JP2009282308A - Photosensitive resin composition containing sulfonic acid compound - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive resin composition, having high transparency and high sensitivity, excels in solvent resistance when formed into a cured film, and substantially avoids changes in pattern shape, and the like, due to the difference in post-bake temperature over a wide temperature range, and to provide a cured film obtained from the composition. <P>SOLUTION: The positive photosensitive resin composition comprises (A) an alkali-soluble acrylic polymer having an aliphatic hydroxyl group in a side chain, (B) a 1,2-quinonediazide compound, (C) a sulfonic acid compound and (D) a solvent. The cured film obtained using the composition and a liquid crystal display element containing the cured film are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポジ型感光性樹脂組成物及びそれから得られる硬化膜に関する。より詳しくは、本発明は、ディスプレイ材料の用途において好適なポジ型感光性樹脂組成物及びその硬化膜、並びに該硬化膜を用いた各種材料に関する。   The present invention relates to a positive photosensitive resin composition and a cured film obtained therefrom. More specifically, the present invention relates to a positive photosensitive resin composition suitable for use in display materials, a cured film thereof, and various materials using the cured film.

一般に、薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子、有機EL(electroluminescent)素子、固体撮像素子などの光デバイスにおいて、保護膜や平坦化膜、絶縁膜等、様々な硬化膜がその用途に応じて使用されている。
例えば、素子表面が製造工程中に溶剤や熱に晒されるのを防ぐために設けられる保護膜は、保護する基板との密着性が高く耐溶剤性が高いだけでなく、透明性、耐熱性、さらには寸法安定性等の性能も良好であることが要求される。
またこのような保護膜を、カラー液晶表示装置や固体撮像素子に用いられるカラーフィルタの保護膜として使用する場合には、一般にその下地基板のカラーフィルタあるいはブラックマトリックス樹脂を平坦化する性能、すなわち平坦化膜としての性能を有することも要求される。
In general, in an optical device such as a thin film transistor (TFT) type liquid crystal display element, an organic EL (electroluminescent) element, and a solid-state imaging element, various cured films such as a protective film, a planarizing film, and an insulating film are used depending on the application. ing.
For example, the protective film provided to prevent the element surface from being exposed to a solvent or heat during the manufacturing process has not only high adhesion to the substrate to be protected and high solvent resistance, but also transparency, heat resistance, Is required to have good performance such as dimensional stability.
In addition, when such a protective film is used as a protective film for a color filter used in a color liquid crystal display device or a solid-state imaging device, generally the performance of flattening the color filter or black matrix resin of the underlying substrate, that is, flat It is also required to have performance as a chemical film.

このような各種電子材料向けの種々の膜作製において、熱硬化あるいは光硬化することで耐熱性及び耐溶剤性を付与することができる性質を有するアクリル系樹脂が広く用いられている。
一般的な熱硬化の方法として、カルボキシル基を含有するアクリル樹脂にエポキシ系の架橋剤を添加する方法がよく知られており、また、エポキシ基とカルボキシル基をアクリル樹脂中に導入することで熱硬化させる方法(特許文献1参照)なども提案されている。
In the production of various films for such various electronic materials, acrylic resins having the property of imparting heat resistance and solvent resistance by thermosetting or photocuring are widely used.
As a general thermosetting method, a method of adding an epoxy-based cross-linking agent to an acrylic resin containing a carboxyl group is well known. A method of curing (see Patent Document 1) has also been proposed.

また、上記光デバイスにおいては、パターン形成された電極保護膜や平坦化膜、絶縁膜等も設けられている。このようにパターン形成された硬化膜を形成する材料としては、必要とするパターン形状を得るための工程数が少なく、しかも十分な平坦性を有するという特徴を持つところの感光性樹脂組成物が、従来より幅広く使用されている。
これらの膜には、耐熱性、耐溶剤性、長時間焼成耐性、メタルスパッタ耐性などのプロセス耐性に優れていること、下地との密着性が良好であること、使用目的に合わせた様々なプロセス条件でパターンを形成し得る広いプロセスマージンを有すること、加えて、高感度且つ高透明性であること並びに現像後の膜ムラが少ないこと等の諸特性が要求される。
The optical device is also provided with a patterned electrode protective film, planarization film, insulating film, and the like. As a material for forming a cured film patterned in this way, the photosensitive resin composition having a feature that the number of steps for obtaining a required pattern shape is small and has sufficient flatness, Widely used than before.
These films have excellent process resistance such as heat resistance, solvent resistance, long-time firing resistance, and metal sputtering resistance, good adhesion to the substrate, and various processes according to the purpose of use. Various characteristics such as having a wide process margin capable of forming a pattern under conditions, high sensitivity and high transparency, and less film unevenness after development are required.

斯かる要求特性の点から、これまで従来、上記の感光性樹脂組成物としてはナフトキノンジアジド化合物を含む樹脂が汎用されており、例えば、ベーク時に、エポキシ化合物が、光照射によってナフトキノンジアジド化合物から発生したカルボン酸と反応することにより熱硬化する機構を利用した、マイクロレンズ用感放射線性樹脂組成物(特許文献2)などの提案がある。
特開2000−103937号公報 特開平4−352101号公報
From the viewpoint of such required characteristics, conventionally, resins containing a naphthoquinone diazide compound have been widely used as the photosensitive resin composition. For example, an epoxy compound is generated from a naphthoquinone diazide compound by light irradiation during baking. There is a proposal of a radiation-sensitive resin composition for microlenses (Patent Document 2) that utilizes a mechanism of thermosetting by reacting with carboxylic acid.
JP 2000-103937 A JP-A-4-352101

上述したように、各種電子材料向けの種々の用途において、ポストベーク時のカルボン酸(カルボキシル基)とエポキシ化合物との反応によって熱硬化(架橋)する機構を利用し、得られる硬化膜が幅広く利用されている。
しかしエポキシ架橋系を含む樹脂組成物(溶液)は、室温での反応性が高く、すなわち保存安定性が低いという問題があった。しかも、ポストベーク時のベーク温度によりパターン形状が変化しやすく、精密な温度制御が必要とされていた。
As described above, in various applications for various electronic materials, the cured film obtained is widely used by utilizing the mechanism of thermal curing (crosslinking) by the reaction of carboxylic acid (carboxyl group) and epoxy compound during post-baking. Has been.
However, the resin composition (solution) containing an epoxy crosslinking system has a problem of high reactivity at room temperature, that is, low storage stability. Moreover, the pattern shape tends to change depending on the baking temperature during post-baking, and precise temperature control is required.

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであって、高い透過率を維持し、且つ、高感度であり、特に広いポストベーク温度範囲においてその温度の違いによるパターン形状等の変化が殆ど起きない、ポジ型感光性樹脂組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, maintains high transmittance, is highly sensitive, and changes in the pattern shape and the like due to the difference in temperature occur mostly in a wide post-bake temperature range. The object is to provide a positive photosensitive resin composition.

