CN102234247B - 新化合物、放射线敏感性组合物、固化膜及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新化合物、放射线敏感性组合物、固化膜及其形成方法。本发明的目的在于提供:一种化合物,其在作为光聚合引发剂使用时,具有高的放射线敏感度,且在放射线敏感性组合物中的溶解性和所得固化膜的透明性优异;以及一种放射线敏感性化合物,其能获得具有高透明性和表面硬度的固化膜。本发明为下式(1)表示的化合物。在下式(1)中,R4为脂环式烃基,其氢原子的一部分或全部被碳原子数为1~12的烷基取代。此外,本发明为含有作为[A]光聚合引发剂的上述化合物和[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物的放射线敏感性组合物。上述放射线敏感性组合物优选还含有[C]碱可溶性树脂。

Description

新化合物、放射线敏感性组合物、固化膜及其形成方法
技术领域
本发明涉及用作光聚合引发剂的新化合物、包含该新化合物的放射线敏感性组合物、由该组合物形成的固化膜及其形成方法。 
背景技术
放射线敏感性组合物,具有通过涂布工艺能大量且容易地形成固化物,也容易对该固化物进行微细加工等的优点,因此除了液晶显示器、半导体器件制备用材料等以外,还在光固化性油墨、光敏性印刷版等中广泛被使用。该放射线敏感性组合物,作为代表包含具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物和光聚合引发剂。在上述固化物形成工艺中,在玻璃基板等上涂布该放射线敏感性组合物,形成涂膜,然后用具有水银灯等光源的曝光装置对该涂膜进行曝光,从而形成作为固化物的固化膜。 
在该放射线敏感性树脂组合物中,作为对水银灯的波长具有优异的敏感度,能形成具有高硬度的固化膜的光聚合引发剂,开发了各种肟酯化合物(例如参见日本特表2004-534797号公报、日本特开2006-30809号公报、日本特开2008-100955号公报等)。 
然而,如上述的肟酯化合物,可能是因为在可见区域具有一定的吸收带,将其用作光聚合引发剂所得到的固化膜的透明性不够。因此,像这样的固化膜,在如液晶显示器等需要在可见区域具有高透明性的固化膜中,有时无法使用。此外,上述肟酯化合物在放射线敏感性树脂组合物中的溶解性也不足,存在改善的余地。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1:日本特表2004-534797号公报 
专利文献2:日本特开2006-30809号公报 
专利文献3:日本特开2008-100955号公报 
发明内容
本发明是基于上述事情做出的,其目的在于提供一种在用作光聚合引发剂的情况下,除了具有高的放射线敏感度以外,还具有高透明性和在放射线敏感性组合物中优异的溶解性的化合物、具有高透明性和表面硬度的固化膜及其形成方法;以及能形成该固化膜的放射线敏感性组合物。 
用于解决上述课题的发明为下式(1)表示的化合物。 
(在式(1)中,R1是碳原子数为1~12的烷基,碳原子数为4~20的脂环式烃基、碳原子数为1~6的卤代烷基、2-呋喃基、2-糠基、2-噻吩基、2-噻吩甲基、苯基或萘基,该苯基或萘基的部分或全部氢原子可以被碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的烷氧基或卤素原子取代。 
R2和R3各自独立地是碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为4~20的脂环式烃基。 
R4是脂环式烃基,其氢原子的部分或全部可以被碳原子数为 1~12的烷基取代。 
R5和R6各自独立地是碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~12的烷氧基。n为0~3的整数,m为0~3的整数。) 
该化合物在作为光聚合引发剂使用时,能体现出高的放射线敏感度,于是,即使曝光量较小,也能获得具有正确图案和足够表面硬度的固化膜。此外,由于该化合物具有上式(1)表示的结构,因此在可见光区域的吸收较少,透明性优异,在作为光聚合引发剂使用时,能获得具有高透明性的固化膜。另外,由于该化合物在末端具有较大的脂环式烃基,因此结晶性低,对放射线敏感性组合物具有高的溶解性。 
在该化合物中,上述R1是碳原子数为1~8的烷基或苯基,上述R2和R3各自独立地是碳原子数为1~8的烷基,上述R4是碳原子数为4~30的脂环式烃基,其在1位具有氢原子或碳原子数为1~4的直链状烷基。通过在该化合物中导入该结构,从而该化合物的制备变得容易,且能进一步提高透明性和在放射线敏感性组合物中的溶解性,此外,还能进一步提高放射线敏感性组合物的放射线敏感度和所得固化物的硬度。 
本发明的放射线敏感性组合物,包含作为[A]光聚合引发剂的上述化合物和作为[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物。该放射线敏感性组合物由于包含上述化合物,因此具有高的放射线敏感度和透明性。此外,像这样的放射线敏感性组合物,能形成具有高表面硬度和透明性的固化膜。 
该放射线敏感性组合物优选还含有作为[C]成分的碱可溶性树脂。该放射线敏感性组合物通过含有碱可溶性树脂,从而该碱可溶性树脂在显影工序中,对于所用的碱能显示出可溶性,于是能体现高显影性,可以形成具有正确图案的固化膜。 
本发明的固化膜由上述放射线敏感性组合物形成。如上所述,该固化膜具有优异的透明性和高的硬度。 
本发明的固化膜可以通过包含如下工序的方法适当形成: 
(1)在基板上形成上述放射线敏感性组合物的涂膜工序; 
(2)在工序(1)中形成的涂膜的至少一部分上照射放射线的工序; 
(3)将工序(2)中照射了放射线的涂膜显影的工序; 
(4)对工序(3)中显影的涂膜进行加热的工序。 
本发明的新化合物在作为光聚合引发剂使用时,除了具有高的放射线敏感度以外,还具有高透明性和在放射线敏感性组合物中优异的溶解性。因此,根据含有本发明化合物的放射线敏感性组合物,通过小的曝光量就能形成正确的图案,该形成的固化膜具有足够的表面硬度和优异的透明性,因此可以适用于作为例如液晶器件等的保护膜、绝缘膜等。 
具体实施方式
(新化合物) 
本发明的新化合物是上式(1)表示的化合物。 
在上式(1)中,作为R1的碳原子数为1~12的烷基,可以列举例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基等的直链状烷基,异丙基、异丁基、叔丁基、新戊基、2-乙基己基等的支链状烷基等。其中,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等的碳原子数为1~8的烷基,特别优选碳原子数为1~3的烷基。 
在上式(1)中,作为R1的碳原子数为4~20的脂环式烃基,可以列举例如环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等的单环式饱和烃基,降冰片基、金刚烷基等的多环式烃基,环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环庚炔基、环辛烯基等的单环式不饱和 烃基,降冰片烯基等的多环式不饱和烃基等。 
在上式(1)中,R1的碳原子数为1~6的卤代烷基,是碳原子数为1~6的烷基的部分或全部氢原子被卤素原子取代的基团,可以列举例如氯代甲基、氯代乙基、氯代丙基、氯代丁基、氯代己基等。 
在上式(1)中,作为与R1的苯基或萘基的氢原子取代的碳原子数为1~6的烷氧基,可以列举例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基等。 
在上式(1)中,作为R2和R3的碳原子数为1~12的烷基,和作为碳原子数为4~20的脂环式烃基,可以列举与R1同样的基团。作为上述R2和R3,各自独立地优选碳原子数为1~8的直链状或支链状的烷基,更优选为碳原子数为1~4的直链状的烷基。 
R5和R6各自独立地为碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为1~12的烷氧基。 
作为R5和R6的碳原子数为1~12的烷基,可以列举例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正辛基、正十二烷基等的直链状烷基,异丙基、异丁基、叔丁基、新戊基、2-乙基己基等的支链状烷基等。其中,优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等的碳原子数为1~8的烷基,特别优选碳原子数为1~3的烷基。 
