0.2μm的滤膜过滤,调制出感射线性树脂组合物的溶液(S-1)。
实施例2~4、6~21、比较例1~8
[感射线性树脂组合物的调制]
除了[A]~[C]成分以及作为任选成分的[D]、[H]成分使用如表1中所述的种类、用量以外,与实施例1同样地操作,调制出感射线性树脂组合物的溶液(S-2)~(S-4)、(S-6)~(S-21)以及(s-1)~(s-8)。另外,在实施例2、13中,将具有羧基的[C]化合物与没有羧基的[C]化合物进行联用。此外,在实施例3、4、14、15中,除[C]化合物外,还使用了[D]化合物。
实施例5
[感射线性树脂组合物的调制]
在实施例1中,溶于二甘醇乙基甲基醚/丙二醇单甲醚乙酸酯=6/4中,使其固体含量浓度为20质量%,并添加了作为[G]成分的聚硅氧烷类表面活性剂,除此以外,与实施例1同样地操作,调制出感射线性树脂组合物的溶液(S-5)。实施例1~21和比较例1~8中配入的各成分及其比率列于表1。
表1中的成分的简称表示以下化合物。
[C-1]:琥珀酸改性的季戊四醇三丙烯酸酯
[C-2]:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
[C-3]:季戊四醇三丙烯酸酯
[C-4]:季戊四醇二丙烯酸酯
[C-5]:三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯
[D-1]:二季戊四醇五丙烯酸酯
[D-2]:二季戊四醇六丙烯酸酯
[D-3]:ω-羧基-聚己内酯单丙烯酸酯
[G]:聚硅氧烷类表面活性剂(東レ·ダウコ一二ング·シリコ一ン(株)生产的“SH-28PA”)
[H]:γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(チツソ(株)生产的“S-510”)
表1
Figure G2009102070347D0000341
实施例22~42、比较例9~16
<层间绝缘膜的物性评价>
使用如上调制的感射线性树脂组合物,对其作为层间绝缘膜的各种物性如下进行评价。
[敏感度的评价]
对于实施例22~25、27~42和比较例9~16,采用旋涂机将表2中所列的各组合物溶液涂敷于硅基板上后,在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。对于实施例26,采用缝模涂敷器进行硅基板上组合物溶液(S-5)的涂敷,在0.5Torr下进行真空干燥后,再在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。采用キヤノン(株)制造的PLA 501F曝光机(超高压汞灯),使曝光时间进行变化,通过具有预定图案的图案掩模对涂膜进行曝光。然后,采用表2中所示浓度的氢氧化四甲基铵水溶液(显影液),采用盛液法在25℃下进行显影处理。显影处理的时间,当采用0.4质量%浓度的显影液时,为80秒,当采用2.38质量%浓度的显影液时,为50秒,当采用0.28质量%浓度的显影液时,为50秒。显影处理后,用超纯水对涂膜进行1分钟流水冲洗,并使其干燥,在硅片上形成图案。在这种曝光和显影处理中,测定使3.0μm线条和间隙(10对1)的间隙·图案完全溶解所需的曝光量。以各组合物的该值作为敏感度[J/m2]列于表2。当该值为620J/m2以下时,敏感度判定为良好。
[显影裕度的评价]
对于实施例22~25、27~42和比较例9~16,采用旋涂机将表2中所示的各组合物溶液涂敷于硅基板上后,在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。对于实施例26,采用缝模涂敷器进行硅基板上组合物溶液(S-5)的涂敷,在0.5Torr下进行真空干燥后,再在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。采用キヤノン(株)制造的PLA-501F曝光机(超高压汞灯),通过具有3.0μm线条和间隙(10对1)图案的掩模,以相当于上述[敏感度评价]中测定的敏感度值的曝光量对涂膜进行曝光。然后,采用表2中所示浓度的氢氧化四甲基铵水溶液(显影液),采用盛液法在25℃下进行涂膜的显影处理。显影处理后,用超纯水对涂膜进行1分钟流水冲洗,并使其干燥,在硅片上形成图案。这里,以使线条的线宽为3.0μm所需的显影时间为最佳显影时间(秒)列于表2。并且,在自最佳显影时间起进一步继续显影时,测定直到3.0μm线条图案脱落时的时间,作为显影裕度(秒)列于表2。当该值为35秒以上时,显影裕度判定为良好。
[耐溶剂性的评价]