本発明者は、上記の課題を解決するべく鋭意研究を行った結果、本発明を見出すに至った。
すなわち、第1観点として、下記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)溶剤を含有するポジ型感光性樹脂組成物に関する。
(A)成分:側鎖に脂肪族水酸基を有するアルカリ可溶性アクリル重合体、
(B)成分:1,2−キノンジアジド化合物、
(C)成分:スルホン酸化合物、
(D)溶剤。
第2観点として、(A)成分のアルカリ可溶性アクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至30,000である、第1観点に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第3観点として、(A)成分の100質量部に対して、5乃至100質量部の(B)成分を含有することを特徴とする、第1観点又は第2観点に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第4観点として、(A)成分の100質量部に対して、0.1乃至30質量部の(C)成分を含有することを特徴とする、第1観点乃至第3観点のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第5観点として、(E)成分として、界面活性剤を更にポジ型感光性樹脂組成物中に1.0質量%以下含有する、第1観点乃至第4観点のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第6観点として、(F)成分として、密着促進剤を更にポジ型感光性樹脂組成物中に0.1乃至20質量部含有する、第1観点乃至第5観点のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第7観点として、第1観点乃至第6観点のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる硬化膜に関する。
第8観点として、第7観点に記載の硬化膜を有する液晶表示素子に関する。
第9観点として、第7観点に記載の硬化膜からなる液晶ディスプレイ用アレイ平坦化膜に関する。
第10観点として、第7観点に記載の硬化膜からなる層間絶縁膜に関する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found the present invention.
That is, as a 1st viewpoint, it is related with the positive photosensitive resin composition containing the following (A) component, (B) component, (C) component, and (D) solvent.
(A) component: an alkali-soluble acrylic polymer having an aliphatic hydroxyl group in the side chain;
(B) component: 1,2-quinonediazide compound,
(C) component: a sulfonic acid compound,
(D) Solvent.
As a 2nd viewpoint, it is related with the positive photosensitive resin composition as described in a 1st viewpoint whose number average molecular weight of the alkali-soluble acrylic polymer of (A) component is 2,000 thru | or 30,000 in polystyrene conversion.
As a third aspect, the positive photosensitive resin according to the first aspect or the second aspect, which contains 5 to 100 parts by mass of the component (B) with respect to 100 parts by mass of the component (A). The present invention relates to a resin composition.
As 4th viewpoint, 0.1 thru | or 30 mass parts (C) component is contained with respect to 100 mass parts of (A) component, It is any one among the 1st viewpoint thru | or 3rd viewpoint characterized by the above-mentioned. The positive photosensitive resin composition described in the item.
As a fifth aspect, as the component (E), the surfactant is further contained in an amount of 1.0% by mass or less in the positive photosensitive resin composition, according to any one of the first aspect to the fourth aspect. The present invention relates to a positive photosensitive resin composition.
As a sixth aspect, as the component (F), 0.1 to 20 parts by mass of an adhesion promoter is further contained in the positive photosensitive resin composition, as described in any one of the first to fifth aspects. To a positive photosensitive resin composition.
As a seventh aspect, the present invention relates to a cured film obtained using the positive photosensitive resin composition according to any one of the first aspect to the sixth aspect.
As an 8th viewpoint, it is related with the liquid crystal display element which has a cured film as described in a 7th viewpoint.
As a ninth aspect, the present invention relates to an array flattening film for a liquid crystal display comprising the cured film described in the seventh aspect.
As a 10th viewpoint, it is related with the interlayer insulation film which consists of a cured film as described in a 7th viewpoint.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、十分に高感度であり、現像の際に未露光部の膜減りが無視できるほどに小さく、また透明性に優れ、その上、膜形成後には溶剤耐性に優れ、特に硬化温度の違いによる形状の変化が小さいという効果が得られる。   The positive photosensitive resin composition of the present invention has sufficiently high sensitivity, is so small that the film loss in the unexposed area can be ignored during development, and has excellent transparency. It is excellent in resistance, and in particular, the effect that the change in shape due to the difference in curing temperature is small is obtained.

また、本発明により、斯かるポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる硬化膜は、溶剤耐性に優れ、しかも硬化温度の変化によって形状の変化が殆ど起きない硬化膜となり、よってTFT型液晶素子のアレイ平坦化膜などの液晶又は有機ELディスプレイにおける各種の膜材料の用途、並びにマイクロレンズなどの用途にも好適であるという効果が得られる。   Further, according to the present invention, a cured film obtained by using such a positive photosensitive resin composition becomes a cured film that is excellent in solvent resistance and hardly changes in shape due to a change in curing temperature. The effect that it is suitable also for the use of various film materials in the liquid crystal or organic EL display such as the array flattening film of the element, and the use of the micro lens or the like is obtained.

本発明の感光性樹脂組成物は、下記(A)成分の側鎖に脂肪族水酸基を有するアルカリ可溶性アクリル重合体、(B)成分のキノンジアジド化合物、(C)成分のスルホン酸化合物及び(D)溶剤を含有し、且つ、所望により(E)成分の界面活性剤及び(F)成分の密着促進剤、さらにその他添加剤を含有する組成物である。
以下、各成分の詳細を説明する。
The photosensitive resin composition of the present invention comprises an alkali-soluble acrylic polymer having an aliphatic hydroxyl group in the side chain of the following component (A), a quinonediazide compound of component (B), a sulfonic acid compound of component (C), and (D) It is a composition containing a solvent and optionally containing a surfactant as the component (E), an adhesion promoter as the component (F), and other additives.
Hereinafter, details of each component will be described.

<(A)成分>
(A)成分は、アクリル重合体の構造中に、脂肪族水酸基を有する側鎖(以下、単に特定側鎖とも称する)を持ち、且つポリスチレン換算数平均分子量(以下、数平均分子量と称す。)が2,000乃至30,000である、アルカリ可溶性アクリル重合体(以下、単にアクリル重合体とも称する)である。
<(A) component>
The component (A) has a side chain having an aliphatic hydroxyl group (hereinafter also simply referred to as a specific side chain) in the structure of the acrylic polymer, and has a polystyrene-equivalent number average molecular weight (hereinafter referred to as a number average molecular weight). Is an alkali-soluble acrylic polymer (hereinafter also simply referred to as an acrylic polymer) having a molecular weight of 2,000 to 30,000.

本発明において、アクリル重合体とはアクリル酸及びメタクリル酸、並びにその塩やエステル(アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等)のアクリル系モノマー、及び所望によりスチレン等の不飽和二重結合を有するモノマーを用いて、単独重合もしくは共重合して得られた重合体を指す。
(A)成分のアルカリ可溶性アクリル重合体は、斯かる構造を有し、アルカリに可溶なアクリル重合体であればよく、アクリル重合体を構成する高分子の主鎖の骨格や、特定側鎖以外に有し得る側鎖の種類などについて特に限定されない。
In the present invention, the acrylic polymer means acrylic monomers such as acrylic acid and methacrylic acid, and salts and esters thereof (acrylic acid ester, methacrylic acid ester, etc.), and a monomer having an unsaturated double bond such as styrene if necessary. Used to refer to a polymer obtained by homopolymerization or copolymerization.
The alkali-soluble acrylic polymer of the component (A) may be any acrylic polymer having such a structure and soluble in alkali, and the main chain skeleton of the polymer constituting the acrylic polymer and the specific side chain. There are no particular restrictions on the types of side chains that may be present.

然しながら、(A)成分のアルカリ可溶性アクリル重合体は、数平均分子量が30,000を超えて過大なものであると、現像残渣が発生し易くなり、感度が大きく低下する一方、数平均分子量が2,000未満で過小なものであると、熱硬化時に硬化不足になり溶剤耐性が低下したり、現像の際、未露光部の膜減りが相当量発生し、硬化不足になる場合がある。   However, if the alkali-soluble acrylic polymer (A) has an excessive number average molecular weight exceeding 30,000, development residues are likely to occur, and the sensitivity is greatly reduced, while the number average molecular weight is low. If it is less than 2,000 and is too small, curing may be insufficient at the time of thermal curing and solvent resistance may be reduced, or a considerable amount of film loss may occur at the unexposed area during development, resulting in insufficient curing.

上記のような特定側鎖を有するアクリル重合体((A)成分)を得る方法は、特に限定されないが、例えば、ラジカル重合等の重合方法によって、脂肪族水酸基を有するモノマーとアルカリ可溶性置換基を有するモノマーを共重合する方法が簡便である。ここで脂肪族水酸基を有するモノマーとアルカリ可溶性置換基を有するモノマーは、何れかがアクリル系モノマーであってもよいし、双方がアクリル系モノマーであってもよい。
アルカリ可溶性置換基としてはカルボキシル基及びフェノール性水酸基等が挙げられる。本発明においては特にアルカリ可溶性置換基としてカルボキシル基を有するモノマーを好適に用いることができる。
The method for obtaining the acrylic polymer having the specific side chain as described above (component (A)) is not particularly limited. For example, the monomer having an aliphatic hydroxyl group and the alkali-soluble substituent can be obtained by a polymerization method such as radical polymerization. A method of copolymerizing the monomers having is simple. Here, any of the monomer having an aliphatic hydroxyl group and the monomer having an alkali-soluble substituent may be an acrylic monomer, or both may be an acrylic monomer.
Examples of the alkali-soluble substituent include a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group. In the present invention, a monomer having a carboxyl group as an alkali-soluble substituent can be particularly preferably used.