作为R5和R6的碳原子数为1~12的烷氧基,特别优选甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基。 
在上式(1)中,作为R4的脂环式烃基,可以列举例如: 
环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等的单环式饱和烃基; 
降冰片基、二降冰片基、三降冰片基、金刚烷基等的多环式烃基; 
环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环庚炔基、环辛 烯基等的单环式不饱和烃基; 
降冰片烯基、二降冰片烯基等的多环式不饱和烃基等。此外,作为将R4的脂环式烃基的氢原子取代的碳原子数为1~12的烷基,可以列举与R1同样的基团。 
作为上述R4,优选环己烷骨架、环己烯骨架、降冰片烷骨架、降冰片烯骨架、金刚烷骨架等包含与羰基相连的碳原子而形成6员环的脂环式烃基。 
作为R4的具体例,可以列举下式(2-1)~(2-20)表示的基团 
该化合物作为末端位置的R4,具有如此大的脂环式烃基,因此结晶性较低,显示出对放射线敏感性组合物高的溶解性。此外,该化合物作为R4,具有该脂环式烃基,因此具有对放射线高的敏感度,且能体现出对可见光线高的透过性。 
作为上述R4,从容易合成的观点等出发,优选在1位具有氢原子的脂环式烃基(例如,上式(2-1)、(2-4)、(2-5)、(2-10)、(2-11)、(2-14)、(2-20)表示的基团等),或在1位具有碳原子数为1~4的直链状烷基的碳原子数为4~30的脂环式烃基(例如,上式(2-2)、(2-3)、(2-6)~(2-9)、(2-12)、(2-13)、(2-15)~(2-17)表示的基团等)。其中,所谓的“1位”,是指在R4中,与相邻的羰基键合的碳原子的位置,所谓在1位具有氢原子或直链状烷基,是指具有与1位的碳原子键合的氢原子或直链状烷基。 
作为上式(1)表示的化合物的具体例,可以列举下式(3)~(11)表示的化合物。 
在该化合物中,上述R1是碳原子数为1~8的烷基或苯基,上述R2和R3各自独立地是碳原子数为1~8的烷基,上述R4可以是脂环式烃基,优选是碳原子数为4~30的脂环式烃基。通过具有这样的立体结构的脂环式烃基,从而与R4为芳香族取代基时相比,能够抑制在合成时,由于二肟酯化而产生副产物,从而获得高纯度的目标化合物。此外,通过作为R4,在该化合物中导入该脂环式烃基,从而能容易地制备该化合物,且能进一步提高透明性和在放射线敏感性组合物中的溶解性,此外,能进一步提高放射线敏感性 组合物的放射线敏感度和所得固化物的硬度。作为具有该结构的化合物的具体例,可以列举上式(3)~(7)、(9)~(11)表示的化合物。 
该化合物在作为光聚合引发剂使用时,能体现出高的放射线敏感度,于是,通过较小的曝光量,也能获得具有正确的图案和足够表面硬度的固化膜。此外,该化合物由于在末端具有大的脂环式烃基,因此结晶性较低,显示出对放射线敏感性组合物高的溶解性。此外,该化合物由于具有上式(1)表示的结构,因此在可见光区域的吸收较少,透明性优异,在将该化合物作为光聚合引发剂使用时,能获得具有高透明性的固化膜。 
(新化合物的合成方法) 
作为本发明新化合物的合成方法,没有特别的限定,可以组合公知的技术进行合成,例如,可以列举以下的顺序。在氯化铝的环境下,将具有与R4对应的脂肪族烃基的羧酸卤化物或酸酐等与3-氨基-9-烷基咔唑反应,获得二酮体。在N,N-二甲基乙酰胺中溶解该二酮体,在碱性条件下,通过氯化羟铵仅对非环状的烷基酮部分进行选择性肟化,最后,将羟基通过乙酰化以获得目标化合物。 
作为上述与R4对应的脂肪族烃基的羧酸卤化物,可以列举例如环己烷羧酸氯化物等的环烷烃羧酸氯化物、5-降冰片烯-2-甲基-2-羧酸氯化物、三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基羧酸氯化物、1-金刚烷羧酸氯化物等的具有多环结构的羧酸氯化物等。 
(放射线敏感性组合物) 
本发明的放射线敏感性组合物,可含有作为[A]光聚合引发剂的上述化合物和[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物,且还可以含有作为合适成分的[C]碱可溶性树脂和作为其他任选成分的[D]上述[A]成分以外的放射线敏感性聚合引发剂(以下,仅称为“其他放射线敏感性聚合引发剂”)、[E]多官能环氧化合物、[F]粘合助 剂、[G]表面活性剂等。 
([A]光聚合引发剂) 
在该放射线敏感性组合物中使用的[A]成分的光聚合引发剂,是上式(1)表示的化合物。其中,所谓的光聚合引发剂,是通过可见光线、紫外线、远紫外线等照射,能产生用于引发[B]成分的聚合性化合物聚合的活性种的成分。对于该化合物,如上所述,因此此处省略说明。 
([B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物) 
作为在该放射线敏感性组合物中使用的具有乙烯性不饱和双剑的聚合性化合物的优选例,可以列举单官能团(甲基)丙烯酸酯、2官能团(甲基)丙烯酸酯、或3官能团以上的(甲基)丙烯酸酯。在该放射线敏感性组合物中,通过使用这些化合物,从而能形成透明性和表面硬度高度平衡的固化膜。 
作为单官能团(甲基)丙烯酸酯,可以列举例如2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、卡必醇(甲基)丙烯酸酯、异佛尔酮基(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基-2-羟基丙基邻苯二甲酸酯等。作为这些单官能团(甲基)丙烯酸酯的市售品的例子,可以列举アロニツクスM-101、アロニツクスM-111、アロニツクスM-114(东亚合成(株)制造)、KAYARAD TC-110S、KAYARAD TC-120S(日本化药(株)制造)、ビスコ一ト158、ビスコ一ト2311(大阪有机化合物工业(株)制造)等。 
作为2官能团(甲基)丙烯酸酯,可以列举例如乙二醇二(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、二苯氧基乙醇芴二甲基)丙烯酸酯、二苯氧基乙醇芴二(甲基)丙烯酸酯等。作为这些2官能团(甲基)丙烯酸酯的市售品,可以列举例如 アロニツクスM-210、アロニツクスM-240、アロニツクスM-6200(东亚合成(株)制造)、KAYARAD HDDA、KAYARAD HX-220、KAYARAD R-604(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(大阪有机化合物工业(株)制造)等。 
作为3官能团以上的(甲基)丙烯酸酯,可以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)丙烯酰基氧基乙基)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、琥珀酸单-[3-(3-(甲基)丙烯酰基氧基-2,2-二-(甲基)丙烯酰基氧基甲基-丙氧基)-2,2-二-(甲基)丙烯酰基氧基甲基-丙基]酯、琥珀酸改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等。作为这些3官能团以上的(甲基)丙烯酸酯的市售品,可以列举例如アロニツクスM-309、アロニツクスM-400、アロニツクスM-405、アロニツクスM-450、アロニツクスM-7100、アロニツクスM-8030、アロニツクスM-8060、アロニツクスTO-756(东亚合成(株)制造)、KAYARAD TMPTA、KAYARAD DPHA、KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120(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(大阪有机化合物工业(株)制造)等。 
在这些具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物中,从放射线敏感性组合物的固化性的观点出发,优选使用3官能团以上的(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、琥珀酸单-[3-(3-(甲基)丙烯酰基氧基-2,2-二-(甲基)丙烯酰基氧基甲基-丙氧基)-2,2-二-(甲基)丙烯酰基氧基甲基-丙基]酯、琥珀酸改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯。这些具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物可 以单独使用,也可以将两种以上混合使用。 