对于实施例22~25、27~42和比较例9~16,采用旋涂机将表2中所示的各组合物溶液涂敷于硅基板上后,在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。对于实施例26,采用缝模涂敷器进行硅基板上组合物溶液(S-5)的涂敷,在0.5Torr下进行真空干燥后,再在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。采用キヤノン(株)制造的PLA 501F曝光机(超高压汞灯)以累积照射量为3000J/m2对涂膜进行曝光,将该硅基板在洁净烘箱中于220℃下加热1小时,得到固化膜。这里,测定所得固化膜的膜厚(T1)。然后,将形成了该固化膜的硅基板在温度控制在70℃的二甲亚砜中浸渍20分钟后,测定固化膜的膜厚(t1),算出由浸渍导致的膜厚变化率{|t1-T1|/T1}×100[%]。膜厚变化率的计算结果列于表2。当该值为5%以下时,耐溶剂性判定为良好。另外,在耐溶剂性评价中形成的膜由于不需要形成图案,故省略了显影工序,仅供对射线照射工序、涂膜形成工序和加热工序进行评价。
[耐热性的评价]
与上述耐溶剂性的评价时同样地形成固化膜,测定所得固化膜的膜厚(T2)。然后,将该硅基板置于洁净烘箱中在240℃下追加烘焙1小时后,测定该固化膜的厚度(t2),计算由追加烘焙导致的膜厚变化率{|t2-T2|/T2}×100[%]。膜厚变化率的计算结果列于表2。当该值为5%以下时,耐热性可认定为良好。
[透明性的评价]
在上述耐溶剂性评价中,除了采用玻璃基板“コ一ニング7059(由コ一ニング社制造)”代替硅基板以外,同样地进行操作,在玻璃基板上形成固化膜。采用分光光度计“150-20型双光束((株)日立製作所制造)”,在400~800nm波长范围内测定具有该固化膜的玻璃基板的透光率(%)。此时的最低透光率值列于表2。当该最低透光率值为95%以上时,透明性判定为良好。
[耐热透明性的评价]
与上述透明性评价同样地在玻璃基板上形成固化膜,与上述耐热性评价同样地在洁净烘箱中于240℃下进行1小时追加烘焙。然后,在与透明性评价时相同的条件下评价该基板的透光率。并且,按照下式求出透明性的变化率。结果列于表2。当该变化率为5%以下时,耐热透明性可认定为良好。
透明性变化率(%)=(透明性评价时的透光率-上述追加烘焙后的透光率)/透明性评价时的透光率×100
[相对介电常数的评价]
对于实施例22~25、27~42和比较例9~16,采用旋涂机将表2中所示的各组合物溶液涂敷于研磨后的SUS 304制基板上后,在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。对于实施例26,采用缝模涂敷器进行硅基板上组合物溶液(S-5)的涂敷,在0.5Torr下进行真空干燥后,再在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为3.0μm的涂膜。采用キヤノン(株)制造的PLA 501F曝光机(超高压汞灯),以累积照射量为3000J/m2对涂膜进行曝光,将该硅基板在洁净烘箱中于220℃下加热1小时,得到膜厚为3.0μm的固化膜。采用蒸镀法对该固化膜制作Pt/Pd电极图案,制作出相对介电常数测定用的样品。对该基板,采用横河·ヒユ一レツトパツカ一ド(株)制造的HP16451B电极和HP4284A精密LCR仪,通过CV法以10kHz的频率测定该基板的相对介电常数。相对介电常数测定结果列于表2。当该值为3.9以下时,低介电常数性判定为良好。另外,在相对介电常数评价中形成的膜由于不需要形成图案,故省略了显影工序,仅供对射线照射工序、涂膜形成工序和加热工序进行评价。
表2
Figure G2009102070347D0000381
实施例43~62、比较例17~24
<微透镜的物性评价>
使用如上调制的感射线性树脂组合物,对其作为微透镜的各种物性如下进行评价。另外,这些实施例和比较例的耐溶剂性、耐热性和透明性的评价,与采用相应的感射线性树脂组合物的上述层间绝缘膜的物性评价中的结果相同。
[敏感度的评价]
对于实施例43~62和比较例17~24,采用旋涂机将表3中所示的各组合物溶液涂敷于硅基板上后,在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为2.0μm的涂膜。采用ニコン(株)制造的NSR1755i7A缩小投影曝光机(NA=0.50,λ=365nm),使曝光时间进行变化,通过具有规定图案的图案掩模对涂膜进行曝光。然后,采用表3中所示浓度的氢氧化四甲基铵水溶液(显影液),采用盛液法在25℃下进行1分钟显影处理。显影处理后,将涂膜用水冲洗,并使其干燥,在硅片上形成图案。在这种曝光和显影处理中,测定使0.8μm线条和间隙图案(1对1)的间隙线宽为0.8μm所需的曝光时间。以各组合物的该值作为敏感度(J/m2)列于表3。当该值为1200J/m2以下时,敏感度判定为良好。
