JP2006003668A - Method for cleaning transparent permanent film - Google Patents

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Satoru Fujii
悟 藤井
Takayuki Morita
貴之 森田
Kei Kitano
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems that in a developing process of a permanent transparent photosensitive resist, a developing solution component used in a developing solution permeates the surface layer of the photosensitive resist film or deposits on the surface of the photosensitive resist film and that the depositing developing solution component is not sufficiently removed in a rinsing step with pure water and causes coloring in a heating step, and to provide a method for cleaning after developing so as to provide a photosensitive resist film with excellent transparency. <P>SOLUTION: The method for cleaning a transparent permanent film includes a step of supplying an acidic aqueous solution to a photosensitive resist film after being exposed and developed in a patterning step of the photosensitive resist. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体集積回路、液晶ディスプレイ(LCD)用薄膜トランジスタ(TFT)回路、回路製造用のマスクを作成するための感光性レジスト、あるいは、層間絶縁膜およびカラーフィルター用保護膜などの透明性が要求される永久膜用形成材料の現像後の洗浄処理方法に関する。   The present invention has transparency such as a semiconductor integrated circuit, a thin film transistor (TFT) circuit for a liquid crystal display (LCD), a photosensitive resist for forming a mask for manufacturing a circuit, or an interlayer insulating film and a protective film for a color filter. The present invention relates to a cleaning method after development of a required material for forming a permanent film.

近年、急速に発展してきた液晶ディスプレイ(LCD)産業において、特に1画素ごとに薄膜トランジスタ(TFT)を組み込んだアクティブマトリクス型の液晶ディスプレイ(AM−LCD)は、その応答速度の早さからCRT(ブラウン管)に代わる次世代表示デバイスの本命とみなされており、表示画面を大きくすることが望まれている。   In the liquid crystal display (LCD) industry, which has been rapidly developing in recent years, an active matrix type liquid crystal display (AM-LCD) in which a thin film transistor (TFT) is incorporated in each pixel is particularly a CRT (CRT) because of its fast response speed. ) Is regarded as a favorite of the next generation display device, and it is desired to enlarge the display screen.

ところで、AM−LCDのTFT回路は、一般には、数ミクロン程度の解像度が得られる感光性レジストを用いて形成されている。上述のように液晶ディスプレイの表示性能、品質を向上させるためには、該感光性レジストは高い透明性が要求される。   Incidentally, the TFT circuit of the AM-LCD is generally formed using a photosensitive resist capable of obtaining a resolution of several microns. As described above, in order to improve the display performance and quality of the liquid crystal display, the photosensitive resist is required to have high transparency.

さらに液晶ディスプレイを製造する場合には、上記のようなAM−LCD回路以外にも、従来熱硬化性樹脂を用いて形成されている層間絶縁膜、カラーフィルター用保護膜などの永久膜を、感光性レジストで形成しようとする試みが盛んに行われている。   Further, when manufacturing a liquid crystal display, in addition to the AM-LCD circuit as described above, a permanent film such as an interlayer insulating film and a color filter protective film which are conventionally formed using a thermosetting resin is photosensitive. Attempts have been actively made to form a resist.

このような液晶ディスプレイの層間絶縁膜、保護膜などの永久膜を形成するには、その表示性能に大きく影響を与える透明性に優れた感光性レジストが要求される。しかし、ノボラック樹脂とキノンジアジド化合物とを含む従来のポジ型感光性レジストを用いても、耐熱性、溶剤耐性もさることながら、特に透明性が不充分であった(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。   In order to form a permanent film such as an interlayer insulating film and a protective film of such a liquid crystal display, a photosensitive resist having excellent transparency that greatly affects the display performance is required. However, even if a conventional positive photosensitive resist containing a novolac resin and a quinonediazide compound is used, the transparency is particularly insufficient, in addition to heat resistance and solvent resistance (Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3).

そこで近年、フェノール樹脂の代わりに高耐熱透明樹脂を用いた感光性レジストが開発され、多くの液晶ディスプレイ、特に透明性が重視される透過型、半透過型液晶ディスプレイに永久膜として用いられている。最近では液晶ディスプレイの表示性能、品質のさらなる向上のため、感光性レジストにはさらなる透明性が求められている(特許文献4、特許文献5)。   Therefore, in recent years, photosensitive resists using highly heat-resistant transparent resins instead of phenolic resins have been developed and used as permanent films in many liquid crystal displays, particularly transmissive and transflective liquid crystal displays where transparency is important. . Recently, in order to further improve the display performance and quality of the liquid crystal display, further transparency is required for the photosensitive resist (Patent Documents 4 and 5).