该放射线敏感性组合物中,[B]成分的具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物的使用量没有特别的限定,相对于1质量份[A]成分的光聚合引发剂,优选为10~200质量份、更优选为20~150质量份。通过使该聚合性化合物的使用量在上述范围内,从而能获得放射线敏感度、所得固化膜的透明性高度平衡的放射线敏感性组合物。 
([C]碱可溶性树脂) 
作为在该放射线敏感性组合物中可包含的[C]碱可溶性树脂,只要对在包含该成分的放射线敏感性组合物中的显影处理工序中使用的碱显影液显示出可溶性,就没有特别的限定。作为该碱可溶性树脂,优选具有羧基的碱可溶性树脂,特别优选(a1)选自不饱和羧酸和不饱和羧酸酐的至少一种(以下,称为“化合物(a1)”)和(a2)(a1)以外的不饱和化合物(以下,称为“化合物(a2)”)的共聚物(以下,称为共聚物[α])。 
作为化合物(a1)的具体例,可以列举: 
丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2-丙烯酰基氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰基氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰基氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰基氧基乙基六氢邻苯二甲酸等一元羧酸; 
马来酸、富马酸、柠康酸等二元羧酸; 
上述二羧酸的酸酐等。 
在这些化合物(a1)中,从共聚反应性和所得共聚物对碱显影液中的溶解性的观点出发,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰基氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰基氧基乙基琥珀酸、马来酸酐等。 
在共聚物[α]中,化合物(a1)可以单独使用,或将两种以上混合使用。在共聚物[α]中,来自化合物(a1)的重复单元的含有率优选为5~60质量%、更优选为7~50质量%、特别优选为8~40质量%。通 过使来自化合物(a1)的重复单元的含有率为5~60质量%,从而能获得放射线敏感度和显影性等各特性更平衡的放射线敏感性组合物。 
作为化合物(a2)的具体例,可以列举: 
丙烯酸甲酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯等的丙烯酸烷基酯; 
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的甲基丙烯酸烷基酯; 
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]癸烷-8-基、丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙酯、丙烯酸异佛尔酮酯等的丙烯酸脂环式酯; 
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]癸烷-8-基、甲基丙烯酸2-(三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基)乙酯、甲基丙烯酸异佛尔酮酯等的甲基丙烯酸脂环式酯; 
丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯等的丙烯酸的芳基酯或芳烷基酯; 
甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸3-羟基丙基酯等的甲基丙烯酸的羟基烷基酯类; 
甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯等的甲基丙烯酸的芳基酯或芳烷基酯; 
马来酸二乙酯、富马酸二乙酯等的不饱和二羧酸二烷基酯; 
丙烯酸四氢呋喃-2-基、丙烯酸四氢吡喃-2-基、丙烯酸2-甲基四氢吡喃-2-基等具有含氧5元杂环或含氧6元杂环的丙烯酸酯; 
甲基丙烯酸四氢呋喃-2-基、甲基丙烯酸四氢吡喃-2-基、甲基丙烯酸2-甲基四氢吡喃-2-基等具有含氧5元杂环或含氧6元杂环的甲基丙烯酸酯; 
苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等的乙烯基芳香族化 合物; 
1,3-丁二烯、异戊二烯等共轭二烯系化合物; 
以及丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等。 
在这些化合物(a2)中,从共聚反应性的观点出发,优选甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、甲基丙烯酸四氢呋喃-2-基酯、1,3-丁二烯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯等。 
在共聚物[α]中,化合物(a2)可以单独使用,或将两种以上混合使用。在共聚物[α]中,来自化合物(a2)的重复单元的含有率优选为10~70质量%、更优选为20~50质量%、特别优选为30~50质量%。通过使化合物(a2)重复单元的含有率为10~70质量%,从而容易控制共聚物的分子量,能获得显影性、放射线敏感度等在更高水平的平衡的放射线敏感性组合物。 
共聚物[α]可以在适当的溶剂中,在自由基聚合引发剂的环境下,将构成成分的单体聚合而制造。作为在这种聚合中使用的溶剂,优选二乙二醇烷基醚、丙二醇单烷基醚乙酸酯、烷氧基丙酸烷基酯、乙酸酯等。这些溶剂可以单独使用,或将两种以上混合使用。 
此外,作为上述自由基聚合引发剂,没有特别的限定,可以列举例如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)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基-2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸酯)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等的偶氮化合物。这些自由基聚合引发剂可以单独使用,或将两种以上混合使用。 
共聚物[α]的凝胶渗透色谱法(GPC)的聚苯乙烯换算质均分子量(以下,称为“Mw”。)优选为2,000~100,000,更优选为5,000~50,000。通过使共聚物[α]的Mw为2,000~100,000,从而能获 得显影性、放射线敏感度等在更高水平的平衡的放射线敏感性组合物,以及耐热性高的固化膜。 
该放射线敏感性组合物中[C]成分的碱可溶性树脂的使用量,相对于1质量份[A]成分的光聚合引发剂,优选为10~200质量份、更优选为20~150质量份。通过使碱可溶性树脂的使用量在上述范围内,从而能获得显影性优异的放射线敏感性组合物。 
([D]其他放射线敏感性聚合引发剂) 
在该放射线敏感性组合物中,除了[A]成分以外,作为[D]成分,还可以加入其他放射线敏感性聚合引发剂。作为放射线敏感性聚合引发剂,只要是能感应放射线,产生用于引发具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物聚合的活性种的成分,就没有特别的限制。作为该其他的放射线敏感性组合物,可以列举O-酰基肟化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物等。 
作为上述O-酰基肟化合物的具体例,可以列举乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-辛烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酰酯、1-[9-正丁基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酰酯、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)甲氧基苯甲酰基}-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)等(其中,不包括[A]成分)。 