[显影裕度的评价]
对于实施例43~62和比较例17~24,采用旋涂机将表3中所示的各组合物溶液涂敷于硅基板上后,在加热板上于90℃下预烘焙2分钟,形成膜厚为2.0μm的涂膜。采用ニコン(株)制造的NSR1755i7A缩小投影曝光机(NA=0.50,λ=365nm),通过具有规定图案的图案掩模,以相当于上述[敏感度评价]中测定的敏感度值的曝光量对涂膜进行曝光。然后,采用表3中所示浓度的氢氧化四甲基铵水溶液(显影液),采用盛液法在25℃下进行1分钟涂膜显影处理。显影处理后,将涂膜用水冲洗,并使其干燥,在硅片上形成图案。这里,以使0.8μm线条和间隙图案(1对1)的间隙线宽为0.8μm所需的显影时间作为最佳显影时间列于表3。并且,在自最佳显影时间起进一步继续显影时,测定直到0.8μm的图案脱落时的时间(秒),作为显影裕度列于表3。当该值为30秒以上时,显影裕度判定为良好。
[微透镜的形成]
对于实施例43~62和比较例17~24,采用旋涂机将表3中所示的各组合物溶液涂敷于硅基板上后,在加热板上于90℃下预焙烧2分钟,形成膜厚为2.0μm的涂膜。采用ニコン(株)制造的NSR1755i7A缩小投影曝光机(NA=0.50,λ=365nm),通过具有4.0μm点·2.0μm间隙图案的图案掩模,以相当于上述[敏感度评价]中测定的敏感度值的曝光量,对涂膜进行曝光。然后,采用表3中所示浓度的氢氧化四甲基铵水溶液(显影液),采用盛液法于25℃下进行1分钟涂膜显影处理。显影处理后,将涂膜用水冲洗,并使其干燥,在硅片上形成图案。然后,采用キヤノン(株)制造的PLA-501F曝光机(超高压汞灯),以累积照射量为3000J/m2对涂膜进行曝光。然后,采用加热板,在160℃下加热涂膜10分钟后,进一步在230℃下加热10分钟,使其熔融流动出图案,形成微透镜。所形成的微透镜的底部(与基板接合的面)的尺寸(直径)和断面形状列于表3。断面形状,如图1所示,当为半凸透镜形状时记作(a),当为近似梯形状时记作(b)。当微透镜底部的尺寸超过4.0μm且不足4.6μm时,该底部尺寸判定为良好。若微透镜底部的尺寸为5.0μm以上,则其处于与相邻透镜相互接触的状态,是不优选的。此外,断面形状,当其为如(a)所示的半凸透镜形状时判定为良好,而为如(b)所示的近似梯形时判定为不合格。
表3
Figure G2009102070347D0000411
由表2和表3所示的结果可知,若采用含有分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的化合物的本发明感射线性树脂组合物,可以获得具有良好的射线敏感度、显影裕度、耐溶剂性、耐热性、透明性和低介电常数,特别是射线敏感度格外优异的层间绝缘膜。并且可知,若采用该组合物,除了其优异的物性以外,还能够形成具有良好的熔融形状的微透镜。

Claims (9)

1.一种感射线性树脂组合物,其含有:
[A]碱可溶性树脂;
[B]1,2-醌二叠氮化合物;以及
[C]分子中具有至少一个乙烯性不饱和键、且具有来源于三羟甲基丙烷或季戊四醇的骨架或者异氰尿酸酯骨架的化合物。
2.权利要求1所述的感射线性树脂组合物,其中[A]成分的碱可溶性树脂为:(a1)不饱和羧酸和/或不饱和羧酸酐与含有(a2)具有环氧基的不饱和化合物的不饱和化合物的共聚物。
3.权利要求1所述的感射线性树脂组合物,其中[C]成分的化合物所具有的乙烯性不饱和键为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的乙烯性不饱和键。
4.权利要求1、2或3所述的感射线性树脂组合物,其用于形成层间绝缘膜。
5.形成层间绝缘膜的方法,包括:
(1)、在基板上形成权利要求4所述的感射线性树脂组合物的涂膜的工序,
(2)、对工序(1)中形成的涂膜的至少一部分照射射线的工序,
(3)、将工序(2)中照射射线后的涂膜进行显影的工序,和
(4)、将工序(3)中显影后的涂膜进行加热的工序。
6.由权利要求5所述的方法形成的层间绝缘膜。
7.权利要求1、2或3所述的感射线性树脂组合物,其用于形成微透镜。
8.形成微透镜的方法,包括:
(1)、在基板上形成权利要求7所述的感射线性树脂组合物的涂膜的工序,
(2)、对工序(1)中形成的涂膜的至少一部分照射射线的工序,
(3)、将工序(2)中照射射线后的涂膜进行显影的工序,和
(4)、将工序(3)中显影后的涂膜进行加热的工序。
9.由权利要求8所述的方法形成的微透镜。
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