特開昭62−35349号公報JP-A-62-35349 特開平1−142548号公報JP-A-1-142548 特開平1−179147号公報JP-A-1-179147 特開平7−248629号公報JP-A-7-248629 特開2003−89716号公報JP 2003-89716 A

一方、感光性レジスト膜はその永久材料としての耐久性を要求されるために、パターニング後に熱による硬化処理が行なわれる。しかし、その際に着色が起こり、感光性レジスト膜の透明性が低下するという問題がある。さらには、熱硬化した感光性レジスト膜上に各種無機膜が積層、製膜される際、さらに長時間、高温にさらされるために、より着色が生じやすいという問題もある。これは、永久透明膜形成用の感光性レジストを現像処理した際に、標準的な現像液に使用されている現像液成分であるテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(有機アミン)が感光性レジスト膜の表層に浸透、もしくは感光性レジスト膜表面に付着し、後の加熱工程において、着色を引き起こす要因となっていることに起因している。   On the other hand, since the photosensitive resist film is required to have durability as a permanent material, a curing process by heat is performed after patterning. However, there is a problem that coloring occurs at that time, and the transparency of the photosensitive resist film is lowered. Furthermore, when various inorganic films are laminated and formed on the heat-cured photosensitive resist film, the film is exposed to a high temperature for a long time, so that there is a problem that coloring is more likely to occur. This is because when a photosensitive resist for forming a permanent transparent film is developed, tetramethylammonium hydroxide (organic amine), which is a developer component used in a standard developer, is the surface layer of the photosensitive resist film. This is due to the fact that it penetrates into the surface or adheres to the surface of the photosensitive resist film and causes coloration in the subsequent heating step.

即ち、現像時に感光性レジスト膜の表層や表面に浸透、付着した現像液成分は、純水によるリンス工程でも十分除去出来ておらず、加熱工程での着色要因となっているものと思われる。   That is, the developer component that permeates and adheres to the surface layer and surface of the photosensitive resist film at the time of development cannot be sufficiently removed even in the rinsing process with pure water, and is considered to be a coloring factor in the heating process.

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされ、その目的とするところは、永久膜用の感光性レジストの透明性向上に有用な現像後の洗浄処理方法を提案することにある。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to propose a post-development cleaning treatment method useful for improving the transparency of a photosensitive resist for a permanent film.

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、感光性レジストのパターニング工程において、現像処理後に、酸性水溶液で洗浄することにより、感光性レジスト膜に残存している現像液成分を中和除去し、後の加熱処理時における着色要因を取り除くことが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve such problems, the present inventors have developed development remaining in the photosensitive resist film by washing with an acidic aqueous solution after the development processing in the patterning process of the photosensitive resist. The present inventors have found that it is possible to neutralize and remove the liquid component and remove the coloring factor during the subsequent heat treatment, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は、感光性レジストのパターニング工程において、露光及び現像処理した感光性レジスト膜に対して、酸性水溶液を供給して洗浄処理を行う工程を有する、透明永久膜の洗浄処理方法に関する。   That is, the present invention relates to a method for cleaning a transparent permanent film, which includes a step of supplying an acidic aqueous solution to the photosensitive resist film subjected to exposure and development in the patterning process of the photosensitive resist to perform a cleaning process.