脂肪族水酸基を有するモノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルアクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、カプロラクトン2−(アクリロイルオキシ)エチルエステル、カプロラクトン2−(メタクリロイルオキシ)エチルエステル、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート、ポリ(エチレングリコール)エチルエーテルメタクリレート、5−アクリロイルオキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン、5−メタクリロイルオキシ−6−ヒドロキシノルボルネン−2−カルボキシリック−6−ラクトン等が挙げられる。   Examples of the monomer having an aliphatic hydroxyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 2, 3 -Dihydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, caprolactone 2- (acryloyloxy) ethyl ester, caprolactone 2- (methacryloyloxy) ethyl ester, poly (ethylene glycol) ethyl ether acrylate, Poly (ethylene glycol) ethyl ether methacrylate, 5-acryloyl Shi-6-hydroxy-norbornene-2-carboxylic-6-lactone, 5-methacryloyloxy-6-hydroxy-norbornene-2-carboxylic-6-lactone and the like.

カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、モノ−(2−(アクリロイルオキシ)エチル)フタレート、モノ−(2−(メタ
クリロイルオキシ)エチル)フタレート、N−(カルボキシフェニル)マレイミド、N−(カルボキシフェニル)メタクリルアミド、N−(カルボキシフェニル)アクリルアミド等が挙げられる。
Examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, mono- (2- (acryloyloxy) ethyl) phthalate, mono- (2- (methacryloyloxy) ethyl) phthalate, and N- (carboxyphenyl). ) Maleimide, N- (carboxyphenyl) methacrylamide, N- (carboxyphenyl) acrylamide and the like.

また、本発明においては、特定側鎖を有するアクリル重合体を得る際に、前述の特定側鎖を有するモノマー及びカルボキシル基を有するモノマーと共重合可能な、非反応性官能基を有するモノマーを併用することができる。
非反応性官能基を有するモノマーの具体例としては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリルアミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
以下、上記モノマーの具体例を挙げるが、これらに限定されるものではない。
In the present invention, when an acrylic polymer having a specific side chain is obtained, a monomer having a non-reactive functional group that can be copolymerized with the monomer having the specific side chain and the monomer having a carboxyl group is used in combination. can do.
Specific examples of the monomer having a non-reactive functional group include acrylic acid ester compounds, methacrylic acid ester compounds, maleimide compounds, acrylamide compounds, acrylonitrile, maleic anhydride, styrene compounds and vinyl compounds.
Hereinafter, although the specific example of the said monomer is given, it is not limited to these.

前記アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、グリシジルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、2−アミノエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、3−メトキシブチルアクリレート、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート、2−プロピル−2−アダマンチルアクリレート、8−メチル−8−トリシクロデシルアクリレート、及び、8−エチル−8−トリシクロデシルアクリレート等が挙げられる。   Examples of the acrylic ester compound include methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, benzyl acrylate, naphthyl acrylate, anthryl acrylate, anthryl methyl acrylate, phenyl acrylate, glycidyl acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl acrylate. Tert-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, 2-aminoethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 3-methoxybutyl acrylate, 2 -Methyl-2-adamantyl acrylate, 2-propyl-2-adamantyl acrylate Rate, 8-methyl-8-tricyclodecyl acrylate, and the like 8-ethyl-8-tricyclodecyl acrylate.

前記メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、2−メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、2−エトキシエチルメタクリレート、2−アミノメチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、3−メトキシブチルメタクリレート、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート、γ−ブチロラクトンメタクリレート、2−プロピル−2−アダマンチルメタクリレート、8−メチル−8−トリシクロデシルメタクリレート、及び、8−エチル−8−トリシクロデシルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of the methacrylic acid ester compound include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, benzyl methacrylate, naphthyl methacrylate, anthryl methacrylate, anthryl methyl methacrylate, phenyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate. Tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 2-methoxyethyl methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-aminomethyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 3-methoxybutyl methacrylate, 2 -Methyl-2-adamantyl methacrylate Over DOO, .gamma.-butyrolactone methacrylate, 2-propyl-2-adamantyl methacrylate, 8-methyl-8-tricyclodecyl methacrylate, and, 8-ethyl-8-tricyclodecyl methacrylate.

前記アクリルアミド化合物としては、例えば、N−(ヒドロキシフェニル)アクリルアミド、N−(ヒドロキシフェニル)メタクリルアミド、等が挙げられる。   Examples of the acrylamide compound include N- (hydroxyphenyl) acrylamide, N- (hydroxyphenyl) methacrylamide, and the like.

前記ビニル化合物としては、例えば、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルカルバゾール、アリルグリシジルエーテル、3−エテニル−7−オキサビシクロ[4.1.0]ヘプタン、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、及び、1,7−オクタジエンモノエポキサイド等が挙げられる。   Examples of the vinyl compound include methyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, vinyl naphthalene, vinyl anthracene, vinyl carbazole, allyl glycidyl ether, 3-ethenyl-7-oxabicyclo [4.1.0] heptane, 1,2-epoxy- Examples include 5-hexene and 1,7-octadiene monoepoxide.

前記スチレン化合物としては、例えば、スチレン、ヒドロキシスチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。   Examples of the styrene compound include styrene, hydroxystyrene, methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, and the like.

前記マレイミド化合物としては、例えば、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(ヒドロキシフェニル)マレイミド、及びN−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。   Examples of the maleimide compound include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, N- (hydroxyphenyl) maleimide, and N-cyclohexylmaleimide.

上述のとおり、本発明に用いる特定側鎖を有するアクリル重合体を得る方法は特に限定されないが、例えば、特定側鎖を有するモノマー、カルボキシル基を有するモノマー、これら以外の共重合可能な非反応性官能基を有するモノマー及び所望により重合開始剤等を共存させた溶剤中において、50乃至110℃の温度下で重合反応させることにより、得られる。その際、用いられる溶剤は、特定側鎖を有するアクリル重合体を構成するモノマー及び特定側鎖を有するアクリル重合体を溶解するものであれば特に限定されない。具体例としては、後述する(D)溶剤に記載する溶剤が挙げられる。
このようにして得られる特定側鎖を有するアクリル重合体は、通常、溶剤に溶解した溶液の状態である。
As described above, the method for obtaining the acrylic polymer having a specific side chain used in the present invention is not particularly limited. For example, a monomer having a specific side chain, a monomer having a carboxyl group, and other copolymerizable non-reactive properties. It can be obtained by carrying out a polymerization reaction at a temperature of 50 to 110 ° C. in a solvent in which a monomer having a functional group and, if desired, a polymerization initiator coexist. In that case, the solvent used will not be specifically limited if the monomer which comprises the acrylic polymer which has a specific side chain, and the acrylic polymer which has a specific side chain are dissolved. As a specific example, the solvent described in the (D) solvent mentioned later is mentioned.
The acrylic polymer having a specific side chain thus obtained is usually in a solution state dissolved in a solvent.

