CN102221782A - 正型放射线敏感性组合物、层间绝缘膜及其形成方法 - Google Patents

正型放射线敏感性组合物、层间绝缘膜及其形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种正型放射线敏感性组合物、层间绝缘膜及其形成方法,该正型放射线敏感性组合物在高水平的保持放射线敏感性组合物的放射线敏感度的同时,抑制自由基或过氧化物的发生,由此可形成下述层间绝缘膜等,该层间绝缘膜具有优异的耐光性以及耐热性,而且抑制透光率、耐热透明性以及电压保持率的降低。本发明的正型放射线敏感性组合物包括:[A]在同一或不同聚合物分子中具有包含下述式(1)所示的基团的结构单元和含环氧基的结构单元的聚合物;[B]光酸产生剂;以及[C]从含受阻酚结构的化合物、含受阻胺结构的化合物、含亚磷酸烷基酯结构的化合物以及含硫醚结构的化合物构成的群组中选出的一种或两种以上化合物。

Description

正型放射线敏感性组合物、层间绝缘膜及其形成方法
技术领域
本发明涉及正型放射线敏感性组合物、由该组合物形成的层间绝缘膜以及该层间绝缘膜的形成方法,该正型放射线敏感性组合物适合作为液晶显示元件(LCD)、有机EL显示元件(OLED)等显示元件用的层间绝缘膜形成材料。
背景技术
在显示元件中一般基于使层状地配置的布线间绝缘的目的而设置层间绝缘膜。作为层间绝缘膜的形成材料,广泛使用正型放射线敏感性组合物,这是因为得到必要的图案形状的工序数少,而且具有足够平整性是优选的。形成这种层间绝缘膜时使用的正型放射线敏感性组合物要求良好的放射线灵敏度和保存稳定性,由此得到的层间绝缘膜要求优异的耐热性和透明性等。
作为上述正型放射线敏感性组合物的成分广泛采用丙烯酸类树脂,例如在日本特开2004-4669号公报中提出了一种正型化学增幅抗蚀剂组合物,其特征在于:具有交联剂、酸产生剂及一种树脂,该树脂本身是不溶或难溶于碱水溶液,但是具有能够由于酸的作用裂解的保护基团,该保护基团裂解后能溶于碱水溶液。另外,在日本特开2004-264623号公报中提出了一种放射线敏感性组合物,其特征在于:含有树脂和酸产生剂,该树脂含有缩醛和/或缩酮结构以及环氧基。
但是,在上述那样以前的放射线敏感性组合物中,曝光时或加热时,所含有的化合物的键被切断,会发生自由基,或会因氧化生成过氧化物。该自由基或过氧化物会导致聚合物分子的键裂解,由此,会导致由组合物得到的固化膜的耐光性以及耐热性低下的不佳状况。
为了解决该不佳状况,比如在日本特开2002-22925号公报中提出了一种在放射线敏感性组合物中添加受阻酚类化合物的方法。但是,仅仅添加这种化合物,则放射线敏感性组合物的放射线敏感度以及由放射线敏感性组合物得到的固化膜的透光率以及电压保持率有降低的危险。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2004-4669号公报
【专利文献2】日本特开2004-264623号公报
【专利文献3】日本特开2002-22925号公报
发明内容
本发明是基于该问题提出的,其目的在于提供一种正型放射线敏感性组合物,该正型放射线敏感性组合物可以高水平地保持放射线敏感性组合物的放射线敏感度,同时抑制自由基或过氧化物的发生,由此可形成具有优异的耐光性以及耐热性,而且抑制透光率、耐热透明性以及电压保持率降低的层间绝缘膜等。
为解决上述课题的本发明为一种正型放射线敏感性组合物,其含有:
[A]在同一或不同聚合物分子中具有包含下述式(1)所示的基团的结构单元和含环氧基的结构单元的聚合物;
[B]光酸产生剂;以及
[C]从含受阻酚结构的化合物、含受阻胺结构的化合物、含亚磷酸烷基酯结构的化合物以及含硫醚结构的化合物构成的群组中选出的一种或两种以上化合物。
Figure BSA00000474096600031
(式(1)中,R1和R2各自独立地是氢原子、烷基、环烷基或芳基,这些烷基、环烷基或芳基的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代(其中,不包括R1和R2都是氢原子的情形)。R3是烷基、环烷基、芳烷基、芳基或-M(R3m)3所示的基团(M是Si、Ge或Sn,R3m是烷基),这些的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代。R1和R3可以连接形成环状醚。)
在该正型放射线敏感性组合物中,在上述特定结构的[A]聚合物以及[B]光酸产生剂的基础上,含有[C]从含受阻酚结构的化合物、含受阻胺结构的化合物、含亚磷酸烷基酯结构的化合物以及含硫醚结构的化合物构成的群组中选出的一种或两种以上的化合物(以下,也称为[C]化合物),由此,曝光时或加热时发生的自由基的捕获或因氧化生成的过氧化物的分解变成可能,因此能够防止该自由基或过氧化物导致聚合物分子的键的裂解。其结果,由该组合物得到的层间绝缘膜等,能够发挥优异的耐光性以及耐热性。另外,该组合物采用了具有上述特定的构造的[C]化合物,因此即使加入了这些,该组合物的放射线敏感度仍保持在高水平,同时能够防止由该组合物得到的层间绝缘膜等的透光率以及电压保持率的降低。
[B]光酸产生剂优选含有包括下式(2)表示的肟磺酸酯基的化合物。
Figure BSA00000474096600041
(式(2)中,RB1表示烷基、环烷基或芳基,这些基团的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代)
该组合物中,作为[B]光酸产生剂,通过含有具有上述结构的化合物,能够进一步提高放射线敏感度,从该组合物得到的层间绝缘膜等能够发挥优异的透光率、耐热透明性以及电压保持率。
该正型放射线敏感性组合物,相对于100质量份[A]聚合物,[C]化合物的含量在0.1质量份以上、10质量份以下为优选。
相对于100质量份[A]聚合物而含有的[C]化合物的含量在上述范围内,由此,在保持该组合物的放射线敏感度的同时,由组合物得到的层间绝缘膜等透光率、电压保持率、耐光性以及耐热性能够进一步提高。
另外,本发明的显示元件用的层间绝缘膜等的形成方法具有下述工序。
(1)将该正型放射线敏感性组合物的涂膜形成在基板上的工序;
(2)对在工序(1)形成的涂膜的至少一部分照射放射线的工序;
(3)对在工序(2)中照射了放射线的涂膜进行显影的工序;以及
(4)对在工序(3)中显影的涂膜进行加热的工序。
在该方法中,采用具有优异的放射线敏感度的上述正型放射线敏感性组合物,根据采用放射线敏感性的曝光、显影、加热来形成图案,由此能够容易地形成具有精细而且精巧的图案的显示元件用的层间绝缘膜等。进而,如此形成的层间绝缘膜等,平衡性优异的具有一般的要求特性,即耐光性、耐热性、透光率、耐热透明性以及电压保持率。
本说明书所述的放射线是指包括可见光线、紫外线、远红外线、X光线、带电粒子线等的概念。
如上说明的那样,本发明的正型放射线敏感性组合物通过含有上述(A)、[B]以及[C]成分,可以高水平地保持放射线敏感性组合物的放射线敏感度,同时抑制自由基或过氧化物的发生,由此可形成具有优异的耐光性以及耐热性,而且抑制透光率以及电压保持率降低的层间绝缘膜等。
具体实施方式
本发明的正型放射线敏感性组合物含有:[A]特定的聚合物(以下,也简称为“[A]聚合物”)、[B]光酸产生剂以及[C]化合物,此外,还可以含有其它任选成分。
<[A]聚合物>
[A]聚合物是在一同或不同聚合物分子中具有含有上述式(1)所表示基团的结构单元(以下也仅称为结构单元(1))和含环氧基的结构单元,根据需要也可以具有其它结构单元。对[A]聚合物的形态没有特别的限定,可以列举出:
(i)在同一聚合物分子中具有结构单元(1)和含环氧基的结构单元这两者,在[A]聚合物中存在一种聚合物分子的情形;
(ii)具有下述两者,即在一个聚合物分子中具有结构单元(1),在和其不同的聚合物分子中具有含环氧基的结构单元,在[A]聚合物中存在两种聚合物分子的情形;
(iii)在一个聚合物分子中具有结构单元(1)和含环氧基的结构单元这两者,在和其不同的聚合物分子中具有结构单元(1),在和它们都不同的聚合物分子中具有含环氧基的结构单元,在[A]聚合物中存在三种聚合物分子的情形;
(iv)除了(i)~(iii)规定的聚合物分子以外,在[A]聚合物中进一步包含其它一种或两种以上的聚合物分子的情形等
<结构单元(1)>
结构单元(1)中,上述式(1)所示的基团以在酸存在下分解产生极性基团的基团(以下,也简称为“酸分解性基团”)的形式存在,所以通过照射放射线而由光酸产生剂产生的酸,将酸分解性基团分解,从而使碱不溶性的[A]聚合物成为碱可溶性。上述酸分解性基团具有对碱比较稳定的缩醛结构或缩酮结构,它们可以通过酸的作用分解。
上述式(1)中,作为R1和R2所示的烷基,优选为碳原子数为1~30的直链和支链的烷基,该烷基链中可以具有氧原子、硫原子、氮原子。作为上述烷基的具体例子,可以列举出例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基、正十八烷基等直链烷基、异丙基、异丁基、叔丁基、新戊基、2-己基、3-己基等支链烷基。
上述式(1)中,作为R1和R2所示的环烷基,优选为碳原子数为3~20的环烷基,可以是多环,可以在环内具有氧原子。作为上述环烷基的具体例子,可以列举出例如环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、冰片基、降冰片基、金刚烷基等。
上述式(1)中,作为R1和R2所示的芳基,优选碳原子数为6~14的芳基,可以是单环的,也可以是单环连接的结构,也可以是稠环的。作为上述芳基的具体例子,可以列举出例如苯基、萘基等。
上述R1和R2的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代。作为这种取代基团可以列举出例如卤原子、羟基、硝基、氰基、羧基、羰基、环烷基(作为该环烷基,适合使用上述环烷基的说明)、芳基(作为该芳基,适合使用上述芳基的说明)、烷氧基(优选为碳原子数为1~20的烷氧基,可以列举出例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等)、酰基(优选碳原子数为2~20的酰基,可以列举出例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基等)、酰氧基(优选碳原子数为2~10的酰氧基,可以列举出例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、叔丁酰氧基、叔戊酰氧基等)、烷氧基羰基(优选碳原子数为2~20的烷氧基羰基,可以列举出例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基等)、卤代烷基(上述烷基或环烷基的氢原子的一部分或全部被卤原子取代的基团,可以列举出例如全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、氟代环丙基、氟代环丁基等)等。对于芳基、环烷基等中的环状结构,可以列举出上述烷基作为进一步的取代基团。
在上述式(1)中,R3所示的烷基、环烷基和芳基可以使用R1和R2中的说明。在上述式(1)中,R3所示的芳烷基,优选列举出碳原子数为7~20的芳烷基,可以列举出例如苄基、苯乙基、萘甲基、萘乙基等。上述式(1)中,作为R3的-M(R3m)3所示的基团,可以列举出例如三甲基硅烷基、三甲基甲锗烷基等。作为可以取代该R3所示的芳烷基或-M(R3m)3所示的基团的氢原子的一部分或全部的取代基团,适合采用上述取代基团。
R1和R3可以连接形成环状醚。作为这种环状醚,可以列举出例如2-氧杂环丁烷基、2-四氢呋喃基、2-四氢吡喃基、2-二噁烷基等。该环状醚的氢原子的一部分或全部可以被上述取代基团取代。
结构单元(1)通过具有通过结合到其它碳原子上能够具有缩醛结构或缩酮结构的官能基团,可以具有该缩醛结构或缩酮结构。
作为上述通过结合到其它碳原子上能够具有缩醛结构的官能基团,可以列举出例如1-甲氧基乙氧基、1-乙氧基乙氧基、1-正丙氧基乙氧基、1-异丙氧基乙氧基、1-正丁氧基乙氧基、1-异丁氧基乙氧基、1-仲丁氧基乙氧基、1-叔丁氧基乙氧基、1-环戊氧基乙氧基、1-环己基氧基乙氧基、1-降冰片基氧基乙氧基、1-冰片基氧基乙氧基、1-苯基氧基乙氧基、1-(1-萘基氧基)乙氧基、1-苄基氧基乙氧基、1-苯乙基氧基乙氧基、(环己基)(甲氧基)甲氧基、(环己基)(乙氧基)甲氧基、(环己基)(正丙氧基)甲氧基、(环己基)(异丙氧基)甲氧基、(环己基)(环己基氧基)甲氧基、(环己基)(苯氧基)甲氧基、(环己基)(苄基氧基)甲氧基、(苯基)(甲氧基)甲氧基、(苯基)(乙氧基)甲氧基、(苯基)(正丙氧基)甲氧基、(苯基)(异丙氧基)甲氧基、(苯基)(环己基氧基)甲氧基、(苯基)(苯氧基)甲氧基、(苯基)(苄基氧基)甲氧基、(苄基)(甲氧基)甲氧基、(苄基)(乙氧基)甲氧基、(苄基)(正丙氧基)甲氧基、(苄基)(异丙氧基)甲氧基、(苄基)(环己基氧基)甲氧基、(苄基)(苯氧基)甲氧基、(苄基)(苄基氧基)甲氧基、2-四氢呋喃基氧基、2-四氢吡喃基氧基、1-三甲基硅烷基氧基乙氧基、1-三甲基甲锗烷基氧基乙氧基等。