本発明の洗浄処理方法を、感光性樹脂組成物の現像後処理として組み入れることにより、透明性に優れた永久膜が提供される。さらにこの硬化膜は有機性の塗膜であるため、低誘電率であり、加熱硬化を行っているため、耐熱性、および酸、アルカリ、溶剤などの各種薬品に対しての耐性に優れる。そのため、本発明の洗浄処理方法を取り入れて作成した永久膜は、多くの用途に利用することが可能である。例えば、電子部品の保護膜用材料(例えば、カラーフィルターを包含する液晶表示素子、集積回路素子、固体撮像素子などに用いられる保護膜の形成材料);層間絶縁および/または平坦化膜の形成材料;プリント配線板の製造に用いられるソルダー感光性レジスト;あるいは、液晶表示素子におけるビーズスペーサーの代替となる柱状スペーサーの形成に好適なアルカリ可溶型の感光性組成物の処理方法として好適に用いられる。さらに、本発明の洗浄処理方法は、各種光学部品(レンズ、LED、プラスチックフィルム、基板、光ディスクなど);該光学部品の保護膜形成用のコーティング剤;光学部品用接着剤(光ファイバー用接着剤など);偏光板製造用のコーティング剤;ホログラム記録用材料において、透明性の改善処方として好適に利用される。   By incorporating the cleaning treatment method of the present invention as a post-development treatment of the photosensitive resin composition, a permanent film having excellent transparency is provided. Furthermore, since this cured film is an organic coating film, it has a low dielectric constant and is heat-cured, so it has excellent heat resistance and resistance to various chemicals such as acids, alkalis and solvents. Therefore, the permanent film prepared by incorporating the cleaning treatment method of the present invention can be used for many applications. For example, a material for a protective film of an electronic component (for example, a material for forming a protective film used for a liquid crystal display element including a color filter, an integrated circuit element, a solid-state image sensor); a material for forming an interlayer insulating and / or planarizing film A solder photosensitive resist used in the manufacture of printed wiring boards; or a method for treating an alkali-soluble photosensitive composition suitable for forming a columnar spacer that can be used as a substitute for a bead spacer in a liquid crystal display device; . Furthermore, the cleaning treatment method of the present invention includes various optical components (lenses, LEDs, plastic films, substrates, optical disks, etc.); coating agents for forming a protective film for the optical components; adhesives for optical components (adhesives for optical fibers, etc.) ); Coating agent for producing a polarizing plate; In a hologram recording material, it is suitably used as a formulation for improving transparency.

以下、本発明の内容を詳細に説明する。
本発明は、感光性レジストのパターニング工程において、露光及び現像処理した感光性レジスト膜に対して、酸性水溶液を供給して洗浄処理を行う工程を有する、透明永久膜の洗浄処理方法に関する。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a method for cleaning a transparent permanent film, which includes a step of supplying an acidic aqueous solution to perform a cleaning process on an exposed and developed photosensitive resist film in a photosensitive resist patterning process.

本発明の洗浄処理方法は、現像液処理後の純水リンスの代わりに酸性水溶液による処理を行い、その後、純水洗浄して乾燥する。もしくは、一旦、現像処理後に純水リンス、乾燥を行い、その後、酸性水溶液で処理を行い、純水洗浄して乾燥しても良い。   In the cleaning treatment method of the present invention, treatment with an acidic aqueous solution is performed instead of pure water rinsing after the developer treatment, and then the pure water is washed and dried. Alternatively, pure water rinsing and drying may be performed once after the development processing, and then processing may be performed with an acidic aqueous solution, followed by cleaning with pure water and drying.

酸性水溶液は塩酸、硝酸、酢酸などの希薄水溶液、もしくは二酸化炭素を吹き込んだ炭酸水など、酸性を示す水溶液であれば、限定しない。また、それらは単独で用いても、2種以上を混合して用いても構わない。   The acidic aqueous solution is not limited as long as it is a dilute aqueous solution such as hydrochloric acid, nitric acid, and acetic acid, or an aqueous solution that exhibits acidity, such as carbonated water blown with carbon dioxide. Moreover, they may be used independently or may be used in mixture of 2 or more types.

酸性水溶液中の酸成分の濃度は0.01から10重量%の範囲が好ましく、0.05から5重量%の範囲がさらに好適である。仮に酸性水溶液の濃度が0.01重量%未満であるとレジスト表面に残存している現像液の中和能力に乏しく、透明性向上において十分な効果が得られない。また逆に、濃度が10重量%以上である場合は感光性レジスト膜がダメージを受ける恐れがあり、好ましくない。さらに、酸性水溶液の処理時間は5秒から10分が好ましく、30秒から5分がさらに好適である。酸性水溶液による処理方法としては液盛り法、シャワー法、ディッピング法などが用いられ得る。酸性水溶液による処理後、流水やシャワー法、ディッピング法などで純水リンスを30〜90秒間行い、酸性水溶液を除去し、圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、処理が完了する。 The concentration of the acid component in the acidic aqueous solution is preferably in the range of 0.01 to 10% by weight, and more preferably in the range of 0.05 to 5% by weight. If the concentration of the acidic aqueous solution is less than 0.01% by weight, the neutralizing ability of the developer remaining on the resist surface is poor, and a sufficient effect cannot be obtained in improving the transparency. Conversely, when the concentration is 10% by weight or more, the photosensitive resist film may be damaged, which is not preferable. Furthermore, the treatment time of the acidic aqueous solution is preferably 5 seconds to 10 minutes, and more preferably 30 seconds to 5 minutes. As a treatment method using an acidic aqueous solution, a liquid filling method, a shower method, a dipping method, or the like can be used. After the treatment with the acidic aqueous solution, pure water rinsing is performed for 30 to 90 seconds by running water, a shower method, a dipping method, etc., the acidic aqueous solution is removed, and the treatment is completed by air drying with compressed air or compressed nitrogen.