其中,作为优选的O-酰基肟化合物,可以列举乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)甲氧基苯甲酰基}-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)。这些O-酰基肟化合物可以单独使用,也可以将两种以上混合使用。 
作为上述苯乙酮化合物,可以列举例如α-氨基酮化合物、α-羟基酮化合物。 
作为α-氨基酮化合物的具体例,可以列举2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉丙-1-酮等。 
作为α-羟基酮化合物的具体例,可以列举1-苯基-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮等。 
在这些苯乙酮化合物中,优选α-氨基酮化合物,特别优选2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉丙-1-酮。这些苯乙酮化合物可以单独使用,或将两种以上混合使用。 
作为上述联咪唑化合物的具体例,可以列举2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等。 
在这些联咪唑化合物中,优选2,2’-二(2-氯代苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’- 联咪唑、2,2’-二(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑,特别优选2,2’-二(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑。这些联咪唑化合物可以单独使用,或将两种以上混合使用。 
在本发明的放射线敏感性组合物中,在作为[D]成分的放射线敏感性聚合引发剂,使用联咪唑化合物时,为了增加其敏感性,可以添加具有二烷基氨基的脂肪族或芳香族化合物(以下,称为“氨基系增感剂”)。 
作为该氨基系增感剂,可以列举例如4,4’-二(二甲基氨基)二苯酮、4,4’-二(二乙基氨基)二苯酮等。在这些氨基系增感剂中,特别优选4,4’-二(二乙基氨基)二苯酮。上述氨基系增感剂可以单独使用,或将两种以上混合使用。 
此外,在该放射线敏感性组合物中,在将联咪唑化合物与氨基系增感剂联用的情况下,作为氢自由基供应剂,可以添加硫醇化合物。联咪唑化合物通过氨基系增感剂增感而断开,产生咪唑自由基,在该状态下,有时无法出现高的聚合引发能。然而,在联咪唑化合物与氨基系增感剂共存的体系中,通过添加硫醇,从而由硫醇化合物向咪唑自由基中供应氢自由基。结果,咪唑自由基被转化为中性的咪唑,同时,产生聚合具有引发能高的硫自由基的成分,由此,即使是低的放射线照射量,也能形成表面硬度高的固化膜。 
作为该硫醇化合物的具体例,可以列举: 
2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑等的芳香族硫醇化合物; 
3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯等的脂肪族单硫醇化合物; 
季戊四醇四(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)等2官能团以上的脂肪族硫醇化合物。在这些硫醇化合物中,特别优选2-巯基苯并噻唑。 
在联用联咪唑化合物和氨基系增感剂时,作为氨基系增感剂的使用量,相对于100质量份联咪唑化合物,优选为0.1~50质量份,更优选为1~20质量份。通过使氨基系增感剂的使用量为0.1~50质量份,从而能提高放射线敏感性组合物曝光时的固化反应性,提高所得固化膜的表面硬度。 
此外,在联用联咪唑化合物、氨基系增感剂和硫醇化合物时,作为硫醇化合物的使用量,相对于100质量份联咪唑化合物,优选为0.1~50质量份,更优选为1~20质量份。通过使硫醇化合物的使用量为0.1~50质量份,从而能改善所得固化膜的表面硬度。 
该放射线敏感性组合物,优选作为[D]成分的放射线敏感性聚合引发剂,含有O-酰基肟化合物和苯乙酮化合物组成的群组中选择的至少一种。此外,该放射线敏感性组合物,优选作为[D]成分的放射线敏感性聚合引发剂,含有O-酰基肟化合物和苯乙酮化合物组成的群组中选择的至少一种,以及联咪唑化合物。 
该放射线敏感性组合物中,[D]成分的放射线敏感性聚合引发剂的使用量,相对于1质量份[A]成分,优选为0.05~10质量份,更优选为0.1~5质量份。通过使[D]成分使用量为上述范围,从而该放射线敏感性组合物即使在低曝光量的情况下,也能显示出高的放射线敏感度,形成具有足够表面硬度的固化膜。 
([E]多官能团环氧化合物) 
[E]多官能团环氧化合物能提高聚合反应性,进一步提高由放射线敏感性组合物形成的固化膜的表面硬度,因此可以在放射线敏感性组合物中添加。作为多官能团环氧化合物,可以使用在1分子中具有两个以上环氧基的阳离子聚合性化合物。 
像这样的在1分子中具有两个以上环氧基的阳离子聚合性化合物,作为具体例可以列举双酚A二缩水甘油基醚、双酚F二缩 水甘油基醚、双酚S二缩水甘油基醚、氢化双酚A二缩水甘油基醚、氢化双酚F二缩水甘油基醚、氢化双酚AD二缩水甘油基醚等的双酚的二缩水甘油基醚类;1,4-丁二醇二缩水甘油基醚、1,6-己二醇二缩水甘油基醚、甘油三缩水甘油基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、聚乙二醇二缩水甘油基醚、聚丙二醇二缩水甘油基醚等的多元醇的多缩水甘油基醚类;在乙二醇、丙二醇、甘油等的脂肪族多元醇中,加成一种或两种以上的氧化亚烷基而得到的聚醚多醇的脂肪族聚缩水甘油基醚类;在1分子中具有两个以上3,4-环氧环己基的化合物;双酚A酚醛型环氧树脂等的苯酚酚醛型环氧树脂;甲酚酚醛型环氧树脂;聚苯酚型环氧树脂;环状脂肪族环氧树脂;脂肪族长链二元酸的二缩水甘油酯类;高级脂肪酸的缩水甘油酯类;环氧化大豆油、环氧化亚麻子油等。在这些1分子中具有两个以上环氧基的阳离子聚合性化合物中,优选苯酚酚醛型环氧树脂和聚苯酚型环氧树脂。 
在1分子中具有两个以上3,4-环氧环己基的化合物,作为具体例,可以列举3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-甲代-二噁烷、二(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、二(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基-3’,4’-环氧-6’-甲基环己烷羧酸酯、甲撑二(3,4-环氧环己烷)、二环戊二烯二环氧化物、乙二醇的二(3,4-环氧环己基甲基)醚、乙撑二(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯等。 
作为在1分子中具有两个以上环氧基的化合物的市售品,例如,作为双酚A型环氧树脂,可以列举エピコ一ト1001、エピコ一ト1002、エピコ一ト1003、エピコ一ト1004、エピコ一ト1007、エピコ一ト1009、エピコ一ト1010、エピコ一ト828(ジヤパンエポ キシレジン(株)制造);作为双酚F型环氧树脂,可以列举エピコ一ト807(ジヤパンエポキシレジン(株)制造);作为苯酚酚醛型环氧树脂(双酚A酚醛型环氧树脂等),可以列举エピコ一ト152、エピコ一ト154、エピコ一ト157S65(ジヤパンエポキシレジン(株)制造)、EPPN201、EPPN 202(日本化药(株)制造);作为甲酚酚醛型环氧树脂,可以列举EOCN102、EOCN103S、EOCN104S、1020、1025、1027(日本化药(株)制造)、エピコ一ト180S75(ジヤパンエポキシレジン(株)制造);作为聚苯酚型环氧树脂,可以列举エピコ一ト1032H60、エピコ一トXY-4000(ジヤパンエポキシレジン(株)制造);作为环状脂肪族环氧树脂,可以列举CY-175、CY177、CY179、アラルダイトCY-182、アラルダイト192、184(チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ(株)制造)、ERL-4234、4299、4221、4206(U.C.C社制造)、シヨ一ダイン509(昭和电工(株)制造)、エピクロン200、エピクロン400(大日本インキ(株)制造)、エピコ一ト871、エピコ一ト872(ジヤパンエポキシレジン(株)制造)、ED-5661、ED-5662(セラニ一ズコ一テイング社制造);作为脂肪族聚缩水甘油基醚,可以列举エポライト100MF(共荣社化学(株)制造)、エピオ一ルTMP(日本油脂(株)制造)。 