它们之中,优选列举出1-乙氧基乙氧基、1-环己基氧基乙氧基、2-四氢吡喃基氧基、1-正丙氧基乙氧基。
作为上述通过结合到其它碳原子上能够成为具有缩酮结构的官能基团,可以列举出例如1-甲基-1-甲氧基乙氧基、1-甲基-1-乙氧基乙氧基、1-甲基-1-正丙氧基乙氧基、1-甲基-1-异丙氧基乙氧基、1-甲基-1-正丁氧基乙氧基、1-甲基-1-异丁氧基乙氧基、1-甲基-1-仲丁氧基乙氧基、1-甲基-1-叔丁氧基乙氧基、1-甲基-1-环戊氧基乙氧基、1-甲基-1-环己基氧基乙氧基、1-甲基-1-降冰片基氧基乙氧基、1-甲基-1-冰片基氧基乙氧基、1-甲基-1-苯基氧基乙氧基、1-甲基-1-(1-萘基氧基)乙氧基、1-甲基-1-苄基氧基乙氧基、1-甲基-1-苯乙基氧基乙氧基、1-环己基-1-甲氧基乙氧基、1-环己基-1-乙氧基乙氧基、1-环己基-1-正丙氧基乙氧基、1-环己基-1-异丙氧基乙氧基、1-环己基-1-环己基氧基乙氧基、1-环己基-1-苯氧基乙氧基、1-环己基-1-苄基氧基乙氧基、1-苯基-1-甲氧基乙氧基、1-苯基-1-乙氧基乙氧基、1-苯基-1-正丙氧基乙氧基、1-苯基-1-异丙氧基乙氧基、1-苯基-1-环己基氧基乙氧基、1-苯基-1-苯基氧基乙氧基、1-苯基-1-苄基氧基乙氧基、1-苄基-1-甲氧基乙氧基、1-苄基-1-乙氧基乙氧基、1-苄基-1-正丙氧基乙氧基、1-苄基-1-异丙氧基乙氧基、1-苄基-1-环己基氧基乙氧基、1-苄基-1-苯基氧基乙氧基、1-苄基-1-苄基氧基乙氧基、2-(2-甲基-四氢呋喃基)氧基、2-(2-甲基-四氢吡喃基)氧基、1-甲氧基-环戊基氧基、1-甲氧基-环己基氧基等。
它们之中,优选列举出1-甲基-1-甲氧基乙氧基、1-甲基-1-环己基氧基乙氧基。
作为具有上述缩醛或缩酮结构的结构单元(1)的具体例子,可以列举出例如下述式(1-1)~(1-3)所示的结构单元。
Figure BSA00000474096600091
(式(1-1)和(1-3)中,R′是氢原子或甲基。R1、R2和R3与上述式(1)的说明相同。)
作为提供上述式(1-1)~(1-3)所示的结构单元(1)的具有自由基聚合性的单体(以下,也简称为“含缩醛结构的单体”),可以列举出例如:
(甲基)丙烯酸1-烷氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸1-(环烷基氧基)烷基酯、(甲基)丙烯酸1-(卤代烷氧基)烷基酯、(甲基)丙烯酸1-(芳烷基氧基)烷基酯、(甲基)丙烯酸四氢吡喃基酯等(甲基)丙烯酸酯类含缩醛结构的单体;
2,3-二(1-(三烷基硅烷基氧基)烷氧基)羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-(三烷基甲锗烷基氧基)烷氧基)羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-烷氧基烷氧基羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-(环烷基氧基)烷氧基羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-(芳烷基氧基)烷氧基羰基)-5-降冰片烷等降冰片烷类含缩醛结构的单体
1-烷氧基烷氧基苯乙烯、1-(卤代烷氧基)烷氧基苯乙烯、1-(芳烷基氧基)烷氧基苯乙烯、四氢吡喃基氧基苯乙烯等苯乙烯类含缩醛结构的单体。
它们之中,优选(甲基)丙烯酸1-烷氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸四氢吡喃基酯、1-烷氧基烷氧基苯乙烯、四氢吡喃基氧基苯乙烯,更优选(甲基)丙烯酸1-烷氧基烷基酯。
作为提供上述结构单元(1)的含缩醛结构的单体的具体例子,可以列举出例如:
甲基丙烯酸1-乙氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-甲氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-异丁氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-叔丁氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-(2-氯代乙氧基)乙基酯、甲基丙烯酸1-(2-乙基己基氧基)乙基酯、甲基丙烯酸1-正丙氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-环己基氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-(2-环己基乙氧基)乙基酯、甲基丙烯酸1-苄基氧基乙基酯、甲基丙烯酸2-四氢吡喃基酯,
丙烯酸1-乙氧基乙基酯、丙烯酸1-甲氧基乙基酯、丙烯酸1-正丁氧基乙基酯、丙烯酸1-异丁氧基乙基酯、丙烯酸1-叔丁氧基乙基酯、丙烯酸1-(2-氯代乙氧基)乙基酯、丙烯酸1-(2-乙基己基氧基)乙基酯、丙烯酸1-正丙氧基乙基酯、丙烯酸1-环己基氧基乙基酯、丙烯酸1-(2-环己基乙氧基)乙基酯、丙烯酸1-苄基氧基乙基酯、丙烯酸2-四氢吡喃基酯、
2,3-二(1-(三甲基硅烷基氧基)乙氧基)羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-(三甲基甲锗烷基氧基)乙氧基)羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-甲氧基乙氧基羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-(环己基氧基)乙氧基羰基)-5-降冰片烷、2,3-二(1-(苄基氧基)乙氧基羰基)-5-降冰片烷,
对或间-1-乙氧基乙氧基苯乙烯、对或间-1-甲氧基乙氧基苯乙烯、对或间-1-正丁氧基乙氧基苯乙烯、对或间-1-异丁氧基乙氧基苯乙烯、对或间-1-(1,1-二甲基乙氧基)乙氧基苯乙烯、对或间-1-(2-氯代乙氧基)乙氧基苯乙烯、对或间-1-(2-乙基己基氧基)乙氧基苯乙烯、对或间-1-正丙氧基乙氧基苯乙烯、对或间-1-环己基氧基乙氧基苯乙烯、对或间-1-(2-环己基乙氧基)乙氧基苯乙烯、对或间-1-苄基氧基乙氧基苯乙烯等。上述结构单元(1)可以使用一种或组合两种以上使用。
在提供上述结构单元(1)的含缩醛结构的单体中,优选甲基丙烯酸1-乙氧基乙基酯、甲基丙烯酸1-正丁氧基乙基酯、甲基丙烯酸2-四氢吡喃基酯、甲基丙烯酸1-苄基氧基乙基酯。
提供结构单元(1)的含缩醛结构的单体可以使用市场销售的,也可以使用公知的方法合成的。例如,提供上述式(1-1)所示的结构单元(1)的含缩醛结构的单体可以如下述所示,通过在酸催化剂的存在下,使(甲基)丙烯酸和乙烯基醚反应合成。
Figure BSA00000474096600121
(式中,R′、R1和R3分别和上述式(1-1)中的R′、R1和R3对应,R21和R22以-CH(R21)(R22)的方式和上述式(1-1)中的R2对应。)
作为[A]聚合物中的结构单元(1)的含量,只要是[A]聚合物通过酸显示出碱可溶性,发挥出固化膜所希望的耐热性,就没有特别的限定,在一个聚合物分子中含有结构单元(1)与含环氧基的结构单元这两者的情况下,相对于[A]聚合物中含有的全部的结构单元,以单体的加入比计,优选为5质量%~70质量%,更优选为10质量%~60质量%,特别优选为20质量~50质量%。
另一方面,在一个聚合物分子中具有结构单元(1),而且在其它另一聚合物分子中具有含环氧基的结构单元的情况下,作为具有结构单元(1)的一个聚合物分子中的结构单元(1)的含量,相对于该聚合物分子中含有的全部的结构单元,以单体的加入比计,优选为40质量%~99质量%,更优选为50质量%~98质量%,特别优选为55质量%~95质量%。
<含环氧基的结构单元>
[A]聚合物在具有上述结构单元(1)的同时,还具有含环氧基的结构单元。含环氧基的结构单元是来自具有自由基聚合性的含环氧基的单体的结构单元。作为该环氧基,可以列举出环氧乙烷基(1,2-环氧结构)、氧杂环丁烷基(1,3-环氧结构)。[A]聚合物通过在分子中具有含环氧乙烷基或氧杂环丁烷基等的结构单元,可以提高由该正型放射线敏感性组合物得到的固化膜的硬度,进一步提高耐热性。
作为提供上述含环氧基的结构单元的含环氧基的单体的具体例子,可以列举出例如:
丙烯酸缩水甘油基酯、甲基丙烯酸缩水甘油基酯、丙烯酸3,4-环氧丁基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧丁基酯、丙烯酸3-甲基-3,4-环氧丁基酯、甲基丙烯酸3-乙基-3,4-环氧丁基酯、丙烯酸5,6-环氧己基酯、甲基丙烯酸5,6-环氧己基酯、甲基丙烯酸5-甲基-5,6-环氧己基酯、甲基丙烯酸5-乙基-5,6-环氧己基酯、丙烯酸6,7-环氧庚基酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚基酯,
甲基丙烯酸3,4-环氧环己基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基乙基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基丙基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基丁基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基己基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基乙基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基丙基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基丁基酯、丙烯酸3,4-环氧环己基己基酯等含环氧乙烷基的(甲基)丙烯酸类化合物;
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、α-甲基-邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基-间乙烯基苄基缩水甘油基醚、α-甲基-对乙烯基苄基缩水甘油基醚等乙烯基苄基缩水甘油基醚类;邻乙烯基苯基缩水甘油基醚、间乙烯基苯基缩水甘油基醚、对乙烯基苯基缩水甘油基醚等乙烯基苯基缩水甘油基醚类;
3-(丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-3-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)-3-苯基氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、3-(2-丙烯酰氧基乙基)-3-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)-3-苯基氧杂环丁烷,
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-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)-3-苯基氧杂环丁烷、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)-3-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)-3-苯基氧杂环丁烷,
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)-2-乙基氧杂环丁烷、2-(丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、2-(2-丙烯酰氧基乙基)-2-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-(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)-2-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-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-乙基氧杂环丁烷、2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2-苯基氧杂环丁烷等含有氧杂环丁烷基的(甲基)丙烯酸类化合物等。上述含环氧基的结构单元可以单独或组合两种以上使用。