また、上記のようにして得られた特定側鎖を有するアクリル重合体の溶液を、ジエチルエーテルや水等の撹拌下に投入して再沈殿させ、生成した沈殿物を濾過・洗浄した後、常圧又は減圧下で、常温あるいは加熱乾燥することで、特定側鎖を有するアクリル重合体の粉体とすることができる。このような操作により、特定側鎖を有するアクリル重合体と共存する重合開始剤や未反応モノマーを除去することができ、その結果、精製した特定側鎖を有するアクリル重合体の粉体を得られる。一度の操作で充分に精製できない場合は、得られた粉体を溶剤に再溶解して、上記の操作を繰り返し行えば良い。
本発明においては、上記特定側鎖を有するアクリル重合体の粉体をそのまま用いても良く、あるいはその粉体を、たとえば後述する(D)溶剤に再溶解して溶液の状態として用いても良い。
また、本発明においては、(A)成分のアクリル重合体は、複数種の特定側鎖を有するアクリル重合体の混合物であってもよい。
In addition, the acrylic polymer solution having a specific side chain obtained as described above is re-precipitated by stirring with stirring such as diethyl ether or water, and the generated precipitate is filtered and washed. Acrylic polymer powder having a specific side chain can be obtained by drying at room temperature or under heat under reduced pressure or reduced pressure. By such an operation, the polymerization initiator and unreacted monomer coexisting with the acrylic polymer having a specific side chain can be removed, and as a result, a purified acrylic polymer powder having the specific side chain can be obtained. . If sufficient purification cannot be achieved by a single operation, the obtained powder may be redissolved in a solvent and the above operation may be repeated.
In the present invention, the acrylic polymer powder having the specific side chain may be used as it is, or the powder may be redissolved in a solvent (D) described later and used as a solution. .
In the present invention, the acrylic polymer as the component (A) may be a mixture of acrylic polymers having a plurality of types of specific side chains.

<(B)成分>
(B)成分である1,2−キノンジアジド化合物としては、水酸基又はアミノ基のいずれか一方かを有する化合物、又は水酸基及びアミノ基の両方を有する化合物であって、これらの水酸基又はアミノ基(水酸基とアミノ基の両方を有する場合は、それらの合計量)のうち、好ましくは10乃至100モル%、特に好ましくは20乃至95モル%が1,2−キノンジアジドスルホン酸でエステル化、またはアミド化された化合物を用いることができる。
<(B) component>
The 1,2-quinonediazide compound as component (B) is a compound having either a hydroxyl group or an amino group, or a compound having both a hydroxyl group and an amino group, and these hydroxyl groups or amino groups (hydroxyl groups). 10 to 100 mol%, particularly preferably 20 to 95 mol% of the total amount) is esterified or amidated with 1,2-quinonediazidesulfonic acid. Compounds can be used.

前記水酸基を有する化合物としては例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ガリック酸メチル、ガリック酸エチル、1,3,3−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4−イソプロプリデンジフェノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシフェニルスルホン、4,4−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール、4,4’,4’
’−トリスヒドロキシフェニルエタン、1,1,1−トリスヒドロキシフェニルエタン、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,5−ビス(2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)メチルなどのフェノール化合物、エタノール、2−プロパノール、4−ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−メトキシプロパノール、2−ブトキシプロパノール、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの脂肪族アルコール類を挙げることができる。
Examples of the compound having a hydroxyl group include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, hydroquinone, resorcinol, catechol, methyl gallate, ethyl gallate, 1,3,3-tris (4-hydroxyphenyl). Butane, 4,4-isopropylidene diphenol, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 4,4′-dihydroxyphenylsulfone, 4,4- Hexafluoroisopropylidenediphenol, 4,4 ', 4'
'-Trishydroxyphenylethane, 1,1,1-trishydroxyphenylethane, 4,4'-[1- [4- [1- (4-hydroxyphenyl) -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 2,2 ′, 3 , 4,4′-pentahydroxybenzophenone, phenol compounds such as 2,5-bis (2-hydroxy-5-methylbenzyl) methyl, ethanol, 2-propanol, 4-butanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, Diethylene glycol, dipropylene glycol, 2-methoxy ester Mention may be made of aliphatic alcohols such as butanol, 2-butoxyethanol, 2-methoxypropanol, 2-butoxypropanol, ethyl lactate and butyl lactate.

また、前記アミノ基を含有する化合物としては、アニリン、o−トルイジン、m−トル
イジン、p−トルイジン、4−アミノジフェニルメタン、4−アミノジフェニル、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのアニリン類、アミノシクロヘキサンを挙げることができる。
Examples of the compound containing an amino group include aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 4-aminodiphenylmethane, 4-aminodiphenyl, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and p-phenylenediamine. , Anilines such as 4,4′-diaminophenylmethane and 4,4′-diaminodiphenyl ether, and aminocyclohexane.

さらに、水酸基とアミノ基両方を含有する化合物としては、例えば、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、4−アミノレゾルシノール、2,3−ジアミノフェノール、2,4−ジアミノフェノール、4,4’−ジアミノ−4’’−ヒドロキシトリフェニルメタン、4−アミノ−4’,4’’−ジヒドロキシトリフェニルメタン、ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのアミノフェノール類、2−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、4−アミノシクロヘキサノールなどのアルカノールアミン類を挙げることができる。   Furthermore, examples of the compound containing both a hydroxyl group and an amino group include o-aminophenol, m-aminophenol, p-aminophenol, 4-aminoresorcinol, 2,3-diaminophenol, 2,4-diaminophenol, 4,4′-diamino-4 ″ -hydroxytriphenylmethane, 4-amino-4 ′, 4 ″ -dihydroxytriphenylmethane, bis (4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl) ether, bis (4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-amino-3-carboxy-5-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-amino-3-carboxy) Aminophenols such as -5-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 2-aminoethano Le, 3-aminopropanol, mention may be made of alkanolamines, such as 4-amino-cyclohexanol.

これらの1,2−キノンジアジド化合物は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。   These 1,2-quinonediazide compounds can be used alone or in combination of two or more.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物における(B)成分の含有量は、(A)成分の100質量部に対して、好ましくは5乃至100質量部、より好ましくは8乃至50質量部、更に好ましくは10乃至40質量部である。5質量部未満の場合、ポジ型感光性樹脂組成物の露光部と未露光部の現像液への溶解速度差が小さくなり、現像によるパターニングが困難である場合がある。また、100質量部を超えると、短時間での露光で1,2−キノンジアジド化合物が十分に分解されないため感度が低下する場合や、(B)成分が光を吸収してしまい硬化膜の透明性を低下させてしまう場合がある。   The content of the component (B) in the positive photosensitive resin composition of the present invention is preferably 5 to 100 parts by weight, more preferably 8 to 50 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the component (A). The amount is preferably 10 to 40 parts by mass. When the amount is less than 5 parts by mass, the difference in dissolution rate between the exposed portion and the unexposed portion of the positive photosensitive resin composition in the developer becomes small, and patterning by development may be difficult. When the amount exceeds 100 parts by mass, the 1,2-quinonediazide compound is not sufficiently decomposed by exposure in a short time, so that the sensitivity is reduced, or the component (B) absorbs light and the transparency of the cured film. May be reduced.

<(C)成分>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物において、(C)成分としてスルホン酸エステル化合物を用いることにより、ポリマー同士の熱架橋を促進させて、ポストベーク時にパターンがリフローすることを抑制することができる。
(C)成分であるスルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、カンファスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p−フェノールスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸、メシチレンスルホン酸、p−キシレン−2−スルホン酸、m−キシレン−2−スルホン酸、4−エチルベンゼンスルホン酸、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロ(2−エトキシエタン)スルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタン−1−スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。
<(C) component>
In the positive photosensitive resin composition of the present invention, by using a sulfonic acid ester compound as the component (C), it is possible to promote thermal crosslinking between the polymers and to prevent the pattern from reflowing during post-baking. .
Examples of the sulfonic acid compound as component (C) include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, octanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, camphorsulfone. Acid, trifluoromethanesulfonic acid, p-phenolsulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, mesitylenesulfonic acid, p-xylene-2-sulfonic acid, m-xylene-2-sulfonic acid, 4-ethylbenzenesulfonic acid, 1H, 1H , 2H, 2H-perfluorooctanesulfonic acid, perfluoro (2-ethoxyethane) sulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, nonafluorobutane-1-sulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, and the like.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物における(C)成分の含有量は、(A)成分の100質量部に対して、好ましくは0.1乃至30質量部、より好ましくは0.5乃至20質量部、更に好ましくは1乃至10質量部である。0.1質量部未満の場合、熱硬化が進行せず溶剤耐性が不十分であったり、焼成後のパターン寸法が大きくなる場合がある。また、30質量部を超えると、プリベーク時に一部硬化が始まり露光部に残膜が発生したり、硬化後のパターンがシュリンクして小さくなる場合がある。   The content of the component (C) in the positive photosensitive resin composition of the present invention is preferably 0.1 to 30 parts by mass, more preferably 0.5 to 20 parts per 100 parts by mass of the component (A). Part by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass. When the amount is less than 0.1 parts by mass, thermosetting does not proceed and the solvent resistance is insufficient, or the pattern size after firing may increase. On the other hand, if it exceeds 30 parts by mass, partial curing may start during pre-baking, and a residual film may be generated in the exposed area, or the pattern after curing may shrink and become smaller.