本発明における酸性水溶液で処理を行う感光性レジストの製造方法としては、例えば、アルカリ可溶性樹脂を溶媒に溶解し、この溶液に放射線反応性の化合物として感光剤、さらに必要に応じて種々架橋剤、増感剤、界面活性剤などの各種成分を、所定の割合で混合することにより、感光性レジストの各成分を含有する液状物を得る。これを例えば、孔径0.05〜1.0μm程度のミリポアフィルターなどでろ過して、均一な液状物とするのがより好適である。   As a method for producing a photosensitive resist that is treated with an acidic aqueous solution in the present invention, for example, an alkali-soluble resin is dissolved in a solvent, a photosensitive agent is used as a radiation-reactive compound in this solution, and various crosslinking agents as required. By mixing various components such as a sensitizer and a surfactant in a predetermined ratio, a liquid material containing each component of the photosensitive resist is obtained. For example, it is more preferable to filter this with a Millipore filter having a pore diameter of about 0.05 to 1.0 μm to obtain a uniform liquid.

このようにして得られた液状の感光性レジストを基板表面に塗布し、加熱などの手段により溶媒を除去すると、塗膜を形成することができる。基板表面への感光性レジスト溶液の塗布方法は特に限定されず、たとえばスプレー法、ロールコート法、回転塗布法などの各種の方法を採用することができる。   A coating film can be formed by applying the liquid photosensitive resist thus obtained to the substrate surface and removing the solvent by means such as heating. The method for applying the photosensitive resist solution to the substrate surface is not particularly limited, and various methods such as a spray method, a roll coating method, and a spin coating method can be employed.

次いでこの塗膜は、通常、加熱(プリベーク)される。加熱条件は各成分の種類、配合割合などによっても異なるが、通常70〜120℃で、所定時間、例えばホットプレート上なら1〜10分間、オーブン中では10〜30分間加熱処理をすることによって薄膜を得ることができる。   Next, this coating film is usually heated (prebaked). Although the heating conditions vary depending on the type of each component, the blending ratio, etc., it is usually 70-120 ° C., and for a predetermined time, for example, 1-10 minutes on a hot plate, and 10-30 minutes in an oven, the thin film Can be obtained.

次にプリベークされた塗膜に所定パターンのマスクを介して放射線、例えば紫外線を照射する。そのことにより、放射線反応性の化合物が変化する。キノンジアジド化合物を含有する組成物の場合は、該化合物のジアゾ基の部分がカルボン酸に変化し、アルカリ可溶となる。そのため放射線照射により組成物全体のアルカリに対する溶解度が照射前に比べて高くなる。従って、例えば、適切な濃度でアルカリを含む現像液を用いることにより、現像が可能となる。また、光重合開始材などを含むネガ型レジストの場合は放射線照射により、架橋反応が進むことでアルカリに対する溶解性が低下し、ネガ型のパターンを与える。さらに酸発生材などを含む化学増幅型のネガ型レジストの場合は、放射線照射後に加熱(ポストエクスポージャーベーク)を行い、架橋を促進することも出来る。   Next, the pre-baked coating film is irradiated with radiation, for example, ultraviolet rays through a mask having a predetermined pattern. This changes the radiation-reactive compound. In the case of a composition containing a quinonediazide compound, the diazo group portion of the compound is changed to carboxylic acid and becomes alkali-soluble. Therefore, the solubility with respect to the alkali of the whole composition becomes high by irradiation, compared with before irradiation. Therefore, for example, development is possible by using a developer containing an alkali at an appropriate concentration. In the case of a negative resist containing a photopolymerization initiator or the like, the solubility in alkali decreases due to the progress of the cross-linking reaction due to irradiation, giving a negative pattern. Further, in the case of a chemically amplified negative resist containing an acid generator or the like, crosslinking can be promoted by heating (post-exposure baking) after irradiation.

次いで、適切な現像液により不要な部分を除去して所定のパターンの被膜が形成される。現像液としては、通常、アルカリを含む水溶液が用いられ、該アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水などの無機アルカリ類;エチルアミン、n−プロピルアミンなどの第一級アミン類;ジエチルアミン、ジn−プロピルアミンなどの第二級アミン類;トリエチルアミン、メチルジエチルアミンなどの第三級アミン類;ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリンなどの第四級アンモニウム塩;ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノナンなどの環状アミン類などがある。   Next, unnecessary portions are removed with an appropriate developer to form a film having a predetermined pattern. As the developer, an aqueous solution containing an alkali is usually used. Examples of the alkali include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, and aqueous ammonia; Primary amines such as n-propylamine; Secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine; Tertiary amines such as triethylamine and methyldiethylamine; Alcohols such as dimethylethanolamine and triethanolamine Amines; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline; pyrrole, piperidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo [ 4.3 0] -5-nonane and the like cyclic amines, such as.