上述含环氧基的单体中,从和其它自由基聚合性单体的共聚反应性以及正型放射线敏感性组合物的显影性的观点出发,优选甲基丙烯酸缩水甘油基酯、甲基丙烯酸2-甲基缩水甘油基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基酯、甲基丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-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。
作为[A]聚合物中的含环氧基的结构单元的含量,只要是能发挥出层间绝缘膜等所希望的耐热性,就没有特别的限定,在一个聚合物分子中含有结构单元(1)与含环氧基的结构单元的情况下,相对于[A]聚合物中含有的全部的结构单元,以单体的加入比计,优选为10质量%~60质量%,更优选为15质量%~55质量%,特别优选为20质量%~50质量%。
另一方面,在一个聚合物分子中具有结构单元(1),而且在其它一个聚合物分子中具有含环氧基的结构单元的情况下,相对于具有含环氧基的结构单元的一个聚合物分子中含有的全部结构单元,作为含环氧基的结构单元的含量,以单体的加入比计,优选为10质量%以上、80质量%以下,更优选为20质量%以上、70质量%以下,特别优选为25质量%以上、60质量%以下。
<其它结构单元>
作为提供其它结构单元的自由基聚合性单体,可以列举出具有羧基或其衍生物、羟基的自由基聚合性单体等。
作为上述具有羧基或其衍生物的自由基聚合性单体,可以列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基六氢邻苯二甲酸等一元羧酸;
马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸、衣康酸等二元羧酸;
上述二元羧酸的酸酐等。
作为上述具有羟基的自由基聚合性单体的例子,可以列举出:
丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸3-羟基丙基酯、丙烯酸4-羟基丁基酯、丙烯酸4-羟基甲基环己基甲基酯等丙烯酸羟基烷基酯;
甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸3-羟基丙基酯、甲基丙烯酸4-羟基丁基酯、甲基丙烯酸5-羟基戊基酯、甲基丙烯酸6-羟基己基酯、甲基丙烯酸4-羟基甲基-环己基甲基酯等甲基丙烯酸羟基烷基酯等。
这些具有羟基的自由基聚合性单体中,从和其它自由基聚合性单体的共聚反应性以及得到的层间绝缘膜等的耐热性的观点出发,优选丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸3-羟基丙基酯、丙烯酸4-羟基丁基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸4-羟基丁基酯、丙烯酸4-羟基甲基-环己基甲基酯、甲基丙烯酸4-羟基甲基-环己基甲基酯。
作为其它自由基聚合性单体的例子,可以列举出:
丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯等丙烯酸烷基酯;
甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、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甲基丙烯酸烷基酯;
丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸-8-基氧基)乙基酯、丙烯酸异冰片基酯等丙烯酸脂环式烷基酯;
甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、甲基丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸-8-基氧基)乙基酯、甲基丙烯酸异冰片基酯等甲基丙烯酸脂环式烷基酯;
丙烯酸苯基酯、丙烯酸苄基酯等丙烯酸芳基酯和丙烯酸芳烷基酯;
甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苄基酯等甲基丙烯酸的芳基酯和甲基丙烯酸的芳烷基酯;
马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二元羧酸二烷基酯;
甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸四氢呋喃基酯、甲基丙烯酸四氢吡喃-2-甲基酯等含有1个氧原子的5元杂环的甲基丙烯酸酯和不饱和6元杂环的甲基丙烯酸酯;
4-甲基丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环、4-甲基丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-异丁基-1,3-二氧戊环、4-甲基丙烯酰氧基甲基-2-环己基-1,3-二氧戊环等含有两个氧原子的不饱和5元杂环的甲基丙烯酸酯;
4-丙烯酰氧基甲基-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基甲基-2,2-二乙基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-异丁基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基甲基-2-环戊基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基甲基-2-环己基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基乙基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基丙基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环、4-丙烯酰氧基丁基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环等含有两个氧原子的不饱和5元杂环的丙烯酸酯;
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、4-异丙烯基苯酚等乙烯基芳香族化合物;
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-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基-4-马来酰亚胺丁酸酯、N-琥珀酰亚胺基-6-马来酰亚胺己酸酯、N-琥珀酰亚胺基-3-马来酰亚胺丙酸酯、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等N-位取代的马来酰亚胺;
1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯类化合物;
丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、氯乙烯、偏氯乙烯、醋酸乙烯酯等其它不饱和化合物。
从和具有上述反应官能基团的自由基聚合性单体的共聚反应性以及该正型放射线敏感性组合物的显影性的方面出发,这些其它自由基聚合性单体中,优选苯乙烯、4-异丙烯基苯酚、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、甲基丙烯酸四氢糠基酯、1,3-丁二烯、4-丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、甲基丙烯酸苄基酯等。
[A]聚合物的GPC(凝胶渗透色谱法)得到的聚苯乙烯换算的质均分子量(以下,也称作“Mw”)优选为2.0×103~1.0×105,更优选为5.0×103~5.0×104。通过使[A]聚合物的Mw为上述范围,可以提高该正型放射线敏感性组合物的放射线灵敏度和碱显影性。
另外,[A]聚合物的GPC(凝胶渗透色谱法)得到的聚苯乙烯换算的数均分子量(以下,也称作“Mn”)优选为2.0×103~1.0×105,更优选为5.0×103~5.0×104。通过使共聚物的Mn为上述范围,可以提高该正型放射线敏感性组合物的涂膜固化时的固化反应性。
此外,[A]聚合物的分子量分布“Mw/Mn”优选为3.0以下,更优选为2.6以下。通过使[A]聚合物的Mw/Mn为3.0以下,可以提高得到的层间绝缘膜的显影性。含有[A]聚合物的该正型放射线敏感性组合物在显影时,没有产生显影残留,可以容易地形成所希望的图案形状。
<[A]聚合物的制造方法>
[A]聚合物可以通过含缩醛结构的单体、含环氧基的单体、提供其它结构单元的单体的自由基共聚制造。在制造在同一聚合物分子中包含结构单元(1)和含环氧基的结构单元这两者的[A]聚合物时,使用至少包含含缩醛结构的单体和含环氧基的单体的混合物共聚即可。另一方面,在制造在一个聚合物分子中具有结构单元(1),而在和其不同的聚合物分子中具有含环氧基的结构单元的[A]聚合物时,使至少包含含缩醛结构的单体的聚合性溶液自由基聚合,得到具有结构单元(1)的聚合物分子,另外使至少包含含环氧基单体的聚合性溶液自由基聚合,得到具有含环氧基的结构单元的聚合物分子,最后将两者混合形成[A]聚合物即可。
作为在制造[A]聚合物的聚合反应中使用的溶剂,可以列举出例如醇类、醚类、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚乙酸酯、丙二醇单烷基醚丙酸酯、芳烃类、酮类、其它酯类等。
作为这些溶剂分别可以列举出:
作为醇类是例如甲醇、乙醇、苯甲醇、2-苯基乙醇、3-苯基-1-丙醇等;
作为醚类是例如四氢呋喃等;
作为二醇醚是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是例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯等;
作为二乙二醇烷基醚是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;
作为丙二醇单烷基醚是例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等;
作为丙二醇单烷基醚乙酸酯是例如丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯等;
作为丙二醇单烷基醚丙酸酯是例如丙二醇单甲基醚丙酸酯、丙二醇单乙基醚丙酸酯、丙二醇单丙基醚丙酸酯、丙二醇单丁基醚丙酸酯等;
作为芳香族烃类是例如甲苯、二甲苯等;
作为酮类是例如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等;
作为其它酯类是例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯、3-丁氧基丙酸丁酯等酯类。
在这些溶剂中,优选乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚乙酸酯、甲氧基乙酸丁酯,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、丙二醇单甲基醚乙酸酯、甲氧基乙酸丁酯。
作为制造[A]聚合物的聚合反应中使用的聚合引发剂,可以使用一般作为自由基聚合引发剂已知的那些。作为自由基聚合引发剂,可以列举出例如:
2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二-(2-甲基丙酸甲酯)、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、过氧化新戊酸叔丁基酯、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。
在使用过氧化物作为自由基聚合引发剂时,可以将过氧化物和还原剂一起形成氧化还原型引发剂。
在用于制造[A]聚合物的聚合反应中,可以使用分子量调节剂调节分子量。作为分子量调节剂的具体例子可以列举出:
氯仿、四溴化碳等卤代烃类;
正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、巯基乙酸等硫醇类;