<(D)溶剤>
本発明に用いる(D)溶剤は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を溶解し、且つ所望により添加される後述の(E)成分及び/又は(F)成分などを溶解するものであり
、斯様な溶解能を有する溶剤であれば、その種類及び構造などは特に限定されるものでない。
斯様な(D)溶剤としては、例えば、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モノエチルエーテル、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、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モノエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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プロピルエーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ブタノン、3−メチル−2−ペンタノン、2−ペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、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−3−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エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、及びN−メチルピロリドン等が挙げられる。
<(D) Solvent>
The (D) solvent used in the present invention dissolves the (A) component, the (B) component, and the (C) component, and dissolves the (E) component and / or the (F) component, which will be added as required. As long as the solvent has such solubility, the type and structure thereof are not particularly limited.
Examples of such a solvent (D) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol. Monomethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2-butanone, 3-methyl-2-pentanone, 2-pentanone, 2-heptanone, γ-butyrolactone, 2-hydroxypropion Ethyl acetate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethoxy vinegar Ethyl, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, methyl pyruvate, pyruvate Examples include ethyl, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone.

これらの溶剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
これら(D)溶剤の中、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヘプタノン、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル等が、塗膜性が良好で安全性が高いという観点より好ましい。これら溶剤は、一般にフォトレジスト材料のための溶剤として用いられている。
These solvents can be used singly or in combination of two or more.
Among these (D) solvents, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, 2-heptanone, propylene glycol propyl ether, propylene glycol propyl ether acetate, ethyl lactate, butyl lactate, etc. have good coating properties and safety Is preferable from the viewpoint of high. These solvents are generally used as solvents for photoresist materials.

<(E)成分>
(E)成分は、界面活性剤である。本発明のポジ型感光性樹脂組成物にあっては、その塗布性を向上させるという目的で、本発明の効果を損なわない限りにおいて、更に界面活性剤を含有することができる。
<(E) component>
Component (E) is a surfactant. The positive photosensitive resin composition of the present invention can further contain a surfactant for the purpose of improving the coating properties as long as the effects of the present invention are not impaired.

(E)成分の界面活性剤としては、特に制限されないが、例えば、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。この種の界面活性剤としては、例えば、(株)ジェムコ製、住友スリーエム(株)製、大日本インキ化学工業(株)製或いは旭硝子(株)製等の市販品を用いることができる。これら市販品は、容易に入手することができるので、好都合である。その具体的な例としては、エフトップEF301、EF303、EF352((株)ジェムコ製)、メガファックR30、R08、R90、BL20、R61、F171、F173、F471、F475、F479、F474、F477、F480、F482、F483、F484(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)等のフッ素系界面活性剤が挙げられる。
(E)成分の界面活性剤は、一種単独で、または二種以上の組合せで使用することができる。
界面活性剤が使用される場合、その含有量は、ポジ型感光性樹脂組成物100質量%中に通常1.0質量%以下であり、好ましくは0.5質量%以下である。(E)成分の界面
活性剤の使用量が1.0質量%を超える量に設定されても、上記塗布性の改良効果は鈍くなり、経済的でなくなる。
(E) Although it does not restrict | limit especially as surfactant of a component, For example, a fluorine-type surfactant, a silicone type surfactant, a nonionic surfactant etc. are mentioned. As this type of surfactant, for example, commercially available products such as those manufactured by Gemco Co., Ltd., Sumitomo 3M Co., Ltd., Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., or Asahi Glass Co., Ltd. can be used. These commercial products are convenient because they can be easily obtained. Specific examples thereof include F-top EF301, EF303, EF352 (manufactured by Gemco Co., Ltd.), MegaFac R30, R08, R90, BL20, R61, F171, F173, F471, F475, F479, F474, F477, F480. F482, F483, F484 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), Florard FC430, FC431 (Sumitomo 3M), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, Fluorosurfactants such as SC106 (Asahi Glass Co., Ltd.) can be used.
(E) The surfactant of a component can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
When the surfactant is used, the content thereof is usually 1.0% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, in 100% by mass of the positive photosensitive resin composition. Even when the amount of the surfactant (E) used is set to an amount exceeding 1.0% by mass, the effect of improving the coating property becomes dull and not economical.

<(F)成分>
(F)成分は、密着促進剤である。本発明のポジ型感光性樹脂組成物は現像後の基板との密着性を向上させる目的で、密着促進剤を添加してもよい。このような密着促進剤の具
体例としては、トリメチルクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、N,N’‐ビス(トリメチルシリル)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、ビニルトリクロロシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−ピペリジニル)プロピルトリエトキシシラン等のシラン類、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、イミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、ウラゾール、チオウラシル、メルカプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環状化合物や、1,1−ジメチルウレア、1,3−ジメチルウレア等の尿素、またはチオ尿素化合物を挙げることができる。
<(F) component>
Component (F) is an adhesion promoter. The positive photosensitive resin composition of the present invention may contain an adhesion promoter for the purpose of improving the adhesion to the substrate after development. Specific examples of such adhesion promoters include chlorosilanes such as trimethylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, Alkoxysilanes such as diphenyldimethoxysilane and phenyltriethoxysilane, hexamethyldisilazane, N, N′-bis (trimethylsilyl) urea, silazanes such as dimethyltrimethylsilylamine, trimethylsilylimidazole, vinyltrichlorosilane, γ-aminopropyltri Ethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ- (N-piperidini ) Silanes such as propyltriethoxysilane, benzotriazole, benzimidazole, indazole, imidazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzothiazole, 2-mercaptobenzoxazole, urazole, thiouracil, mercaptoimidazole, mercaptopyrimidine, etc. Examples thereof include cyclic compounds, urea such as 1,1-dimethylurea and 1,3-dimethylurea, and thiourea compounds.

上記の密着促進剤は、例えば、信越化学工業(株)製、GE東芝シリコーン(株)製や東レ・ダウコーニング(株)製等の市販品の化合物を用いることもでき、これらの市販品は容易に入手可能である。
(F)成分として、前記密着性促進剤のうち1種又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの密着促進剤の添加量は、(A)成分の100質量部に対して、通常、20質量部以下、好ましくは0.1乃至20質量部、より好ましくは0.5乃至10質量部である。20質量部を超えると塗膜の耐熱性が低下する場合があり、また、0.1質量部未満では密着促進剤の十分な効果が得られない場合がある。
As the adhesion promoter, for example, commercially available compounds such as those manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., GE Toshiba Silicone Co., Ltd., and Toray Dow Corning Co., Ltd. can be used. It is readily available.
As the component (F), one or two or more of the adhesion promoters can be used.
The addition amount of these adhesion promoters is usually 20 parts by mass or less, preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). is there. If it exceeds 20 parts by mass, the heat resistance of the coating film may be reduced, and if it is less than 0.1 parts by mass, sufficient effects of the adhesion promoter may not be obtained.

<その他添加剤>
更に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、レオロジー調整剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、または多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
<Other additives>
Furthermore, as long as the positive photosensitive resin composition of the present invention does not impair the effects of the present invention, a rheology modifier, a pigment, a dye, a storage stabilizer, an antifoaming agent, or a polyhydric phenol, A dissolution accelerator such as a polyvalent carboxylic acid can be contained.