また、上記アルカリ水溶液に、メタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒、界面活性剤などを適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。現像時間は通常30〜180秒間であり、現像の方法としては液盛り法、シャワー法、ディッピング法などが用いられ得る。現像後、流水洗浄を30〜90秒間行い、不要な部分を除去し、圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、パターンが形成される。その後、酸性水溶液で処理を行い、純水でリンスを行う。また、前述したように現像液浸漬直後に酸性水溶液で処理を行い、最後に純水洗浄を行っても構わない。その後、ナフトキノンジアジド型感光剤を含むポジ型レジストの場合はこのパターンに紫外線を全面照射することで残存している感光基を分解し、透明性を向上させる。さらにその後、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置により、所定温度たとえば150〜250℃で、所定時間たとえばホットプレート上なら2〜30分間、オーブン中では30〜90分間加熱処理をすることによってパターン化された硬化被膜を得ることができる。   In addition, an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol, a surfactant, or the like to the alkaline aqueous solution can also be used as a developer. The development time is usually 30 to 180 seconds, and as a development method, a liquid piling method, a shower method, a dipping method, or the like can be used. After the development, washing with running water is performed for 30 to 90 seconds, unnecessary portions are removed, and the pattern is formed by air drying with compressed air or compressed nitrogen. Then, it processes with acidic aqueous solution and rinses with a pure water. Further, as described above, the treatment with an acidic aqueous solution may be performed immediately after immersion in the developing solution, and finally the pure water washing may be performed. Thereafter, in the case of a positive resist containing a naphthoquinonediazide-type photosensitizer, the remaining photosensitive groups are decomposed by irradiating the entire surface with ultraviolet rays to improve transparency. After that, it is patterned by heating with a heating device such as a hot plate and oven at a predetermined temperature, for example, 150 to 250 ° C., for a predetermined time, for example, 2 to 30 minutes on the hot plate, and 30 to 90 minutes in the oven. A cured film can be obtained.

本発明における酸性水溶液で処理を行う感光性レジストの製造原料である樹脂成分としては、アルカリ可溶性樹脂は、特に限定されないが、例えば、ポリビニルフェノール、ノボラック樹脂、アクリル系樹脂、が挙げられる。ノボラック樹脂とは、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−キシレノール、3,5−キシレノール、3,4−キシレノール、2,3,5−トリメチルフェノール、4−t−ブチルフェノール、2−t−ブチルフェノール、3−t−ブチルフェノール、3−エチルフェノール、4−エチルフェノール、3−メチル−6−t−ブチルフェノール、4−メチル−2−t−ブチルフェノール、2−ナフトール、1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類を単独または2種以上組合せて、アルデヒド類と常法により縮合させた樹脂が挙げられる。   The resin component that is a raw material for producing the photosensitive resist that is treated with the acidic aqueous solution in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include polyvinylphenol, novolac resin, and acrylic resin. Examples of the novolak resin include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,5-xylenol, 3,5-xylenol, 3,4-xylenol, 2,3,5-trimethylphenol, 4- t-butylphenol, 2-t-butylphenol, 3-t-butylphenol, 3-ethylphenol, 4-ethylphenol, 3-methyl-6-t-butylphenol, 4-methyl-2-t-butylphenol, 2-naphthol, Examples thereof include resins obtained by condensing phenols such as 1,3-dihydroxynaphthalene and 1,5-dihydroxynaphthalene alone or in combination of two or more with aldehydes by a conventional method.

アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド水溶液(ホルマリン)やパラホルムアルデヒド等が挙げられる。特に37%のホルマリンは工業的に量産されており好都合である。   Examples of aldehydes include formaldehyde aqueous solution (formalin) and paraformaldehyde. In particular, 37% formalin is industrially mass-produced and is convenient.

また、アルカリ可溶性樹脂として特に好ましいのは特開2003−89716に記載のフルオレン誘導体であり、その配合組成物を成膜した基板は透明性において優れた特性を示す。   Also particularly preferred as the alkali-soluble resin is the fluorene derivative described in JP-A-2003-89716, and the substrate on which the blended composition is formed exhibits excellent properties in transparency.