硫化二甲基黄原酸酯、二硫化二异丙基黄原酸酯等黄原酸酯类;
异松油烯、α-甲基苯乙烯二聚物等。
<[B]光酸产生剂>
[B]光酸产生剂是通过照射放射线产生酸的化合物。这里,作为放射线,可以使用例如可见光线、紫外线、远紫外线、电子束、X放射线等。该正型放射线敏感性组合物通过含有[B]光酸产生剂,可以发挥出正型的放射线敏感特性。[B]光酸产生剂只要是通过照射放射线产生酸(例如,羧酸、磺酸等)的化合物,就没有特别的限定。作为[B]光酸产生剂在该组合物中的含有形态可以是后述这样的化合物的光酸产生剂(以下也称为[B]光酸产生剂)的形态,也可以是以[A]聚合物或其它聚合物的一部分而组合的光酸产生基团的形态,还可以是这两种形态。
作为[B]光酸产生剂,可以列举出肟磺酸酯化合物、鎓盐、磺酰亚胺化合物、含卤化合物、二偶氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物等,其中优选肟磺酸酯化合物。
<肟磺酸酯化合物>
作为上述肟磺酸酯化合物优选含下述式(2)所示的肟磺酸酯基的化合物。
Figure BSA00000474096600221
(在式(2)中,RB1是烷基、环烷基或芳基,这些基团的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代)。
作为RB1的烷基优选为碳原子数为1~10的直链或支链的烷基。RB1的烷基可以被碳原子数为1~10的烷氧基或脂环基(包括7,7-二甲基-2-氧代降冰片基等包含桥键的脂环基,优选二环烷基等)取代。作为RB1的芳基优选碳原子数为6~11的芳基,更优选为苯基或萘基。RB1的芳基可以被碳原子数为1~5的烷基、烷氧基或卤原子取代。
含有上述式(2)所示的肟磺酸酯基的上述化合物更优选为下述式(3)所示的肟磺酸酯化合物。
Figure BSA00000474096600231
在上述式(3)中,RB1和上述式(2)中的RB1的说明的定义相同。X是烷基、烷氧基或卤原子。m是0~3的整数。m为2或3时,多个X可以相同,也可以不同。作为X的烷基优选为碳原子数为1~4的直链或支链的烷基。
作为X的烷氧基优选为碳原子数为1~4的直链或支链的烷氧基。作为X的卤原子优选为氯原子或氟原子。m优选为0或1。特别是,在上述式(3)中,优选m是1,X是甲基,X的取代位置是邻位的化合物。
作为肟磺酸酯化合物的具体例子,可以列举出例如下述式(3-i)~(3-v)分别表示的化合物(3-i)、化合物(3-ii)、化合物(3-iii)、化合物(3-iv)和化合物(3-v)等。
Figure BSA00000474096600241
它们可以单独或组合两种以上使用,也可以和作为[B]成分的其它光酸产生剂组合使用。上述化合物(3-i)[(5-丙基磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、化合物(3-ii)[(5H-辛基磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、化合物(3-iii)[(樟脑磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、化合物(3-iv)[(5-对甲苯磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]以及化合物(3-v)[(5-辛基磺酰氧亚氨基-(4-甲氧基苯)乙腈]均可通过市售商品而得到。
<鎓盐>
作为鎓盐,可以例举二苯基碘鎓盐、三苯基锍盐、锍盐、苯并噻唑鎓盐、四氢噻吩鎓盐。
作为二苯基碘鎓盐,可以列举例如二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓三氟乙酸盐、二苯基碘鎓-对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓丁基三(2,6-二氟代苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基-苯基碘鎓四氟硼酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓四氟硼酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟乙酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓-对甲苯磺酸盐、二(4-叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐等。
作为三苯基锍盐,可以列举例如三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍樟脑磺酸盐、三苯基锍四氟硼酸盐、三苯基锍三氟乙酸盐、三苯基锍-对甲苯磺酸盐、三苯基锍丁基三(2,6-二氟代苯基)硼酸盐等。
作为锍盐,可以列举例如烷基锍盐、苄基锍盐、二苄基锍盐、取代的苄基锍盐等。
作为烷基锍盐,可以列举例如4-乙酰氧基苯基二甲基锍六氟代锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍六氟砷酸盐、二甲基-4-(苄氧羰基氧基)苯基锍六氟代锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟代锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰基氧基)苯基锍六氟砷酸盐、二甲基-3-氯代-4-乙酰氧基苯基锍六氟代锑酸盐等;
作为苄基锍盐,可以列举例如苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代磷酸盐、4-乙酰氧基苯基苄基甲基锍六氟代锑酸盐、苄基-4-甲氧基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、苄基-2-甲基-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、苄基-3-氯代-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代磷酸盐等;
作为二苄基锍盐,可以列举例如二苄基-4-羟基苯基锍六氟代锑酸盐、二苄基-4-羟基苯基锍六氟代磷酸盐、4-乙酰氧基苯基二苄基锍六氟代锑酸盐、二苄基-4-甲氧基苯基锍六氟代锑酸盐、二苄基-3-氯代-4-羟基苯基锍六氟砷酸盐、二苄基-3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基锍六氟代锑酸盐、苄基-4-甲氧基苄基-4-羟基苯基锍六氟代磷酸盐等;
作为取代的苄基锍盐,可以列举例如对氯代苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、对硝基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、对氯代苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代磷酸盐、对硝基苄基-3-甲基-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、3,5-二氯代苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐、邻氯代苄基-3-氯代-4-羟基苯基甲基锍六氟代锑酸盐等。
作为苯并噻唑鎓盐,可以列举例如3-苄基苯并噻唑鎓六氟代锑酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓六氟代磷酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓四氟硼酸盐、3-(对甲氧基苄基)苯并噻唑鎓六氟代锑酸盐、3-苄基-2-甲基硫代苯并噻唑鎓六氟代锑酸盐、3-苄基-5-氯代苯并噻唑鎓六氟代锑酸盐等。
作为四氢噻吩鎓盐,可以列举例如4,7-二-正丁氧基-萘四氢噻吩鎓三氟代甲磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓三氟代甲磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓九氟代正丁磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓-1,1,2,2-四氟代-2-(降冰片烷-2-基)乙磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓-2-(5-叔丁氧基羰基氧基二环[2.2.1]庚-2-基)-1,1,2,2-四氟代乙磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓-2-(6-叔丁氧基羰基氧基二环[2.2.1]庚-2-基)-1,1,2,2-四氟代乙磺酸盐。
<磺酰亚胺化合物>
作为磺酰亚胺化合物,可以列举例如N-(三氟甲基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-氟代苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(九氟代丁磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)二环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(4-氟代苯基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(五氟代乙基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(七氟代丙基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(九氟代丁基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(乙基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(丙基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(丁基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(戊基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(己基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(庚基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(辛基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺、N-(壬基磺酰氧基)萘基二甲酰亚胺等。
(含卤化合物)
作为含卤化合物,可以列举例如含卤代烷基的烃化合物、含卤代烷基的杂环化合物等。
(重氮甲烷化合物)
作为重氮甲烷化合物,可以列举例如二(三氟甲基磺酰)重氮甲烷、二(环己基磺酰)重氮甲烷、二(苯基磺酰)重氮甲烷、二(对三磺酰)重氮甲烷、二(2,4-二甲苯基磺酰)重氮甲烷、二(对氯苯基磺酰)重氮甲烷、甲基磺酰-对甲苯磺酰重氮甲烷、环己基磺酰(1,1-二甲基乙基磺酰)重氮甲烷、二(1,1-二甲基乙基磺酰)重氮甲烷、苯基磺酰(苯甲酰)重氮甲烷等。
(砜化合物)
作为砜化合物,可以列举例如β-酮砜化合物、β-磺酰砜化合物、二芳基胺二砜化合物等。
(磺酸酯化合物)
作为磺酸酯化合物,可以列举例如烷基磺酸酯、卤代烷磺酸酯、芳基磺酸酯、亚氨基磺酸酯等。
(羧酸酯化合物)
作为羧酸酯化合物,可以列举例如羧酸邻硝基苄基酯。
在这些[B]光酸产生剂中,从放射线灵敏度、溶解性的角度出发,优选肟磺酸酯化合物,更优选含上式(2)表示的肟磺酸酯基的化合物,进一步优选上式(3)表示的肟磺酸酯化合物,其中特别优选市售商品可购买的[(5-丙基磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、[(5H-辛基磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、[(5-对甲苯磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、[(樟脑磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈]、[(5-辛基磺酰氧亚氨基-(4-甲氧基苯)乙腈]。另外,也优选鎓盐,更优选四氢苯硫盐和苄基锍盐,4,7-二-正丁氧基-1-萘四氢苯硫盐三氟甲烷磺酸盐和苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐。