这些[E]成分的多官能团环氧化合物可以单独使用,或将两种以上混合使用。该放射线敏感性组合物中,[E]成分的多官能环氧化合物的使用量,相对于1质量份[A]成分的光聚合引发剂,优选为0.05~10质量份,更优选为0.1~5质量份。通过使[E]成分的使用量为0.05~10质量份,从而能提高聚合反应性,且能将形成的固化膜的表面硬度保持在较高的程度。 
([F]粘合助剂) 
[F]成分的粘合助剂,能用于进一步提高所得固化膜与基板的 粘合性。作为这样的粘合助剂,优选具有羧基、甲基丙烯酰基、乙烯基、异氰酸酯基、环氧乙烷基等的反应性官能团的官能性硅烷偶联剂。作为粘合助剂的具体例,可以列举γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等。这些粘合助剂可以单独使用,或将两种以上混合使用。 
该放射线敏感性组合物中,[F]成分的粘合助剂的使用量,相对于1质量份[A]成分的光聚合引发剂,为0.05~10质量份,更优选为0.05~8质量份。通过使粘合助剂的使用量为上述范围,从而能改善固化膜对基板的粘合性,且能将图案形成能力保持在较高的程度。 
([G]表面活性剂) 
[G]成分的表面活性剂,可以用于进一步提高放射线敏感性组合物的涂布形成性。作为该表面活性剂,可以列举例如氟类表面活性剂、聚硅氧烷系表面活性剂、和其他表面活性剂。 
作为氟类表面活性剂,可以列举在末端、主链和侧链的至少任意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(1,1,2,2,3,3-六氟-正庚基)醚、八乙二醇(1,1,2,2-四氟-正丁基)醚、六丙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟-正庚基)醚、八丙二醇(1,1,2,2-四氟-正丁基)醚、全氟正十二烷基磺酸钠、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、二甘油四(氟代烷基聚氧乙烯醚)、氟代烷基铵碘化物、氟代烷基甜菜碱、其他氟代烷基聚氧乙烯醚、全氟烷基聚氧乙醇、全氟烷基醇化物、羧酸氟代烷基酯等。 
作为氟类表面活性剂的市售品,可以列举例如BM-1000、BM-1100(以上为BM CHEMIE社制造)、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、メガフアツクF476(以上为大日本インキ化学工业(株)制造)、フロラ一ドFC-170C、フロラ一ド-171、フロラ一ド-430、フロラ一ド-431(以上为住友スリ一エム(株)制造)、サ一フロンS-112、サ一フロン-113、サ一フロン-131、サ一フロン-141、サ一フロン-145、サ一フロン-382、サ一フロンSC-101、サ一フロン-102、サ一フロン-103、サ一フロン-104、サ一フロン-105、サ一フロン-106(以上为旭硝子(株)制造)、エフトツプEF301、エフトツプ303、エフトツプ352(以上为新秋天田化成(株)制造)、フタ一ジエントFT-100、フタ一ジエント-110、フタ一ジエント-140A、フタ一ジエント-150、フタ一ジエント-250、フタ一ジエント-251、フタ一ジエント-300、フタ一ジエント-310、フタ一ジエント-400S、フタ一ジエントFTX-218、フタ一ジエント-251(以上,为(株)字オス制造)等。 
作为聚硅氧烷系表面活性剂的具体例,以市售的商品名为例,可以列举例如ト一レシリコ一ンDC3PA、ト一レシリコ一ンDC7PA、ト一レシリコ一ンSH11PA、ト一レシリコ一ンSH21PA、ト一レシリコ一ンSH28PA、ト一レシリコ一ンSH29PA、ト一レシリコ一ンSH30PA、ト一レシリコ一ンSH-190、ト一レシリコ一ンSH-193、ト一レシリコ一ンSZ-603、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、SH 8400FLUID(以上为东レ·ダウコ一ニング·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)、有机硅氧烷聚合物KP341(信越 化学工业(株)制造)等。 
这些[G]成分的表面活性剂,可以单独使用或将两种以上混合使用。该放射线敏感性组合物中,[G]成分的表面活性剂的使用量,相对于1质量份[A]成分,为0.001~1质量份,更优选为0.005~0.5质量份。通过使表面活性剂的使用量为上述范围,从而能减少在基板上形成涂膜时的涂布不均匀。 
(放射线敏感性组合物的制备) 
本发明的放射线敏感性组合物,通过将上述[A]光聚合引发剂、[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物、以及上述任选添加的其他成分均匀混合而制备。该放射线敏感性组合物,优选以在适当的溶剂中溶解的溶液状态下使用。例如,可以将[A]光聚合引发剂、[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物、以及任选添加的其他成分按照规定的比例在溶剂中混合,从而制备溶液状态的放射线敏感性组合物。 
作为在该放射线敏感性组合物的制备中使用的溶剂,可以使用能将[A]光聚合引发剂、[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物、以及其他任选成分的各成分均匀溶解,且不会与各成分反应的溶剂。作为该溶剂,可以列举与作为能用于制备[C]碱可溶性树脂的溶剂,在以上例示的物质同样的溶剂。 
在该溶剂中,从各成分的溶解性、与各成分的非反应性、涂膜形成的容易性等观点出发,可以特别优选使用例如:二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、乙二醇丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、环己醇乙酸酯、苄醇、3-甲氧基丁醇。这些溶剂可以仅单独使用一种,也可以将二种以上混合使用。 
在将该放射线敏感性组合物以溶液状态制备时,固体成分浓度(在组合物溶液中所占溶剂以外的成分,即上述[A]成分和[B]成分以及其他任意成分总量的比例)可以根据使用目的或期望膜厚的值等,设定成任意的浓度(例如5~50质量%)。由此制备的放射线敏感性组合物的溶液还可以在使用孔径0.2~0.5μm左右的微孔过滤器等过滤后,进行使用。 
(固化膜) 
由本发明的放射线敏感性组合物形成固化膜,从后述的实施例中显而易见,有高的表面硬度和优异的透明性,这样的固化膜,可适用于要求有高的表面硬度和优异的透明性的技术用途中,例如液晶器件、半导体器件的保护膜、绝缘膜以及作为图案形成用的材料,均可适用。 
(固化膜的形成方法) 
下面,对由本发明的放射线敏感性组合物形成固化膜的方法进行说明。使用了该放射线敏感性组合物的固化膜的形成方法,特征在于按照以下顺序,包含下述工序(1)~(4)。工序(3)可以在需要形成图案时进行。 
即,固化膜的形成方法包括: 
(1)在基板上形成本发明放射线敏感性组合物的涂膜工序; 
(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; 
(4)对工序(3)中显影的涂膜进行加热的工序。 
以下,对各工序依次进行说明。 
(1)在基板上形成本发明放射线敏感性组合物的涂膜工序作为其中使用的基板,没有特别的限定,可以列举透明基板或 金属基板等。作为该透明基板,可以列举例如玻璃基板、树脂基板等,作为其具体例,可以列举由碱石灰玻璃、无碱玻璃等玻璃基板;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、聚酰亚胺等塑料构成的树脂基板。可以在该透明基板的一个面上形成透明导电膜,在该透明导电膜上形成放射线敏感性组合物的涂膜。 
作为在上述透明基板的一个面上设置的透明导电膜,可以列举由氧化锡(SnO2)构成的NESA膜(美国PPG社的注册商标)、由氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)构成的ITO膜等。 
在通过涂布法形成涂膜时,在透明导电膜上涂布放射线敏感性组合物的溶液后,优选对涂布面进行加热(预烘焙),从而形成涂膜。在涂布法中使用的组合物溶液的固体成分浓度优选为5~50质量%,更优选为10~40质量%,进一步优选为15~35质量%。作为组合物溶液的涂布方法,没有特别的限定,可以采用例如喷涂法、辊涂法、旋涂法(spin coat method)、缝模涂布法、棒涂法、喷墨涂布法等适当的方法。在这些涂布方法中,特别优选旋涂法或狭缝模涂布法。 