本発明における酸性水溶液で処理を行うポジ型感光性レジストの製造原料である感光剤としては、放射線照射により該化合物中のジアゾ部分がカルボン酸に変化しアルカリ可溶性となる性質を有する物であれば特に限定されず、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル(THBP−NQD)等が挙げられ、特にこれらに制限されるものではなく、公知のキノンジアジドスルホン酸エステル等を用いることができる。また、感光剤は、単独であっても2種類以上を組合せて用いてもよい。   As a photosensitizer that is a raw material for producing a positive photosensitive resist that is processed with an acidic aqueous solution in the present invention, any photosensitizing agent that has a property that the diazo moiety in the compound is converted into a carboxylic acid by irradiation and becomes alkali-soluble can be used. Not particularly limited, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-5 A sulfonic acid ester (THBP-NQD) and the like can be mentioned, and the quinone diazide sulfonic acid ester and the like can be used without being particularly limited thereto. The photosensitizers may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いるポジ型感光剤の配合割合は通常使用される割合でよく、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して、下限は通常1重量部以上、好ましくは3重量部以上、より好ましくは5重量部以上であり、上限は通常100重量部以下、好ましくは80重量部以下、より好ましくは40重量部以下である。この配合割合が少なすぎると十分な残膜率が得られず解像性の劣化を招き、逆に配合割合が多すぎると感度の低下を招き好ましくない。   The compounding ratio of the positive photosensitive agent used in the present invention may be a ratio usually used, and the lower limit is usually 1 part by weight or more, preferably 3 parts by weight or more, more preferably 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin. The upper limit is usually 100 parts by weight or less, preferably 80 parts by weight or less, more preferably 40 parts by weight or less. If the blending ratio is too small, a sufficient remaining film ratio cannot be obtained, resulting in degradation of resolution, and conversely, if the blending ratio is too large, sensitivity is lowered, which is not preferable.

本発明における酸性水溶液で処理を行う感光性レジストの製造原料として用いることができる架橋剤は、該組成物を用いて基板上に薄膜を形成し、露光・現像を行った後に、加熱によりアルカリ可溶性樹脂同士を架橋させる働きを有し、現像後の薄膜を強化するために含有される。このような架橋剤としては、メラミン類;グリコールウリル類;および分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。   The crosslinking agent that can be used as a raw material for producing a photosensitive resist that is treated with an acidic aqueous solution in the present invention is formed into a thin film on a substrate using the composition, exposed to light and developed, and then heated to be alkali-soluble. It has a function of cross-linking resins and is contained to strengthen the thin film after development. Examples of such cross-linking agents include melamines; glycolurils; and compounds having at least two epoxy groups in the molecule.

上記架橋剤がメラミン類またはグリコールウリル類である場合には、該架橋剤は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して1〜100重量部の割合で含まれていることが好ましく、5〜50重量部含まれていることがより好ましい。   When the crosslinking agent is a melamine or glycoluril, the crosslinking agent is preferably contained in an amount of 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkali-soluble resin, and 5 to 50 parts by weight. More preferably, it is contained.

本発明における酸性水溶液で処理を行う感光性レジストの製造原料として用いることができる増感剤は、感光剤の放射線に対する感度を向上させるために用いられる。このような増感剤としては、たとえば、2H−ピリド−(3,2−b)−1,4−オキサジン−3(4H)−オン類、10H−ピリド−(3,2−b)−1,4−ベンゾチアジン類、ウラゾール類、ヒダントイン類、バルビツール酸類、グリシン無水物類、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール類、アロキサン類、マレイミド類などが挙げられる。これらは単独であるいは2種以上組合せて用いられる。   The sensitizer that can be used as a raw material for producing a photosensitive resist that is treated with an acidic aqueous solution in the present invention is used for improving the sensitivity of the photosensitive agent to radiation. Examples of such sensitizers include 2H-pyrido- (3,2-b) -1,4-oxazin-3 (4H) -ones, 10H-pyrido- (3,2-b) -1 , 4-benzothiazines, urazoles, hydantoins, barbituric acids, glycine anhydrides, 1-hydroxybenzotriazoles, alloxans, maleimides and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

このような増感剤は、感光剤100重量部に対して、通常100重量部以下の割合で、好ましくは4〜60重量部の割合で含有される。   Such a sensitizer is usually contained in a proportion of 100 parts by weight or less, preferably 4 to 60 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the photosensitive agent.