[B]光酸产生剂可以单独使用一种,也可以两种以上混合使用。该组合物中的[B]光酸产生剂的含量,相对于100质量份[A]聚合物,优选为0.1质量份~10质量份,更优选为1质量份~5质量份。[B]光酸产生剂的含量在上述范围,则该组合物的放射线灵敏度最合适,可以维持透明性的同时,形成层间绝缘膜等。
<[C]化合物>
在该正型放射线敏感性组合物中,为了防止自由基或过氧化物导致化合物的键的分解,含有[C]化合物。作为这种化合物,可以例举具有受阻酚结构的化合物以及具有受阻胺结构的化合物等的自由基捕获剂,以及具有烷基磷酸盐结构的化合物以及具有硫醚结构的化合物等的过氧化物分解剂等。
通过含有上述[C]化合物,曝光时或加热时发生的自由基的捕获,或者因氧化生成的过氧化物的分解变得可能,因此可防止该自由基或过氧化物产生的聚合物分子的键的分解。其结果,由该组合物得到的层间绝缘膜等能够发挥优异的耐光性和耐热性。另外,该组合物中,作为[C]化合物采用具有上述特定结构的自由基捕获剂或过氧化物分解剂,所以即使添加它们,也在能够保持该组合物的放射线敏感度在高水平的同时,防止由该组合物得到的层间绝缘膜等的透光率以及电压保持率的降低。
作为具有上述受阻酚结构的化合物,可以列举例如季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、硫代二甘醇二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、N,N′-己-1,6-二基二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酰胺)]、3,3′,3′,5′,5′,5′-六叔丁基-a,a′,a′-(均三甲苯-2,4,6-三基)三对甲酚、4,6-二(辛硫基甲基)-邻甲酚、4,6-二(十二烷硫基甲基)-邻甲酚、亚乙基二(氧亚乙基)二[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯]、环己基二[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三[(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二叔丁基-4-(4,6-二(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基胺)苯酚。
作为上述受阻酚结构的化合物,其市售商品可以列举例如(株)ADEKA生产的アデカスタブAO-20、アデカスタブAO-30、アデカスタブAO-40、アデカスタブAO-50、アデカスタブAO-60、アデカスタブAO-70、アデカスタブAO-80、アデカスタブAO-330、住友化学(株)生产sumilizer GM、sumilizer GS、sumilizer MDP-S、sumilizerBBM-S、sumilizer WX-R、sumilizer GA-80;チバジヤパン(株)生产的IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 1076、IRGANOX 1098、IRGANOX 1135、IRGANOX 1330、IRGANOX 1726、IRGANOX 1425WL、IRGANOX 1520L、IRGANOX 245、IRGANOX 259、IRGANOX 3114、IRGANOX 565、IRGAMOD 295;(株)エ一ピ一アイコ一ポレ一シヨソ生产的ヨシノツクスBHT、ヨシノツクスBB、ヨシノツクス2246G、ヨシノツクス425、ヨシノツクス250、ヨシノツクス930、ヨシノツクスSS、ヨシノツクスTT、ヨシノツクス917、ヨシノツクス314等。
作为具有上述受阻胺结构的化合物,可以列举例如二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(N-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(N-苄氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(N-环己氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-丁基丙二酸酯、二(1-丙烯酰基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)2,2-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2-丁基丙二酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基甲基丙烯酸酯、4-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-1-[2-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,2,6,6-四甲基哌啶、2-甲基-2-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)氨基-N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丙酰胺、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯等化合物;
N,N′,N″,N″′-四-[4,6-二-〔丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶基-4-基)氨基〕-三嗪-2-基]-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺、二丁基胺与1,3,5-三嗪与N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-六亚甲基二胺与N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁基胺的缩聚物、二丁基胺与1,3,5-三嗪与N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁基胺的缩聚物、聚〔{(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}〕、1,6-己二胺-N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)与吗啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的缩聚物、聚[(6-吗啉基-均三嗪-2,4-二基)〔(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基〕-六亚甲基〔(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基〕]等的哌啶环通过三嗪骨架进行多个结合的高分子量HALS;琥珀酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的共聚物、1,2,3,4-丁烷四羧酸与1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇与3,9-二(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷的混合酯化物等的哌啶环通过酯键而结合的化合物等的聚合物类型。
作为具有上述受阻胺结构的化合物,作为市售的例如(株)ADEKA制造的アデカスタブLA-52、アデカスタブLA57、アデカスタブLA-62、アデカスタブLA-67、アデカスタブLA-63P、アデカスタブLA-68LD、アデカスタブLA-77、アデカスタブLA-82、アデカスタブLA-87、住友化学(株)制造的sumilizer9A、チバジヤパン(株)制造的CHIMASSORB119FL、CHIMASSORB2020FDL、CHIMASSORB944FDL、TINUVIN622LD、TINUVIN144、TINUVIN765、TINUVIN770DF等。
作为具有亚磷酸烷基酯结构的化合物,可以例举有亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(对叔辛基苯基)酯、亚磷酸三〔2,4,6-三(α-苯基乙基)〕酯、亚磷酸三(对2-丁烯基苯基)酯、亚磷酸二(对壬基苯基)环己酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、二(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,2′-亚甲基二(4,6-二叔丁基-1-苯基氧基)(2-乙基己基氧基)磷、二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸酯、4,4′-异亚丙基-二酚烷基亚磷酸酯、四(十三烷基)-4,4′-亚丁基-二(3-甲基-6-叔丁基酚)二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4′-二亚苯基亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基·苯基·季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔戊基-4-甲基苯基·苯基·季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔丁基-4-乙基苯基·硬脂酰基·季戊四醇二亚磷酸酯、(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、2,6-二叔戊基-4-甲基苯基·苯基·季戊四醇二亚磷酸酯等。
作为具有亚磷酸烷基酯结构的化合物,市售的有例如(株)ADEKA制造的アデカスタブPEP-4C、アデカスタブPEP-8、アデカスタブPEP-8W、アデカスタブPEP-24G、アデカスタブPEP-36、アデカスタブHP-10、アデカスタブ2112、アデカスタブ260、アデカスタブ522A、アデカスタブ1178、アデカスタブ1500、アデカスタブC、アデカスタブ135A、アデカスタブ3010、アデカスタブTPP、チバジヤパソ(株)制造的IRGAFOS168等。
作为具有硫醚结构的化合物,可以例举例如有二月桂基硫代二丙酸酯、二(十三烷基)硫代二丙酸酯、二(十四烷基)硫代二丙酸酯、二硬脂酰基硫代二丙酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、季戊四醇四(3-十八烷基硫代丙酸酯)、季戊四醇四(3-十四烷基硫代丙酸酯)、季戊四醇四(3-硬脂酰基硫代丙酸酯)等。
具有硫醚结构的化合物,作为市售的可以例举例如(株)ADEKA制造的アデカスタブAO-412S、アデカスタブAO-503、住友化学(株)制造的sumilizerTPL-R、sumilizerTPM、sumilizerTPS、sumilizerTP-D、sumilizerMB、チバジヤパソ(株)制造的IRGANOXPS800FD、IRGANOXPS802FD、(株)エ一ピ一アイコ一ポレ一シヨソ制造的DLTP、DSTP、DMTP、DTTP等。
这些化合物中,可以单独或混合两种以上使用。
作为本发明的放射线敏感性组合物,作为[C]化合物的含量,相对于100质量份[A]聚合物,优选为0.1质量份以上、10质量份以下,更优选为0.5质量份以上、5质量份以下,特别优选为1.5质量份以上、3质量份以下。相对于100质量份[A]聚合物的[C]化合物的含量处于上述范围内,由此可以保持该组合物的放射线敏感度的同时,进一步提高由组合物得到的层间绝缘膜等的透光率、电压保持率、耐光性以及耐热性。
<其它任选成分>
该组合物中,在上述的[A]~[C]成分的基础上,在不影响所期望的效果的范围内,根据需要可以含有表面活性剂、密合助剂、碱性化合物、醌二叠氮化合物、可塑剂等其它任选成分。以下的任选成分可以单独或混合两种以上使用。
<表面活性剂>
为了使该正型放射线敏感性组合物的涂膜形成性进一步提高,优选添加表面活性剂。作为这类表面活性剂可以列举例如氟类表面活性剂、有机硅树脂类表面活性剂和其他表面活性剂。