上述预烘焙的条件,根据各成分的种类或混合比例等有所不同,优选为70~120℃下进行1~15分钟左右。作为预烘焙后涂膜的膜厚,优选为0.5~10μm,更优选为1.0~7.0μm左右。 
(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 
然后,对形成涂膜的至少一部分照射放射线。此时,在仅对涂布的一部分照射时,可以采用例如通过具有规定图案的掩模进行照射的方法。 
作为照射使用的放射线,可以列举可见光线、紫外线、远紫外线等。其中,优选波长在250~550nm范围内的放射线。 
放射线照射量(曝光量)以通过照度计(OAI model 356、OpticalAssociates Inc.制造)测定照射的放射线的波长365nm中的照度的值,优选为100~5,000J/m2,更优选为200~3,000J/m2。 
(3)将工序(2)中照射了放射线的涂膜显影的工序 
然后,通过对放射线照射后的涂膜进行显影,从而除去不需要的部分,形成规定的图案。 
作为在显影中使用的显影液,可以使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等的无机碱、四甲基铵氢氧化物、四乙基铵氢氧化物等的季铵盐等碱(碱性化合物)的水溶液。在这些碱水溶液中,可以适当添加甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂和/或表面活性剂进行使用。碱水溶液中碱的浓度,从获得适当显影性的观点出发,可以优选为0.1质量%以上5质量%以下。作为显影方法,可以是盛液法、浸渍法、淋浴法等的任一种,显影时间优选在常温下为10~180秒左右。 
(4)对工序(3)中显影的涂膜进行加热的工序 
在上述显影处理后,对于图案化的涂膜,优选用流水洗涤30~90秒,然后用压缩空气或压缩氮气风干。接着,通过热板、烘箱等适当的加热装置,将所得图案化的涂膜在规定温度,例如100~250℃下,以规定的时间,例如在热板上加热5~30分钟,在烘箱中加热(后烘焙)30~180分钟,从而可以获得具有高表面硬度的固化膜。 
实施例 
以下,通过合成例和实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明并不受到这些实施例的限定。 
<[A]成分化合物(光聚合引发剂)的合成例> 
[实施例1](化合物(A-1)的合成) 
根据下述合成路线,合成作为最终产物的化合物(A-1)(上式(3)表示的化合物)。 
步骤(I):中间体(a)的合成 
在300ml的茄型烧瓶中,加入8.5g(61.5mmol)5-降冰片烯-2-羧酸,在60ml乙醇中溶解,进行氮气置换。然后,加入0.5g的5%钯-碳,接着在常压下40℃,通过氢气进行接触还原。在搅拌16小时后,在吸滤装置中放入纸和硅藻土,进行吸滤。减压馏去滤液,获得8.6g中间体(a)。 
测定该中间体(a)的1H-NMR,结果如下。 
1H-NMR(溶剂:CDCl3)化学偏移δ:2.74ppm、2.60ppm、(两种异构体的峰总计1H)、2.36ppm(1H)、2.06ppm(1H)、1.7~1.2ppm(8H) 
步骤(II):中间体(b)的合成 
在300ml的茄型烧瓶中,加入14g(10mmol)中间体(a)和16ml(220mmol)亚硫酰氯,在室温25℃下搅拌,然后加入0.1ml的N,N-二甲基甲酰铵,再搅拌20小时。减压馏去反应液,获得15.9g 中间体(b)。 
步骤(III):中间体(c)的合成 
在1000ml的茄型烧瓶中,加入24g(101mmol)3-乙酰基-9-乙基咔唑,在400ml二氯甲烷中溶解,在该溶液中添加43g(350mmol)氯化铝,然后冰冷,使反应液温度降至10℃。在50ml二氯甲烷中溶解35g(220mol)中间体(b),向该反应液中滴入。在滴入中,将反应液温度保持在10~20℃。在滴入结束后,在20℃下搅拌反应液20小时。将反应液倒入150g冰水中,搅拌,再加入200ml水,用200ml氯仿萃取3次。收集有机层,用饱和碳酸氢钠洗涤,然后用蒸馏水洗涤,减压馏去溶剂,获得粗产物。用硅胶柱色谱精制该粗产物,获得25.5g中间体(c)。 
测定该化合物的1H-NMR,结果如下。 
1H-NMR(溶剂:CDCl3)化学偏移δ:8.80ppm、8.76ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.57ppm、8.54ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.21ppm、8.18ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.97ppm、7.95ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.44ppm(2H)、4.40ppm(2H)、3.92ppm、3.40ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.74ppm、2.60ppm、(两种异构体的峰总计1H)、2.36ppm(1H)、2.30ppm(3H)、2.06ppm(1H)、1.7~1.2ppm(10H) 
步骤(IV):中间体(d)的合成 
在500ml茄型烧瓶中,加入25.5g(70.9mmol)中间体(c),在250ml二甲基乙酰胺中溶解,加入4.5g(112mmol)氢氧化钠,在65℃下搅拌1小时。然后向该反应液中加入9.0g(125mmol)氯代羟胺,升温至90℃,在该温度下搅拌1小时。然后将反应液冷却至室温,加入200ml蒸馏水,用200ml乙酸乙酯萃取3次。收集有机层,用200ml蒸馏水洗净,减压馏去有机层,获得中间体(d)。 
步骤(V):化合物(A-1)的合成 
在500ml茄型烧瓶中,加入25.5g(70.9mmol)中间体(d),在100ml乙酸正丁酯中溶解,加入10g(98mmol)乙酸酐,在90℃下搅拌1小时。将反应液冷却至室温,加入200ml水,萃取有机层,再用100ml乙酸正丁酯萃取2回。收集该有机层,用200ml蒸馏水洗净,减压馏去,获得粗产物。用硅胶柱色谱精制该粗产物,从而获得21.1g化合物(A-1)。 
测定该化合物的1H-NMR、FT-IR、质量分析、UV,结果如下。 
1H-NMR(溶剂:CDCl3)化学偏移δ:8.80ppm、8.76ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.57ppm、8.54ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.21ppm、8.18ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.97ppm、7.95ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.44ppm(2H)、4.40ppm(2H)、3.92ppm、3.40ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.74ppm、2.60ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.53ppm(3H)、2.36ppm(1H)、2.30ppm(3H)、2.06ppm(1H)、1.7~1.2ppm(10H) 
FT-IR(KBr)3072cm-1、2956cm-1、2869cm-1、2821cm-1、1764cm-1、1666cm-1、1627cm-1、1592cm-1
LC-MS[M+H]:m/z=417 
UV(λmax)258nm,292nm 
[实施例2](化合物(A-2)的合成) 
在上述化合物(A-1)的合成路线的步骤(I)中,除了不通过氢气进行接触还原以外,与实施例1同样进行,获得实施例2的化合物(A-2)(上式(4)表示的化合物)。 
测定化合物(A-2)的1H-NMR、FT-IR、质量分析、UV,结果如下。 