本発明における酸性水溶液で処理を行う感光性レジストの製造原料として用いることができる界面活性剤は、例えば、溶剤を含む感光性レジストを基板上に塗布したときに、ストリエーション(塗布すじあと)の防止して塗布性を向上させるため、あるいは塗膜の現像性を向上させるために含有される。   The surfactant that can be used as a raw material for producing a photosensitive resist that is treated with an acidic aqueous solution in the present invention is, for example, a striation (after coating) when a photosensitive resist containing a solvent is applied on a substrate. It is contained in order to prevent and improve the coatability or to improve the developability of the coating film.

このような界面活性剤としては、次の化合物あるいは商品が挙げられる:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアリールエーテル類;ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレートなどのポリオキシエチレンジアルキルエステル類などのノニオン系界面活性剤;エフトップEF301、エフトップ303、エフトップ352(新秋田化成(株)製);メガファックF171、メガファックF172、メガファックF173(大日本インキ化学工業(株)製);フロラードFC−430、フロラードFC−431(住友スリーエム(株)製);アサヒガードAG710、サーフロンS−382、サーフロンSC−101、サーフロンSC−102、サーフロンSC−103、サーフロンSC−104、サーフロンSC−105、サーフロンSC−106(旭硝子(株)製)などの名称で市販されているフッ素系界面活性剤;オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製);(メタ)アクリル酸系共重合体ポリフローNo.57、95(共栄社油脂化学工業(株)製)など。これらは単独であるいは2種以上組合せて用いられる。   Examples of such surfactants include the following compounds or products: polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; polyoxyethylene octylphenyl ether Polyoxyethylene aryl ethers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether; nonionic surfactants such as polyoxyethylene dialkyl esters such as polyoxyethylene dilaurate and polyoxyethylene distearate; Ftop EF301, Ftop 303 F-top 352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.); Megafuck F171, Megafuck F172, Megafuck F173 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.); Flora De FC-430, Florard FC-431 (manufactured by Sumitomo 3M); Asahi Guard AG710, Surflon S-382, Surflon SC-101, Surflon SC-102, Surflon SC-103, Surflon SC-104, Surflon SC- 105, fluorosurfactant marketed under the name of Surflon SC-106 (Asahi Glass Co., Ltd.); organosiloxane polymer KP341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); (meth) acrylic acid copolymer Polyflow No. 57, 95 (manufactured by Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd.). These may be used alone or in combination of two or more.

このような界面活性剤は、感光性レジスト全体の2重量%以下、好ましくは1重量%以下の量で含有される。   Such a surfactant is contained in an amount of 2% by weight or less, preferably 1% by weight or less of the entire photosensitive resist.

本発明における酸性水溶液で処理を行う感光性レジストの製造原料に用いる溶媒は、組成物中の各成分を均一に溶解し、例えば基板上への塗工を容易にするために用いられる。このような溶媒としては、組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であればよく、特に制限はない。溶媒としては、例えば、次の化合物がある:メタノール、エタノールなどのアルコール類;テトラヒドロフランなどのエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのジエチレングリコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどのケトン類;および2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステル類。これらの溶剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組合せてもよい。   The solvent used for the manufacturing raw material of the photosensitive resist which processes with the acidic aqueous solution in this invention melt | dissolves each component in a composition uniformly, for example, is used in order to make the coating on a board | substrate easy. Such a solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent that does not react with each component in the composition and can dissolve or disperse them. Examples of the solvent include the following compounds: alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as tetrahydrofuran; glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether. Ethylene glycol monoethyl ether acetate, methyl cellosolve acetate, ethylene glycol alkyl ether acetates such as ethyl cellosolve acetate; diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol Diethylene glycols such as rumonobutyl ether; propylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; methyl ethyl ketone, methyl amyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy Ketones such as -4-methyl-2-pentanone; and ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate , Methyl 2-hydroxy-2-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, 3-ethoxypropion Methyl, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, butyl acetate, esters such as methyl lactate, ethyl lactate. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

以下、実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。以下の実施例および比較例において「部」は「重量部」を示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this Example. In the following Examples and Comparative Examples, “part” means “part by weight”.

(実施例1〜4、比較例1)
アルカリ可溶性樹脂:70重量部と、感光剤として1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルが3.5モルエステル化された2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン化合物:20重量部、架橋剤として三井化学(株)製 TECHMORE VG3101:10重量部を固形分濃度が30wt%になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させた。これを孔径0.2μmのミリポアフィルターで濾過した。
(Examples 1-4, Comparative Example 1)
Alkali-soluble resin: 70 parts by weight, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone compound obtained by esterifying 3.5 mol of 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl as a photosensitizer: 20 parts by weight, crosslinked As the agent, TECHMORE VG3101: 10 parts by weight manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate so that the solid content concentration was 30 wt%. This was filtered through a Millipore filter having a pore size of 0.2 μm.