作为氟类表面活性剂,优选末端、主链和侧链中至少一个部位具有氟代烷基和/或氟代亚烷基的化合物。作为氟类表面活性剂的例子,可以列举例如1,1,2,2-四氟正辛基(1,1,2,2-四氟正丙基)醚、1,1,2,2-四氟正辛基(正己基)醚、六乙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟正庚基)醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟正丁基)醚、六丙二醇二(1,1,2,2,3,3-六氟正戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟正丁基)醚、全氟代正十二烷磺酸钠、1,1,2,2,3,3-六氟正癸烷、1,1,2,2,3,3,9,9,10,10-十氟正十二烷、氟代烷基苯磺酸钠、氟代烷基磷酸钠、氟代烷基羧酸钠、双甘油四(氟代烷基聚氧乙烯醚)、氟代烷基碘铵、氟代烷基甜菜碱、其它的氟代烷基聚氧乙烯醚、全氟代烷基聚氧乙醇、全氟代烷基烷氧化物、羧酸氟代烷基酯等。
作为氟类表面活性剂的市售商品,可以列举例如BM-1000、BM-1100(以上,BMCHEMIE公司制造)、メガフアツクF 142D、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、メガフアツクF476(以上,大日本インキ化学工業公司制造)、フロラ一ドFC-170C、フロラ一ドFC-171、フロラ一ドFC-430、フロラ一ドFC-431(以上,住友スリ一エム社制造)、サ一フロソS-112、サ一フロソS-113、サ一フロソS-131、サ一フロンS-141、サ一フロソS-145、サ一フロソS-382、サ一フロンSC-101、サ一フロソSC-102、サ一フロンSC-103、サ一フロンSC-104、サ一フロンSC-105、サ一フロソSC-106(以上,旭硝子公司制造)、エフトツプEF301、エフトツプEF303、エフトツプEF352(以上,新秋田化成公司制造)、フタ一ジエントFT-100、フタ一ジエントFT-110、フタ一ジエソトFT-140A、フタ一ジエントFT-150、フタ一ヅエントFT-250、フタ一ジエソトFT-251、フタ一ジエントFT-300、フタ一ジエソトFT-310、フタ一ジエントFT-400S、フタ一ジエントFTX-218、フタ一ヅエントFT-251(以上,ネオス公司制造)等。
作为有机硅树脂类表面活性剂,可以列举例如ト一レシリコ一ソDC3PA、ト一レシリコ一ンDC7PA、ト一レシリコ一ンSH11PA、ト一レシリコ一ソSH21PA、ト一レシリコ一ソSH28PA、ト一レシリコ一ンSH29PA、ト一レシリコ一ソSH30PA、ト一レシリコ一ンSH-190、ト一レシリコ一ソSH-193、ト一レシリコ一ンSZ-6032、ト一レシリコ一ンSF-8428、ト一レシリコ一ンDC-57、ト一レシリコ一ンDC-190、SH8400FLUID(以上,東レ·ダウコ一ニング·シリコ一ン社制造)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(以上,GE東芝シリコ一ン公司制造)、オルガノシロキサンポリマ一KP341(信越化学工业公司制造)等。
这些表面活性剂可以单独或混合两种以上使用。表面活性剂的使用量相对于100质量份[A]成分优选为0.01质量份~2质量份,更优选为0.05质量份~1质量份。通过表面活性剂的使用量在0.01质量份~2质量份时,可以减少涂膜不匀。
<密合助剂>
在该正型放射线敏感性组合物中,可以使用用于提高作为基板的无机物和绝缘膜的粘结性的密合助剂,所述作为基板的无机物例如硅、氧化硅、氮化硅等硅化合物、硅酸盐、石英等的玻璃、以及金、铜、铝等金属。作为这种密合助剂优选使用官能性硅烷偶联剂。作为官能性硅烷偶联剂的例子,可以列举出具有羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基(优选环氧乙烷基)、硫醇基等反应性取代基团的硅烷偶联剂等。
作为官能性硅烷偶联剂的具体例子,可以列举出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-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基烷基二烷氧基硅烷、γ-氯代丙基三烷氧基硅烷、γ-巯基丙基三烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。它们之中,优选γ-缩水甘油氧基丙基烷基二烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
在该正型放射线敏感性组合物中,相对于100质量份[A]聚合物,这种密合助剂优选0.5质量份~20质量份,更优选以1质量份~10质量份的量使用。通过使密合助剂的量为上述范围,可以改善形成的层间绝缘膜和基板的密合性。
<碱性化合物>
作为碱性化合物,可以从化学增幅抗蚀剂中使用的碱性化合物中任意选择使用。作为碱性化合物可以列举出例如脂肪族胺、芳香族胺、杂环胺、季铵氢氧化物、羧酸季铵盐等。通过在该正型放射线敏感性组合物中含有碱性化合物,可以适当控制曝光而由光酸产生剂产生的酸的扩散长度,可以形成良好的图案显影性。
作为脂肪族胺,可以列举出例如三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二正丙基胺、三正丙基胺、二正戊基胺、三正戊基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、二环己基甲基胺等。
作为芳香族胺,可以列举出例如苯胺、苄基胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺等。
作为杂环胺,可以列举出例如吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑、苯并咪唑、4-甲基咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、烟碱、烟酸、烟酰胺、喹啉、8-氧代喹啉、吡嗪、吡唑、哒嗪、嘌呤、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、4-甲基吗啉、1,5-二氮杂二环[4,3,0]-5-壬烯、1,8-二氮杂二环[5,3,0]-7-十一烯等。
作为季铵氢氧化物,可以列举出例如氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四正丁基铵、氢氧化四正己基铵等。
作为羧酸季铵盐,可以列举出例如乙酸四甲基铵、苯甲酸四甲基铵、乙酸四正丁基铵、苯甲酸四正丁基铵等。
该正型放射线敏感性组合物中的碱性化合物的含量相对于100质量份[A]聚合物,优选为1质量份以下,更优选为0.2质量份以下。通过使碱性化合物的含量为上述范围,图案显影性良好。
<醌二叠氮化合物>
醌二叠氮化合物是通过照射放射线产生羧酸的化合物。作为醌二叠氮化合物可以使用酚性或醇性化合物(以下,称作“母核”)和1,2-萘醌二叠氮磺酰卤的缩合物。
作为上述母核,可以列举出例如三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、五羟基二苯甲酮、六羟基二苯甲酮、(多羟基苯基)烷烃、其它母核。
作为这些母核可以列举出:
作为三羟基二苯甲酮是例如2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,4,6-三羟基二苯甲酮等;
四羟基二苯甲酮是例如2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮、2,3,4,3′-四羟基二苯甲酮、2,3,4,4′-四羟基二苯甲酮、2,3,4,2′-四羟基-4′-甲基二苯甲酮、2,3,4,4′-四羟基-3′-甲氧基二苯甲酮等;
作为五羟基二苯甲酮是例如2,3,4,2′,6′-五羟基二苯甲酮等;
作为六羟基二苯甲酮是例如2,4,6,3′,4′,5′-六羟基二苯甲酮、3,4,5,3′,4′,5′-六羟基二苯甲酮等;
作为(多羟基苯基)烷烃是例如二(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]联苯酚、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′-螺二茚-5,6,7,5′,6′,7′-六醇、2,2,4-三甲基-7,2′,4′-三羟基黄烷等;
作为其它母核是例如2-甲基-2-(2,4-二羟基苯基)-4-(4-羟基苯基)-7-羟基色满、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。
在这些母核中,优选2,3,4,4′-四羟基二苯甲酮、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷、4,4′-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]联苯酚。
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,可以列举出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,特别优选使用1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯。
作为酚性化合物或醇性化合物和1,2-萘醌二叠氮磺酰卤的缩合物的合适的例子,可以列举出1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷和1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯的缩合物、4,4′-[1-[4-[1-[4-羟基苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]联苯酚和1,2-萘醌二叠氮-5-磺酰氯的缩合物。
在酚性化合物或醇性化合物(母核)和1,2-萘醌二叠氮磺酸酰卤的缩合反应中,相对于酚性化合物或醇性化合物中的OH基数量,使用相当于优选为30~85mol%,更优选为50~70mol%的1,2-萘醌二叠氮磺酰卤。缩合反应通过公知的方法进行。
另外,作为醌二叠氮化合物还适合使用将上述例示的母核的酯键改变为酰胺键的1,2-萘醌二叠氮磺酰胺类,例如2,3,4-三氨基二苯甲酮-1,2-萘醌二叠氮-4-磺酰胺等。这些[B]成分可以单独使用或组合两种以上使用。
<可塑剂>
作为可塑剂可以例举邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二月桂酯、聚乙二醇、丙三醇、邻苯二甲酸二甲基丙三醇酯、酒石酸二丁酯、己二酸二辛酯、三乙酰丙三醇等。
<溶剂>
作为可以在该正型放射线敏感性组合物的制备中使用的溶剂,适合使用将各成分均匀地溶解或者分散,并且不和各成分反应的溶剂。作为这种溶剂,可以列举出例如醇类、醚类、二乙二醇烷基醚类、乙二醇烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚丙酸酯类、芳香族烃类、酮类、酯类等。
作为这些溶剂分别可以列举出:
作为醇类是例如苯甲醇、二丙酮醇等;
作为醚类是例如四氢呋喃以及二异丙基醚、二正丁基醚、二正戊基醚、二异戊基醚、二正己基醚等二烷基醚等;
作为二乙二醇烷基醚类是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;
作为乙二醇烷基醚乙酸酯类是例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯等;
作为丙二醇单烷基醚类是例如丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等;
作为丙二醇单烷基醚乙酸酯类是例如丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯等;
作为丙二醇单烷基醚丙酸酯类是例如丙二醇单甲基醚丙酸酯、丙二醇单乙基醚丙酸酯、丙二醇单丙基醚丙酸酯、丙二醇单丁基醚丙酸酯等;
作为芳香族烃类是例如甲苯、二甲苯等;
作为酮类是例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、2-庚酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等;
作为酯类是例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯等。