<ポジ型感光性樹脂組成物>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、(A)成分の側鎖に脂肪族水酸基を有するアルカリ可溶性アルカリ重合体、(B)成分の1,2−キノンジアジド化合物、(C)成分のスルホン酸化合物及び(D)溶剤を含有し、且つ、それぞれ所望により、(E)成分の界面活性剤、(F)成分の密着促進剤、及びその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
<Positive photosensitive resin composition>
The positive photosensitive resin composition of the present invention comprises an alkali-soluble alkali polymer having an aliphatic hydroxyl group in the side chain of component (A), a 1,2-quinonediazide compound of component (B), and a sulfonic acid of component (C). A composition containing a compound and (D) solvent, and optionally further comprising at least one of a surfactant of component (E), an adhesion promoter of component (F), and other additives. It is a thing.

中でも、本発明のポジ型感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(A)成分100質量部に基づいて、5乃至100質量部の(B)成分、0.1乃至30質量部の(C)成分を含有し、これら成分が(D)溶剤に溶解されたポジ型感光性樹脂組成物。
[2]:上記[1]の組成物において、更に(E)成分を(A)成分100質量部に基づいて、1.0質量%以下含有するポジ型感光性樹脂組成物。
[3]:上記[1]又は[2]の組成物において、更に(F)成分を(A)成分100質量部に基づいて0.1乃至20質量部含有するポジ型感光性樹脂組成物。
Among these, preferred examples of the positive photosensitive resin composition of the present invention are as follows.
[1]: Based on 100 parts by mass of component (A), 5 to 100 parts by mass of component (B) and 0.1 to 30 parts by mass of component (C) are contained, and these components are used as solvent (D). A dissolved positive photosensitive resin composition.
[2]: The positive photosensitive resin composition further containing 1.0% by mass or less of the component (E) based on 100 parts by mass of the component (A) in the composition of the above [1].
[3] A positive photosensitive resin composition further comprising 0.1 to 20 parts by mass of the component (F) based on 100 parts by mass of the component (A) in the composition of the above [1] or [2].

本発明のポジ型感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、例えば1乃至80質量%であり、また例えば5乃至60質量%であり、または10乃至50質量%である。ここで、固形分とは、ポジ型感光性樹脂組成物の全成分から(D)溶剤を除いたものをいう。   The ratio of the solid content in the positive photosensitive resin composition of the present invention is not particularly limited as long as each component is uniformly dissolved in the solvent, and is, for example, 1 to 80% by mass. It is 5 to 60% by mass, or 10 to 50% by mass. Here, solid content means what remove | excluded the (D) solvent from all the components of the positive photosensitive resin composition.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物の調製方法は、特に限定されないが、その調製法としては、例えば、(A)成分(特定側鎖を有するアクリル重合体)を(D)溶剤に溶解し、この溶液に(B)成分(1,2−キノンジアジド化合物)、(C)成分(スルホン酸化合物)を所定の割合で混合し、均一な溶液とする方法、或いは、この調製法の適当な段階において、必要に応じて(E)成分(界面活性剤)、(F)成分(密着促進剤)及びその他添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。   Although the preparation method of the positive photosensitive resin composition of this invention is not specifically limited, As the preparation method, (A) component (acrylic polymer which has a specific side chain) is melt | dissolved in (D) solvent, for example. (B) component (1,2-quinonediazide compound) and (C) component (sulfonic acid compound) are mixed in this solution at a predetermined ratio to obtain a uniform solution, or an appropriate stage of this preparation method. In the method, there may be mentioned a method in which (E) component (surfactant), (F) component (adhesion promoter) and other additives are further added and mixed as necessary.

本発明のポジ型感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(D)溶剤中における特定側鎖を有するアクリル重合体の重合反応によって得られる特定側鎖を有するアクリル重合体の溶液をそのまま使用することができ、この場合、この(A)成分の溶液に前記と同様に(B)成分、(C)成分などを入れて均一な溶液とする際に、濃度調整を目的としてさらに(D)溶剤を追加投入してもよい。このとき、特定側鎖を有するアクリル重合体の形成過程で用いられる(D)溶剤と、ポジ型感光性樹脂組成物の調製時に濃度調整のために用いられる(D)溶剤とは同一であってもよいし、異なってもよい。   In the preparation of the positive photosensitive resin composition of the present invention, (D) a solution of an acrylic polymer having a specific side chain obtained by a polymerization reaction of the acrylic polymer having a specific side chain in a solvent is used as it is. In this case, when the component (B), the component (C), etc. are added to the solution of the component (A) in the same manner as described above to obtain a uniform solution, the solvent (D) is further added for the purpose of adjusting the concentration. Additional inputs may be made. At this time, the solvent (D) used in the process of forming the acrylic polymer having a specific side chain is the same as the solvent (D) used for adjusting the concentration when preparing the positive photosensitive resin composition. It may be different or different.

而して、調製されたポジ型感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィル
タなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。
Thus, the prepared positive photosensitive resin composition solution is preferably used after being filtered using a filter having a pore size of about 0.2 μm.

<塗膜及び硬化膜>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物を半導体基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、金属例えばアルミニウム、モリブデン、クロムなどが被覆された基板、ガラス基板、石英基板、ITO基板等)の上に、回転塗布、流し塗布、ロール塗布、スリット塗布、スリットに続いた回転塗布、インクジェット塗布などによって塗布し、その後、ホットプレートまたはオーブン等で予備乾燥することにより、塗膜を形成することができる。その後、この塗膜を加熱処理することにより、ポジ型感光性樹脂膜が形成される。
<Coating film and cured film>
The positive photosensitive resin composition of the present invention is applied to a semiconductor substrate (for example, a silicon / silicon dioxide coated substrate, a silicon nitride substrate, a substrate coated with a metal such as aluminum, molybdenum, or chromium, a glass substrate, a quartz substrate, or an ITO substrate. Etc.) by spin coating, flow coating, roll coating, slit coating, spin coating following slit, ink jet coating, etc., and then pre-drying in a hot plate or oven etc. to form a coating film can do. Then, a positive photosensitive resin film is formed by heat-treating this coating film.

この加熱処理の条件としては、例えば、温度70℃乃至160℃、時間0.3乃至60分間の範囲の中から適宜選択された加熱温度及び加熱時間が採用される。加熱温度及び加熱時間は、好ましくは80℃乃至140℃、0.5乃至10分間である。   As conditions for this heat treatment, for example, a heating temperature and a heating time appropriately selected from the range of a temperature of 70 ° C. to 160 ° C. and a time of 0.3 to 60 minutes are employed. The heating temperature and heating time are preferably 80 to 140 ° C. and 0.5 to 10 minutes.

また、ポジ型感光性樹脂組成物から形成されるポジ型感光性樹脂膜の膜厚は、例えば0.1乃至30μmであり、また例えば0.2乃至10μmであり、更に例えば0.2乃至5μmである。   The film thickness of the positive photosensitive resin film formed from the positive photosensitive resin composition is, for example, 0.1 to 30 μm, is, for example, 0.2 to 10 μm, and is further, for example, 0.2 to 5 μm. It is.

上記で得られた塗膜上に、所定のパターンを有するマスクを装着して紫外線等の光を照射し、アルカリ現像液で現像することで、露光部が洗い出されて端面のシャープなレリーフパターンが得られる。   On the coating film obtained above, a mask having a predetermined pattern is mounted, irradiated with light such as ultraviolet rays, and developed with an alkali developer, so that the exposed portion is washed out and a sharp relief pattern on the end face Is obtained.

使用されうるアルカリ性現像液としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化第四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液等のアルカリ性水溶液が挙げられる。さらに、これらの現像液には、界面活性剤などを加えることもできる。   Examples of the alkaline developer that can be used include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide, and aqueous solutions of quaternary ammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, and choline. Alkaline aqueous solutions such as amine aqueous solutions such as ethanolamine, propylamine, and ethylenediamine. Further, a surfactant or the like can be added to these developers.