1H-NMR(溶剂:CDCl3)化学偏移δ:8.81ppm、8.75ppm(两种 异构体的峰总计1H)、8.57ppm、8.54ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.23ppm、8.14ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.96ppm、7.95ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.44ppm(2H)、5.98ppm(2H)、4.40ppm(2H)、3.94ppm、3.40ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.77ppm、2.64ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.54ppm(3H)、2.37ppm(1H)、2.30ppm(3H)、2.06ppm(1H)、1.7~1.2ppm(8H) 
FT-IR(KBr)3075cm-1、2950cm-1、2860cm-1、2828cm-1、1770cm-1、1658cm-1、1615cm-1、1584cm-1
LC-MS[M+H]:m/z=415 
UV(λmax)265nm,298nm 
[实施例3](化合物(A-3)的合成) 
在上述化合物(A-1)的合成路线的步骤(I)中,除了使用5-降冰片烯-2-甲基-2-羧酸代替5-降冰片烯-2-羧酸以外,与实施例1同样进行,获得实施例3的化合物(A-3)(上式(5)表示的化合物)。 
测定化合物(A-3)的1H-NMR、FT-IR、质量分析、UV,结果如下。 
1H-NMR(溶媒:CDCl3)化学偏移δ:8.84ppm、8.72ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.54ppm、8.53ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.23ppm、8.15ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.97ppm、7.95ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.44ppm(2H)、4.40ppm(2H)、3.94ppm、3.40ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.74ppm、2.63ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.58ppm(3H)、2.34ppm(1H)、2.36ppm(3H)、2.01ppm(1H)、1.7~1.2ppm(12H) 
FT-IR(KBr)3074cm-1、2958cm-1、2875cm-1、2832cm-1、1764cm-1、1668cm-1、1620cm-1、1597cm-1
LC-MS[M+H]:m/z=430 
UV(λmax)257nm,290nm 
[实施例4](化合物(A-4)的合成) 
在上述化合物(A-1)的合成路线的步骤(I)中,除了使用环己烷羧酸代替5-降冰片烯-2-羧酸,不通过氢气进行接触还原外,与实施例1同样进行,获得实施例4的化合物(A-4)(上式(6)表示的化合物)。 
测定化合物(A-4)的1H-NMR、FT-IR、质量分析、UV,结果如下。 
1H-NMR(溶媒:CDCl3)化学偏移δ:8.86ppm、8.77ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.56ppm、8.53ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.23ppm、8.18ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.94ppm、7.91ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.42ppm(2H)、4.45ppm(2H)、3.98ppm、3.43ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.76ppm、2.65ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.65ppm(3H)、2.36ppm(1H)、2.38ppm(3H)、2.10ppm(1H)、1.7~1.2ppm(10H) 
FT-IR(KBr)3078cm-1、2963cm-1、2878cm-1、2835cm-1、1766cm-1、1658cm-1、1615cm-1、1590cm-1
LC-MS[M+H]:m/z=404 
UV(λmax)260nm,288nm 
[实施例5](化合物(A-5)的合成) 
在上述化合物(A-1)的合成路线的步骤(I)中,除了使用三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基羧酸代替5-降冰片烯-2-羧酸,不通过氢气进行接触还原外,与实施例1同样进行,获得实施例5的化合物(A-5)(上式(7)表示的化合物)。 
测定化合物(A-5)的1H-NMR、FT-IR、质量分析、UV,结果如 下。 
1H-NMR(溶媒:CDCl3)化学偏移δ:8.92ppm、8.69ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.56ppm、8.54ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.28ppm、8.15ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.96ppm、7.92ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.44ppm(2H)、4.41ppm(2H)、3.92ppm、3.42ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.74ppm、2.61ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.67ppm(3H)、2.32ppm(1H)、2.32ppm(3H)、2.14ppm(1H)、1.7~1.1ppm(14H) 
FT-IR(KBr)3083cm-1、2970cm-1、2872cm-1、2838cm-1、1761cm-1、1652cm-1、1612cm-1、1598cm-1
LC-MS[M+H]:m/z=456 
UV(λmax)263nm,291nm 
[实施例6](化合物(A-6)的合成) 
在上述化合物(A-1)的合成路线的步骤(I)中,除了使用1-金刚烷羧酸代替5-降冰片烯-2-羧酸,不通过氢气进行接触还原,以及在步骤(II)中,使用3-辛酮基-9-甲基咔唑代替3-乙酰基-9-乙基咔唑外,与实施例1同样进行,获得实施例6的化合物(A-6)(上式(8)表示的化合物)。 
测定化合物(A-6)的1H-NMR、FT-IR、质量分析、UV,结果如下。 
1H-NMR(溶媒:CDCl3)化学偏移δ:8.92ppm、8.69ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.53ppm、8.52ppm(两种异构体的峰总计1H)、8.23ppm、8.10ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.98ppm、7.92ppm(两种异构体的峰总计1H)、7.48ppm(2H)、4.41ppm(2H)、3.95ppm、3.43ppm(两种异构体的峰总计1H)、2.74ppm、2.61ppm(两种异构体 的峰总计1H)、2.62ppm(3H)、2.35ppm(1H)、2.36ppm(3H)、2.18ppm(1H)、1.7~1.1ppm(16H) 
FT-IR(KBr)3088cm-1、2980cm-1、2878cm-1、2840cm-1、1765cm-1、1658cm-1、1622cm-1、1560cm-1
LC-MS[M+H]:m/z=578 
UV(λmax)256nm,287nm 
<[C]成分碱可溶性树脂(共聚物)的合成例> 
[合成例C-1](共聚物(C-1)的合成) 
在具有冷却管和搅拌机的烧瓶中,加入5质量份2,2’-偶氮二异丁腈和250质量份丙二醇单甲醚乙酸酯,接着加入18质量份甲基丙烯酸、25质量份甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基、5质量份苯乙烯、30质量份甲基丙烯酸-2-羟基乙基酯,以及加入22质量份甲基丙烯酸苄基酯,用氮气置换。然后缓慢搅拌,并将溶液的温度升至70℃。将该温度保持5小时,聚合,从而获得固体成分浓度28.8%的共聚物(C-1)溶液。对于所得共聚物(C-1)使用以下的装置和条件测定Mw,为13,000。 