这些溶剂中,从溶解性或分散性优异性、与各成分的非反应性以及形成涂膜的容易性的观点出发,优选二烷基醚等醚类,二乙二醇烷基醚类、乙二醇烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、酮类和酯类,特别优选二乙二醇二乙基醚、二乙二醇乙基甲基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯。这些溶剂可以单独或混合使用。
另外,这些溶剂中,优选二异丙基醚、二正丁基醚、二正戊基醚、二异戊基醚、二正己基醚等二烷基醚等醚类,最优选二异戊基醚。通过使用这种溶剂,通过狭缝涂布法在大型玻璃基板上涂布放射线敏感性组合物时,可以缩短干燥工序时间,同时可以更进一步提高涂布性(抑制涂布不匀)。
除了上述溶剂以外,根据需要,还可以和苄基乙基醚、二己基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、癸酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、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、卡毕醇乙酸酯等高沸点溶剂一起使用。
<正型放射线敏感性组合物的制备>
本发明的正型放射线敏感性组合物以上述[A]聚合物、[B]光酸产生剂、[C]化合物以及根据需要混合任选成分而制备。通常,正型放射线敏感性组合物优选在溶解或分散适当的溶剂的状态被制备并使用。例如,在溶剂中,通过以规定的比例混合[A]、[B]、[C]成分以及任选成分,能够制备正型放射线敏感性组合物。
正型放射线敏感性组合物的固体成分浓度(聚合物溶液中所含聚合物的质量占聚合物溶液的总重量的比例)可以根据使用目的或所希望的膜厚等任意设定,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%。
<层间绝缘膜等的固化膜的形成方法>
接着,对使用上述的正型放射线敏感性组合物,在基板上形成层间绝缘膜等的固化膜的方法进行说明。该方法包含以下顺序记载的以下工序。
(1)在基板上形成该正型放射线敏感性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放射线的工序,
(3)将工序(2)中照射了放射线的涂膜显影的工序,以及
(4)对工序(3)中显影的涂膜加热的工序。
<(1)在基板上形成该正型放射线敏感性组合物的涂膜的工序>
在上述(1)的工序中,将该正型放射线敏感性组合物的溶液或分散液涂敷到基板上后,优选通过加热(预烘焙)涂敷面除去溶剂,形成涂膜。作为可以使用的基板的例子,可以列举出玻璃、石英、硅、树脂等。作为树脂的具体例子,可以列举出聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺、环状烯烃的开环聚合物及其氢化物等。
作为组合物溶液或分散液的涂布方法没有特别的限定,可以采用例如喷雾法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂布法、棒涂布法等适当的方法。这些涂布方法中,优选旋涂法或缝模涂布法,特别优选缝模涂布法。预烘焙的条件根据各成分的种类、混合比例等而异,优选在70~120℃下进行1~10分钟左右。
<(2)对涂膜的至少一部分照射放射线的工序>
在上述(2)的工序中,将形成的涂膜的至少一部分曝光。在这种情况下,对涂膜的一部分曝光时,通常通过具有规定图案的光掩模曝光。作为曝光时使用的放射线,合适的是对光酸产生剂使用的放射线。这些放射线中,优选波长在190~450nm的范围的放射线,特别优选含有365nm的紫外线的放射线。
该工序中的曝光量是通过照度计(OAI model 356,OAI OpticalAssociates Inc.制造)测定放射线的波长365nm下的强度得到的值,优选为500~6,000J/m2,更优选为1,500~1,800J/m2
<(3)显影工序>
上述(3)的工序中,通过将曝光后的涂膜显影,除去不需要的部分(放射线的照射部分),形成规定的图案。作为显影工序中使用的显影液,优选碱性的水溶液。作为碱的例子,可以列举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨等无机碱,氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵等季铵盐等。
另外,在这种碱水溶液中,还可以适量添加甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂或表面活性剂。从得到适当的显影性的观点出发,碱水溶液中的碱的浓度优选为0.1质量%~5质量%。作为显影方法例如可以利用盛液法、浸渍法、震动浸渍法、淋浴法等适当的方法。显影时间根据正型放射线敏感性组合物的组成而异,优选为10~180秒左右。在这种显影处理之后,例如进行30~90秒钟流水洗涤后,例如通过压缩空气或压缩氮气风干,可以形成所希望的图案。
<(4)加热工序>
在上述(4)的工序中,使用热板、烘箱等加热装置,对形成图案的薄膜加热,促进上述[A]成分和[C]成分的固化反应,可以得到固化物。本工序中的加热温度例如是120~250℃。加热时间根据加热设备的种类而异,例如在热板上进行加热工序时,进行5~30分钟;在烘箱中进行加热工序时,是30~90分钟。还可以使用进行两次以上的加热工序的阶段性烘焙法等。这样,可以在基板表面形成对应于所需要的层间绝缘膜的图案状薄膜。
另外,上述固化膜不被限定为层间绝缘膜,可以作为隔板或保护膜而利用。
<层间绝缘膜>
这样形成的层间绝缘膜的膜厚优选为0.1~8μm,更优选为0.1~6μm,进一步优选为0.1~4μm。
由本发明的正型放射线敏感性组合物形成的层间绝缘膜还如下述实施例表明的那样,能均衡性良好地满足耐热性和透明性以及电压保持率这样一般要求的性质,同时具有无涂布不匀的高度平整性。因此,该层间绝缘膜适合作为显示元件的用途使用。
【实施例】
以下,表示合成例、实施例,对本发明进行更具体地说明,但是本发明并不受到以下实施例的限定。
在下文中,聚合物的质均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)通过下述条件进行的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
装置:GPC-101(昭和电工(株式会社)制造)
柱:组合GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803和GPC-KF-804
移动相:四氢呋喃
柱温度:40℃
流速:1.0mL/分钟
试样浓度:1.0质量%
试样注入量:100μL
检测器:差示折射率计
标准物质:单分散聚苯乙烯
<(A)聚合物的合成>
[合成例1]
在具有冷凝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)、200质量份二乙二醇乙基甲基醚。接着,加入5质量份甲基丙烯酸、40质量份甲基丙烯酸1-乙氧基乙基酯、5质量份苯乙烯、40质量份甲基丙烯酸缩水甘油基酯、10质量份甲基丙烯酸2-羟基乙基酯和3质量份α-甲基苯乙烯二聚物,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到70℃,保持该温度5小时,得到含有共聚物(A-1)的聚合物溶液。共聚物(A-1)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是9,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是32.1质量%。
[合成例2]
在具有冷凝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)、200质量份二乙二醇乙基甲基醚。接着,加入5质量份甲基丙烯酸、40质量份甲基丙烯酸四氢-2H-吡喃-2-基酯、5质量份苯乙烯、40质量份甲基丙烯酸缩水甘油基酯、10质量份甲基丙烯酸2-羟基乙基酯和3质量份α-甲基苯乙烯二聚物,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到70℃,保持该温度5小时,得到含有共聚物(A-2)的聚合物溶液。共聚物(A-2)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是9,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是31.3质量%。
[合成例3]
在具有冷凝管和搅拌器的烧瓶中,加入7质量份2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸甲酯)、200质量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着,加入67质量份甲基丙烯酸1-正丁氧基乙基酯、23质量份甲基丙烯酸苄基酯、10质量份甲基丙烯酸,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到80℃,将该温度保持6小时,得到含有共聚物(a-1)的聚合物溶液。共聚物(a-1)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是9,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是30.3质量%。
[合成例4]
在具有冷凝管和搅拌器的烧瓶中,加入7质量份2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸甲酯)、200质量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着,加入90质量份甲基丙烯酸1-苄氧基乙基酯、6质量份甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、4质量份甲基丙烯酸,氮气置换后,开始缓慢搅拌将溶液的温度上升到80℃,将该温度保持6小时,得到含有共聚物(a-2)的聚合物溶液。共聚物(a-2)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是9,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是31.2质量%。
[合成例5]
在具有冷凝管和搅拌器的烧瓶中,加入7质量份2,2′-偶氮二(2-甲基丙酸甲酯)、200质量份丙二醇单甲基醚乙酸酯。接着,加入85质量份甲基丙烯酸四氢-2H-吡喃-2-基酯、7质量份甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、8质量份甲基丙烯酸,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到80℃,将该温度保持6小时,得到含有共聚物(a-3)的聚合物溶液。共聚物(a-3)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是10,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是29.2质量%。
[合成例6]
在具有冷凝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)、200质量份二乙二醇乙基甲基醚。接着,加入52质量份甲基丙烯酸缩水甘油基酯、48质量份甲基丙烯酸苄基酯,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到80℃,将该温度保持6小时,得到含有共聚物(aa-1)的聚合物溶液。共聚物(aa-1)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是10,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是32.3质量%。
[合成例7]
在具有冷凝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)、200质量份二乙二醇乙基甲基醚。接着,加入45质量份甲基丙烯酸3,4-环氧环己基甲基酯、45质量份甲基丙烯酸苄基酯、10质量份甲基丙烯酸,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到80℃,将该温度保持6小时,得到含有共聚物(aa-2)的聚合物溶液。共聚物(aa-2)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是10,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是33.2质量%。