上記の中、水酸化テトラエチルアンモニウム0.1乃至2.38質量%水溶液は、フォトレジストの現像液として一般に使用されており、本発明の感光性樹脂組成物においても、このアルカリ性現像液を用いて、膨潤などの問題をひき起こすことなく良好に現像することができる。   Among the above, a tetraethylammonium hydroxide 0.1 to 2.38 mass% aqueous solution is generally used as a photoresist developer, and the alkaline developer is also used in the photosensitive resin composition of the present invention. It can be developed satisfactorily without causing problems such as swelling.

また、現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法など、いずれも用いることができる。その際の現像時間は、通常、15乃至180秒間である。   Further, as a developing method, any of a liquid piling method, a dipping method, a rocking dipping method, and the like can be used. The development time at that time is usually 15 to 180 seconds.

現像後、ポジ型感光性樹脂膜に対して流水による洗浄を例えば20乃至90秒間行い、続いて圧縮空気もしくは圧縮窒素を用いてまたはスピニングにより風乾することにより、基板上の水分が除去され、そしてパターン形成された膜が得られる。   After the development, the positive photosensitive resin film is washed with running water, for example, for 20 to 90 seconds, and then air-dried with compressed air or compressed nitrogen or by spinning to remove moisture on the substrate, and A patterned film is obtained.

続いて、斯かるパターン形成膜に対して、熱硬化のためにポストベークを行うことにより、具体的にはホットプレート、オーブンなどを用いて加熱することにより、耐熱性、透明性、平坦化性、低吸水性、耐薬品性などに優れ、良好なレリーフパターンを有する膜が得られる。   Subsequently, the pattern forming film is subjected to post-baking for thermosetting, specifically by heating using a hot plate, an oven, etc., thereby providing heat resistance, transparency, and flatness. In addition, a film having a good relief pattern with excellent water absorption and chemical resistance can be obtained.

ポストベークとしては、一般に、温度140℃乃至250℃の範囲の中から選択された加熱温度にて、ホットプレート上の場合には5乃至30分間、オーブン中の場合には30乃至90分間処理するという方法が採られる。   The post-bake is generally processed at a heating temperature selected from the range of 140 ° C. to 250 ° C. for 5 to 30 minutes when on a hot plate and 30 to 90 minutes when in an oven. The method is taken.

而して、斯かるポストべークにより、目的とする、良好なパターン形状を有する硬化膜を得ることができる。   Thus, such a post-bake can provide a target cured film having a good pattern shape.

以上のように、本発明のポジ型感光性樹脂組成物により、十分高感度であり且つ現像の際に未露光部の膜減りが非常に小さく、微細なパターンを有する塗膜を形成することができる。   As described above, with the positive photosensitive resin composition of the present invention, it is possible to form a coating film that has sufficiently high sensitivity and has a very small unexposed area during development and a fine pattern. it can.

また、この塗膜から得られる硬化膜は耐熱性、耐溶剤性に優れ、透明性が高いという特徴を有する。そのため、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイにおける各種の膜、例えば層間絶縁膜、保護膜、絶縁膜などと共に、TFT型液晶素子のアレイ平坦化膜等の用途で好適に用いることができる。   Moreover, the cured film obtained from this coating film has the characteristics that it is excellent in heat resistance and solvent resistance, and is highly transparent. For this reason, it can be suitably used in applications such as an array flattening film of a TFT type liquid crystal element together with various films in a liquid crystal display and an organic EL display such as an interlayer insulating film, a protective film, and an insulating film.

以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものでない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these Examples.

[実施例で用いる略記号]
以下の実施例で用いる略記号の意味は、次のとおりである。
MAA:メタクリル酸
MMA:メチルメタクリレート
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
CHMI:N−シクロヘキシルマレイミド
PTSA:p−トルエンスルホン酸
CAMSA:カンファスルホン酸
PSA:プロピルスルホン酸
AIBN:アゾビスイソブチロニトリル
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
QD:α、α、α’−トリス(4−ヒドロキシフェニル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼン1molと1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリド1.5molとの縮合反応によって合成される化合物。
CL1:ダイセル化学工業(株)製 エポリードGT−401(脂環式エポキシ樹脂)
MPTS:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
R30:大日本インキ化学工業(株)製 メガファック R−30(商品名)
[Abbreviations used in Examples]
The meanings of the abbreviations used in the following examples are as follows.
MAA: methacrylic acid MMA: methyl methacrylate HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate CHMI: N-cyclohexylmaleimide PTSA: p-toluenesulfonic acid CAMSA: camphorsulfonic acid PSA: propylsulfonic acid AIBN: azobisisobutyronitrile PGMEA: propylene glycol Monomethyl ether acetate QD: Condensation of α, α, α′-tris (4-hydroxyphenyl) -1-ethyl-4-isopropylbenzene 1 mol and 1,2-naphthoquinone-2-diazide-5-sulfonyl chloride 1.5 mol A compound synthesized by reaction.
CL1: Epolide GT-401 (alicyclic epoxy resin) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
MPTS: γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane R30: manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Megafax R-30 (trade name)

[数平均分子量及び重量平均分子量の測定]
以下の合成例に従い得られた特定側鎖を有するアクリル重合体の数平均分子量及び重量平均分子量を、日本分光(株)製GPC装置(Shodex(登録商標)カラムKF803LおよびKF804L)を用い、溶出溶媒テトラヒドロフランを流量1ml/分でカラム中に(カラム温度40℃)流して溶離させるという条件で測定した。なお、下記の数平均分子量(以下、Mnと称す。)及び重量平均分子量(以下、Mwと称す。)は、ポリスチレン換算値にて表される。
[Measurement of number average molecular weight and weight average molecular weight]
The number average molecular weight and weight average molecular weight of the acrylic polymer having a specific side chain obtained in accordance with the following synthesis example were measured using a GPC apparatus (Shodex (registered trademark) columns KF803L and KF804L) manufactured by JASCO Corporation. Tetrahydrofuran was flowed through the column at a flow rate of 1 ml / min (column temperature: 40 ° C.) for elution. The following number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn) and weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) are expressed in terms of polystyrene.

<合成例1>
特定側鎖を有するアクリル重合体を構成するモノマー成分として、MAA 10.9g、CHMI 35.3g、HEMA 25.5g、MMA 28.3gを使用し、ラジカル重合開始剤としてAIBN 5gを使用し、これらを溶剤PGMEA 150g中において温度60℃乃至100℃で重合反応させることにより、Mn3,800、Mw6,700である(A)成分の溶液(共重合体濃度:40.0質量%)を得た。(P1)
<Synthesis Example 1>
MAA 10.9 g, CHMI 35.3 g, HEMA 25.5 g, MMA 28.3 g are used as monomer components constituting an acrylic polymer having a specific side chain, and AIBN 5 g is used as a radical polymerization initiator. Was subjected to a polymerization reaction at a temperature of 60 ° C. to 100 ° C. in 150 g of a solvent PGMEA to obtain a solution of (A) component (copolymer concentration: 40.0% by mass) as Mn 3,800 and Mw 6,700. (P1)

<合成例2>
特定側鎖を有するアクリル重合体を構成するモノマー成分として、MAA 12.9g、CHMI 35.3g、HEMA 25.5g、MMA 26.3gを使用し、ラジカル重合開始剤としてAIBN 5gを使用し、これらを溶剤PGMEA 150g中において温度60℃乃至100℃で重合反応させることにより、Mn4,100、Mw6,900である(A)成分の溶液(共重合体濃度:40.0質量%)を得た。(P2)
<Synthesis Example 2>
MAA 12.9 g, CHMI 35.3 g, HEMA 25.5 g, MMA 26.3 g are used as monomer components constituting an acrylic polymer having a specific side chain, and AIBN 5 g is used as a radical polymerization initiator. Was subjected to a polymerization reaction at a temperature of 60 ° C. to 100 ° C. in 150 g of a solvent PGMEA to obtain a solution of (A) component (copolymer concentration: 40.0% by mass) as Mn 4,100 and Mw 6,900. (P2)

<実施例1乃至4及び比較例1乃至3>
次の表1に示す組成に従い、(A)成分の溶液に、(B)成分及び(C)成分、(D)溶剤、更に(E)成分及び(F)成分を所定の割合で混合し、室温で3時間撹拌して均一な溶液とすることにより、各実施例及び各比較例のポジ型感光性樹脂組成物を調製した。
<Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3>
According to the composition shown in the following Table 1, (B) component and (C) component, (D) solvent, and further (E) component and (F) component are mixed in a predetermined ratio to the solution of component (A), By stirring at room temperature for 3 hours to obtain a uniform solution, positive type photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples were prepared.