得られた溶液を用い、下記(1)に示すパターンの形成方法に従い、基板上にパターンを形成した。パターンの形成工程および得られたパターンにつき、下記(2)に示す項目について試験を行った。   Using the obtained solution, a pattern was formed on the substrate according to the pattern forming method shown in (1) below. About the formation process of a pattern and the obtained pattern, it tested about the item shown in following (2).

(1)パターンの形成方法
上記で得られた溶液を、直径4インチのガラス基板(円盤状)にスピンナーを用いて塗布した後、90℃で2分間ホットプレート上でプリベークして膜厚2.0μmの塗膜を形成する。得られた塗膜を、キヤノン製PLA−501Fコンタクト露光機により所定のパターンのマスクを介して、所定のエネルギー量で露光した後、0.4重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて、23℃で60秒間現像する。次いで水でリンスし、乾燥することによりガラス基板上にパターンを形成する。
(1) Pattern formation method The solution obtained above was applied to a glass substrate (disk shape) having a diameter of 4 inches using a spinner, and then pre-baked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes to obtain a film thickness of 2. A 0 μm coating film is formed. The obtained coating film was exposed with a predetermined amount of energy through a mask having a predetermined pattern using a Canon PLA-501F contact exposure machine, and then a 0.4% by weight tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution was added. And develop at 23 ° C. for 60 seconds. Next, a pattern is formed on the glass substrate by rinsing with water and drying.

(2)評価方法
上記工程で得られたパターンを有するガラス基板を0.1wt%塩酸水溶液に60秒間浸漬する。次いで、水でリンスし、乾燥した後、405nmにおける光強度が9.5mWの紫外線を500mJ/cmとなるように照射する。次いで、得られたガラス基板上パターン部における透過率を分光光度計「UV−2100PC(島津製作所製)」を用いて400〜700nmの波長で測定する。
さらに、該基板をクリーンオーブンにて240℃で60分間加熱して、同様に透過率を測定し、以下のように評価する:
◎:最低透過率が97%以上である
○:最低透過率が95%以上〜97%未満である
△:最低透過率が90%以上〜95%未満である
(2) Evaluation method The glass substrate having the pattern obtained in the above step is immersed in a 0.1 wt% aqueous hydrochloric acid solution for 60 seconds. Next, after rinsing with water and drying, irradiation with ultraviolet light having a light intensity of 9.5 mW at 405 nm is performed so as to be 500 mJ / cm 2 . Next, the transmittance of the obtained pattern part on the glass substrate is measured at a wavelength of 400 to 700 nm using a spectrophotometer “UV-2100PC (manufactured by Shimadzu Corporation)”.
Further, the substrate was heated in a clean oven at 240 ° C. for 60 minutes, the transmittance was measured in the same manner, and evaluated as follows:
A: The minimum transmittance is 97% or more. B: The minimum transmittance is 95% to less than 97%. Δ: The minimum transmittance is 90% to less than 95%.

本実施例、および比較例で用いた感光性レジスト溶液の組成および、評価結果を表1に示す。

Figure 2006003668
Table 1 shows the compositions and evaluation results of the photosensitive resist solutions used in the examples and comparative examples.
Figure 2006003668

表1から明らかなように、本発明の処理方法は耐熱透明樹脂の種類を問わず、透明性向上に効果があり、透明性に優れた被膜(パターン)を提供することが可能である。   As is apparent from Table 1, the treatment method of the present invention is effective in improving transparency regardless of the type of heat-resistant transparent resin, and can provide a coating (pattern) excellent in transparency.

従って、本発明の洗浄処理方法は、LCD用TFT回路製造用の感光性レジスト材料、層間絶縁膜、保護膜などの透明性が要求される永久膜形成材料として有用である。   Therefore, the cleaning treatment method of the present invention is useful as a permanent film forming material that requires transparency, such as a photosensitive resist material, an interlayer insulating film, and a protective film for manufacturing TFT circuits for LCDs.

Claims (1)

感光性レジストのパターニング工程において、露光及び現像処理した感光性レジスト膜に対して、酸性水溶液を供給して洗浄処理を行う工程を有する、透明永久膜の洗浄処理方法。 A method for cleaning a transparent permanent film, comprising a step of supplying an acidic aqueous solution to perform a cleaning process on an exposed and developed photosensitive resist film in a photosensitive resist patterning process.
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