[合成例8]
在具有冷凝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)、200质量份二乙二醇乙基甲基醚。接着,加入35质量份甲基丙烯酸1-正丁氧基乙基酯、35质量份甲基丙烯酸苄基酯、30质量份甲基丙烯酸缩水甘油酯,氮气置换后,开始缓慢搅拌。将溶液的温度上升到80℃,将该温度保持6小时,得到含有共聚物(aa-3)的聚合物溶液。共聚物(aa-3)的聚苯乙烯换算的质均分子量(Mw)是10,000。另外,这里得到的聚合物溶液的固体成分浓度是32.3质量%。
<放射线敏感性组合物的制备>
[实施例1]
在含有合成例1得到的聚合物(A-1)的溶液【相当于100质量份(固体含量)聚合物(A-1)的量】中混合:作为[B]成分的4质量份[(樟脑磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈](チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造的“CGI1380”)、作为[C]成分的1质量份三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰酸酯(アデカ公司制造的“アデカスタブAO-20”)、作为[D]成分的0.20质量份有机硅树脂类表面活性剂((株)東レ·ダウコ一ニング制造的“SH8400FLUID”)、作为[E]成分的3.0质量份γ-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷,以孔径0.2μm的薄膜滤器过滤,由此制备放射线敏感性组合物(S-1)。
<实施例2~10、比较例1~4>
除了各成分的种类以及量以表1记载那样以外,与实施例1相同制备正型放射线敏感性组合物。另外,在各实施例以及比较例采用的成分如下。
<光酸产生剂[B]>
(B-1):4,7-二正丁氧基-1-萘基四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐
(B-2):苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐
(B-3):[(5-丙基磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈](チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造的“IRGACUREPAG103”)
(B-4):[(5-辛基磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈](チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造的“IRGACUREPAG108”)
(B-5):[(5-对甲苯磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈](チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造的“IRGACUREPAG121”)
(B-6):[(樟脑磺酰氧亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯)乙腈](チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ公司制造的“CGI1380”)
(B-7):[(5-辛基磺酰氧亚氨基-(4-甲氧基苯)乙腈](チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社製の“CGI725”)
<化合物[C]>
(C-1):三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-异氰酸酯(アデカ公司制造的“アデカスタブAO-20”)
(C-2):1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯(アデカ公司生产“アデカスタブAO-330”)
(C-3):2,2′-亚甲基二(4,6-二-叔丁基-1-苯基氧基)(2-乙基己基氧基)磷(アデカ公司生产的“アデカスタブHP-10”)
(C-4):二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸酯(アデカ公司生产的“アデカスタブPEP-8”)
(C-5):季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(アデカ公司生产的“アデカスタブAO-412S”)
<表面活性剂[D]>
(D-1):有机硅树脂类表面活性剂(東レ·ダウコ一ニング公司生产的“SH8400FLUID”)
(D-2):氟类表面活性剂(ネオス公司生产的“フタ一ジエソトFTX-218”)
<密合助剂[E]>
(E-1):γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷
(E-2):β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷
(E-3):γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
<碱性化合物[F]>
(F-1):4-二甲基氨基吡啶
(F-2):1,5-二氮杂二环[4,3,0]-5-壬烯
<物性评价>
使用如上制备的各种正型放射线敏感性组合物,如下评价该组合物及其作为涂膜或层间绝缘膜等的各种性质。评价结果在下述表1中表示出。
(1)放射线敏感度的评价
在550×650mm的铬成膜的玻璃上,涂布六甲基二硅氮烷(HMDS),在60℃加热1分钟(以下,也称为“HMDS处理”)。在该HMDS处理后的铬成膜的玻璃上将如上制备成的放射线敏感性组合物以缝模涂布机“TR632105-CL”进行涂布,将极限压力设置为100PA,在真空下除去溶剂。其后,进一步在90℃环境下,进行2分钟预烘焙,由此形成膜厚3.0μm的涂膜。接着,采用キヤノソ(株)制造的MPA-600FA光刻机,以具有60μm的线空比(10对1)的图案的掩模对涂膜以曝光量作为变量而照射放射线,然后以表1所记载的浓度的氢氧化四甲铵水溶液,在25℃的环境下以盛液法进行显影。在此,显影时间如下,在采用氢氧化四甲铵水溶液浓度在0.40质量%的显影液的情况下为80秒,在采用2.38质量%的显影液的情况下为50秒。接着,采用超纯水进行1分钟的流水清洗,其后,通过干燥,在HMDS处理后的铬成膜的玻璃基板上形成图案。此时,为了使6μm的空间图案完全溶解,调整必要的曝光量,进行评价。该值在500J/m2以下的情况可称之为敏感度良好。
(2)耐光性的评价
在硅基板上采用旋涂器涂覆组合物,然后,在90℃环境下,在热板上进行2分钟预烘焙,由此形成膜厚3.0μm的涂膜。将该有机硅基板在干净烘箱内以220℃加热1小时,得到固化膜。在该固化膜上,以UV照射装置(ウシオ公司生产的“UVX-02516S1JS01”)在130mW的照度下照射800,000J/m2。与照射前的膜厚比较,如果照射后的膜厚的减少量在2%以下,则可称之为膜耐光性良好。
另外,耐光性的评价中,形成的膜的形成图案是不需要的,因此省略了显影工序,仅进行了涂膜形成工序、耐光性实验以及加热工序,进行评价。
(3)耐热性的评价
与上述耐光性的评价相同,在硅基板上形成涂膜。将该硅基板在干净烘箱内以220℃加热1小时,得到固化膜。测定所得固化膜的膜厚(T2)。接着,将形成有该固化膜的硅基板在干净烘箱内以240℃追加烘焙1小时,然后测定该固化膜的膜厚(t2),算出基于追加烘焙的膜厚变化率{|t2-T2|/T2}×100〔%〕。耐热性的评价结果在表1中表示。该值在3%以下的情况下,可称之为耐热性良好。
(4)透光率的评价
与上述耐光性的评价相同,在硅基板上形成涂膜。将该硅基板在干净烘箱内以220℃加热1小时,得到固化膜。将在波长400nm下的透光率以分光光度计(日立制作所制造的“150-20型ダブルビ一ム”)进行测定,进行评价。此时,不足90%的情况下,称之为透明性不合格。
(5)耐热透明性的评价
对于以上述(4)透光率的评价测定的基板,进一步在干净烘箱内以250℃加热1小时,将加热前后的光线透光率以上述(4)“透光率的评价”所记载的方法测定之后,按照下述式算出耐热透明性。该值在4%以下时,判断为耐热透明性良好。
耐热透明性(%)=“(4)透光率的评价”所测定的透光率(%)-加热后的透光率(%)
(6)电压保持率的评价
在制备的液状组合物的表面,形成防止钠离子析出的SiO2膜、进一步将ITO(铟-氧化锡合金)电极在以规定形状蒸镀后的钠钙玻璃基板上进行旋涂,然后在90℃的干净烘箱内以10分钟进行预烘焙,形成膜厚2.0μm的涂膜。
接着,不通过光掩模而对涂膜以500J/m2的曝光量进行曝光。其后,在230℃进行30分钟的后烘焙,使涂膜固化,形成永久固化膜。
接着,将形成了该像素的基板和仅将ITO电极以规定形状蒸镀后的基板采用密封剂进行贴合,该密封剂混合了0.8mm的玻璃珠,然后,注入メルク公司生产的液晶MLC6608(商品名),制作液晶盒。
接着,将液晶盒放入60℃的恒温层,将液晶盒的电压保持率以液晶电压保持率测定系统(東陽テクニカ公司生产的“VHR-1A型”)进行测定。此时的外加电压为5.5V的方形波、测定频率为60Hz。在此,所谓电压保持率为(16.7毫秒后的液晶盒的电位差/0毫秒施加的电压)的值。液晶盒的电压保持率在90%以下的情况下,表示液晶盒在16.7毫秒的时间,无法将施加电压保持在规定水平,不能充分的将液晶进行取向,引起残影等的烧屏的危险性高。
Figure BSA00000474096600541
从表1的结果可以明白如下,含[A]、[B]以及[C]成分的实施例1~10的正型放射线敏感性组合物与不含[C]成分的比较例1~4正型放射线敏感性组合物相比,具有高耐光性、高耐热性,而且可以形成下述层间绝缘膜,即能够充分满足放射线敏感度、透明性、耐热透明性以及耐溶剂性这些一般的要求特性。
本发明的正型放射线敏感性组合物如上所述,在高水平的保持放射线敏感性组合物的放射线敏感度的同时,抑制自由基或过氧化物的发生,由此可形成具有优异的耐光性以及耐热性,而且抑制透光率、耐热透明性以及电压保持率的降低的层间绝缘膜的正型放射线敏感性组合物而适宜使用。

Claims (6)

1.一种正型放射线敏感性组合物,其包括:[A]在一同或不同聚合物分子中具有包含下述式(1)所示的基团的结构单元和含环氧基的结构单元的聚合物;
[B]光酸产生剂;以及
[C]从含受阻酚结构的化合物、含受阻胺结构的化合物、含亚磷酸烷基酯结构的化合物以及含硫醚结构的化合物构成的群组中选出的一种或两种以上化合物,
Figure FSA00000474096500011
式(1)中,R1和R2各自独立地是氢原子、烷基、环烷基或芳基,这些烷基、环烷基或芳基的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代,其中,不包括R1和R2都是氢原子的情形,R3是烷基、环烷基、芳烷基、芳基或-M(R3m)3所示的基团,M是Si、Ge或Sn,R3m是烷基,这些的氢原子的一部分或全部可以被取代基团取代,R1和R3可以连接形成环状醚。
2.如权利要求1所述的正型放射线敏感性组合物,其特征在于,[B]光酸产生剂含有下述式(2)所表示的肟磺酸酯基,
Figure FSA00000474096500012
式(2)中,RB1表示烷基、环烷基或芳基,这些基团的氢原子的一部分或全部可以被取代基取代。
3.如权利要求1或2所述的正型放射线敏感性组合物,其特征在于,相对于100质量份[A]聚合物,[C]化合物的含量在0.1质量份以上、10质量份以下。
4.如权利要求1或2所述的正型放射线敏感性组合物,其特征在于,该组合物用于形成显示元件用的层间绝缘膜。
5.一种显示元件用层间绝缘膜的形成方法,具有下述工序:
(1)将在权利要求4所记载的正型放射线敏感性组合物的涂膜形成于基板上的工序;
(2)对在工序(1)形成的涂膜的至少一部分照射放射线的工序;
(3)对在工序(2)中照射了放射线的涂膜进行显影的工序;以及
(4)对在工序(3)显影的涂膜进行加热的工序。
6.一种显示元件用的层间绝缘膜,由权利要求4所记载的正型放射线敏感性组合物形成。
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