装置:GPC-101(昭和电工(株)制造) 
柱:将GPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803和GPC-KF-804 
移动相:四氢呋喃 
<光聚合引发剂对有机溶剂的溶解度评价> 
测定化合物(A-1)~(A-6)和100g化合物(D-1)(乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基])-1-(O-乙酰肟:下式(12)表示的化合物)(チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社制造的“イルガキユアOXE02”)的PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)或100g环己酮在20℃下的溶解度。结果在表1中示出。 
表1 
    A-1   A-2   A-3   A-4   A-5   A-6   D-1
  PGMEA(g/100g,20℃)   25   20   30   40   40   40   10
  环己酮(g/100g,20℃)   45   40   50   50   50   50   30
<放射线敏感性组合物的制备> 
[实施例7] 
将1质量份(固体成分)作为[A]成分的实施例1的化合物(A-1)、100质量份作为[B]成分的二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(日本化药(株)制造的“KAYARAD DPHA”)、5质量份作为[F]成分的γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷和0.3质量份作为[G]成分的氟类表面活性剂((株)字オス制造的“FTX-218”)混合,在二乙二醇乙基甲基醚中溶解,使固体成分浓度为30质量%,然后用孔径0.2μm的膜过滤器过滤,制备实施例7的放射线敏感性组合物的溶液。 
[实施例8~16和比较例1~5] 
作为[A]~[G]成分,除了使用如表1所述的种类和量以外,与实施例1同样制备实施例8~16和比较例1~5的放射线敏感性树脂组合物的溶液。 
在表1中,对于[B]、[D]、[E]、[F]和[G]成分的省略符号,分别表示如下的化合物。 
B-1:二季戊四醇五五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(日本化药(株)制造的“KAYARAD DPHA”) 
B-2:琥珀酸改性季戊四醇三丙烯酸酯(东亚合成(株)制造的アロニツクスTO-756) 
D-1:(乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基])-1-(O-乙酰肟)(チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社制造的“イルガキユアOXE02”) 
D-2:2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮(チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社制造的“イルガキユア379”) 
D-3:2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉丙烷-1-酮(チバ·スペシヤルテイ一·ケミカルズ社制造的“イルガキユア907”) 
E-1:苯酚酚醛型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン(株)制造的“エピコ一ト152”) 
E-2:双酚A酚醛型环氧树脂(ジヤパンエポキシレジン(株)制造的“エピコ一ト157S65”) 
F-1:γ-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷 
G-1:氟类表面活性剂((株)字オス制造的“FTX-218”) 
<放射线敏感性组合物和固化膜的特性评价> 
如下进行上述制备的实施例7~16和比较例1~5的放射线敏感性组合物和由此形成的固化膜的评价。评价结果在表2中示出。 
(1)放射线敏感性组合物的放射线敏感度的评价 
在无碱玻璃基板上,分别用旋涂器涂布放射线敏感性组合物的溶液,在80℃的热板上预烘焙3分钟,从而形成放射线敏感性组合物的涂膜(膜厚4.0μm)。在所得涂膜上,使用具有多个直径15μm 丸状残留图案的光掩模进行曝光。此时,在涂膜表面与光掩模之间设置规定的间隙(曝光间隙)。然后,使用高压水银灯,通过上述光掩模,改变曝光量并对涂膜进行曝光。接着,使用浓度为0.05质量%的氢氧化钾水溶液,在25℃下,在20秒的显影时间内,通过淋浴法进行显影,然后用纯水洗涤1分钟,再在烘箱中,在230℃后烘焙20分钟,从而形成圆状图案。用激光显微镜(キ一エンス制造的VK-8500)测定后烘焙后的该圆状图案的高度。通过在下式中使用该值求出残膜率(%)。 
残膜率(%)=(后烘焙后的图案高度/初期膜厚4.0μm)×100 
将该残膜率为90%以上的曝光量作为放射线敏感性组合物的放射线敏感度。在曝光量为900J/cm2以下时,放射线敏感度良好。 
(2)固化膜透明性的评价 
除了不使用光掩模,曝光量为600J/m2以外,与上述“(1)放射线敏感性组合物的放射线敏感度的评价”同样,在玻璃基板(“NA35(NHテクノグラス(株)社制造)”)上形成固化膜。使用150-20型双光束分光光度计((株)日立制作所制造),将没有保护膜的玻璃基板作为参照侧,在400~800nm范围的波长下测定该具有固化膜的玻璃基板的光线透过率。将此时的最低光线透过率的值作为固化膜透明性的评价。在该值为95%以上时,固化膜的透明性称之为良好。 
(3)固化膜的铅笔硬度(表面硬度)的测定 
对于具有与上述“(2)固化膜透明性的评价”同样形成的固化膜的基板,通过JISK-5400-1990的8.4.1铅笔划伤试验,测定固化膜的铅笔硬度(表面硬度)。在该值为3H以上时,固化膜的表面硬度良好。 
表2 
如表1所示,发现实施例1~6合成的本发明的化合物(A-1)~(A-6),对于作为溶剂的PGMEA和环己酮分别具有高的溶解性。此外,如表2所示,发现含有发明的化合物(A-1)~(A-6)的实施例7~16的放射线敏感性组合物与比较例1~5相比,显示出相同或高的放射线敏感度,所得固化膜的透明性和表面硬度优异。 
工业上的可利用性 
在本发明的新化合物作为光聚合引发剂使用时,显示出高的放射线敏感度,且具有优异的溶解性,并且能形成具有高透明性和足够的表面硬度的固化膜,因此作为放射线敏感性组合物的成分非常有利用价值。 

Claims (6)

1.下式(1)表示的一种化合物,其特征在于,
在式(1)中,R1是碳原子数为1~8的烷基或苯基;
R2和R3各自独立地是碳原子数为1~8的烷基;
R4是环己基、降冰片基、二降冰片基、三降冰片基、金刚烷基、环己烯基、降冰片烯基或二降冰片烯基,其氢原子的部分或全部可以被碳原子数为1~8的烷基取代;
R5和R6各自独立地是碳原子数为1~8的烷基或甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、丁氧基、戊氧基,n为0~3的整数,m为0~3的整数。
2.如权利要求1所述的化合物,其中,上述R4为在1位具有氢原子或碳原子数为1~4的直链状烷基的环己基、降冰片基、二降冰片基、三降冰片基、金刚烷基、环己烯基、降冰片烯基或二降冰片烯基。
3.一种放射线敏感性组合物,其含有[A]作为光聚合引发剂的权利要求1或权利要求2的化合物和[B]具有乙烯性不饱和双键的聚合性化合物。
4.如权利要求3所述的放射线敏感性组合物,其还含有[C]碱可溶性树脂。
5.一种固化膜,其由权利要求3或权利要求4所述的放射线敏感性组合物形成。
6.一种固化膜的形成方法,其包括:
(1)在基板上形成权利要求3或权利要求4所述的放射线敏感性组合物的涂膜工序;
(2)在工序(1)中形成的涂膜的至少一部分上照射放射线的工序;
(3)将工序(2)中照射了放射线的涂膜显影的工序;
(4)对工序(3)中显影的涂膜进行加热的工序。
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