Figure 2009282308
Figure 2009282308

得られた実施例1乃至4並びに比較例1乃至3の各ポジ型感光性樹脂組成物について、それぞれ、塗膜の感度、膜減り(未露光部における)、熱硬化時のパターン寸法の変化、
硬化膜の溶剤耐性を各々測定し、それらの評価を行った。
For each of the obtained positive photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the sensitivity of the coating film, film reduction (in the unexposed area), change in pattern dimensions during thermosetting,
The solvent resistance of each cured film was measured and evaluated.

[感度の評価]
ポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度90℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い膜厚2.5μmの塗膜を形成した。膜厚はFILMETRICS製 F20を用いて測定した。この塗膜にキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA−600FAにより365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を一定時間照射した。その後0.4質量%の水酸化テトラメチ
ルアンモニウム(以下、TMAHと称す)水溶液に60秒間浸漬することで現像を行った後、超純水で20秒間流水洗浄を行った。露光部において溶け残りのなくなる最低の露光量(mJ/cm2)を感度とした。
[Evaluation of sensitivity]
The positive photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer using a spin coater and then pre-baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 120 seconds to form a coating film having a thickness of 2.5 μm. The film thickness was measured using F20 manufactured by FILMETRICS. This coating film was irradiated with ultraviolet rays having a light intensity at 365 nm of 5.5 mW / cm 2 for a predetermined time by an ultraviolet irradiation device PLA-600FA manufactured by Canon Inc. Thereafter, development was performed by immersing in a 0.4% by mass tetramethylammonium hydroxide (hereinafter referred to as TMAH) aqueous solution for 60 seconds, followed by washing with running ultrapure water for 20 seconds. The lowest exposure amount (mJ / cm 2 ) at which no undissolved portion remained in the exposed area was defined as sensitivity.

[膜減りの評価]
ポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度90℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い膜厚2.5μmの塗膜を形成した。この膜を0.4質量%TMAH水溶液に60秒間浸漬した後、超純水で20秒間流水洗浄を行った。次いで、この膜の厚さを測定することで、現像による未露光部の膜減り度合いを評価した。この評価における膜厚は、FILMETRICS製 F20を用いて測定した。
[Evaluation of film reduction]
The positive photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer using a spin coater and then pre-baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 120 seconds to form a coating film having a thickness of 2.5 μm. This membrane was immersed in a 0.4 mass% TMAH aqueous solution for 60 seconds and then washed with running ultrapure water for 20 seconds. Subsequently, the thickness of this film was measured to evaluate the degree of film reduction in the unexposed area due to development. The film thickness in this evaluation was measured using F20 manufactured by FILMETRICS.

[溶剤耐性の評価]
ポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度90℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い膜厚2.5μmの塗膜を形成した。この塗膜を230℃で30分加熱することによりポストベークを行い、膜厚2.1μmの硬化膜を形成した。この塗膜をNMP中に1分間室温にて浸漬させ、浸漬前後の膜厚変化がないものを○、膜厚の減少が見られたものを×とした。
[Evaluation of solvent resistance]
The positive photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer using a spin coater and then pre-baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 120 seconds to form a coating film having a thickness of 2.5 μm. This coating film was post-baked by heating at 230 ° C. for 30 minutes to form a cured film having a thickness of 2.1 μm. This coating film was immersed in NMP for 1 minute at room temperature. A film having no change in film thickness before and after immersion was marked with ◯, and a film with a decrease in film thickness was marked with x.

[パターン寸法変化の評価]
ポジ型感光性樹脂組成物をシリコンウェハー上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度90℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い膜厚2.5μmの塗膜を形成した。この塗膜にキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA−600FAにより365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を8μmのライン&スペースパタ
ーンのマスクを介して150mJ/cm2照射した。その後0.4質量%TMAH水溶液
に60秒間浸漬することで現像を行った後、超純水で20秒間流水洗浄を行い、パターンを形成した。作製したパターンを140℃のホットプレートにて3分間焼成した後続いて230℃のホットプレートにて15分間焼成したものと、140℃にて焼成せずに230℃にて15分間のみ焼成したものについて、夫々走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、焼成時間の違いによるパターン線幅の変化量を測定した。
[Evaluation of pattern dimension change]
The positive photosensitive resin composition was applied on a silicon wafer using a spin coater and then pre-baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 120 seconds to form a coating film having a thickness of 2.5 μm. The coating film by ultraviolet irradiation device PLA-600FA manufactured by Canon Inc. is the light intensity at 365nm was 150 mJ / cm 2 irradiation through a mask of a line and space pattern of 8μm with ultraviolet rays at 5.5 mW / cm 2. Thereafter, development was performed by immersing in a 0.4 mass% TMAH aqueous solution for 60 seconds, followed by washing with running ultrapure water for 20 seconds to form a pattern. The prepared pattern was baked for 3 minutes on a 140 ° C. hot plate and then baked for 15 minutes on a 230 ° C. hot plate, and was baked for 15 minutes only at 230 ° C. without baking at 140 ° C. Each was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the amount of change in the pattern line width due to the difference in firing time was measured.

[透過率の評価]
ポジ型感光性樹脂組成物を石英基板上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度110℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い膜厚2.5μmの塗膜を形成した。この塗膜にキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA−600FAにより365nmにおける光強度が5.5mW/cm2の紫外線を120秒間照射した。その後、この膜
を温度230℃で30分間ホットプレート上においてポストベークを行い、硬化膜を形成した。この硬化膜を紫外線可視分光光度計((株)島津製作所製SHIMADSU UV−2550型番)を用いて、400nm波長の透過率を測定した。
[Evaluation of transmittance]
The positive photosensitive resin composition was applied on a quartz substrate using a spin coater and then pre-baked on a hot plate at a temperature of 110 ° C. for 120 seconds to form a coating film having a thickness of 2.5 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet rays having a light intensity at 365 nm of 5.5 mW / cm 2 for 120 seconds using an ultraviolet irradiation device PLA-600FA manufactured by Canon Inc. Thereafter, this film was post-baked on a hot plate at a temperature of 230 ° C. for 30 minutes to form a cured film. The cured film was measured for transmittance at a wavelength of 400 nm using an ultraviolet-visible spectrophotometer (SHIMADSU UV-2550 model number, manufactured by Shimadzu Corporation).

[評価の結果]
以上の評価を行った結果を、次の表2に示す。
[Evaluation results]
The results of the above evaluation are shown in Table 2 below.

Figure 2009282308
Figure 2009282308

表2に示す結果より判るように、実施例1乃至4のポジ型感光性樹脂組成物はいずれも高感度であり、未露光部における膜減りも非常に小さい値となった。さらに硬化膜形成後の溶剤耐性に優れ、焼成温度の違いによる線幅の変化が極めて小さいパターンが得られ、また高い透過率を有する硬化膜が得られた。   As can be seen from the results shown in Table 2, all of the positive photosensitive resin compositions of Examples 1 to 4 were highly sensitive, and the film loss in the unexposed areas was very small. Furthermore, a pattern with excellent solvent resistance after forming the cured film, a very small change in line width due to the difference in the firing temperature, and a cured film having high transmittance was obtained.

一方、スルホン酸化合物を含まない比較例1にあっては、ポストベークによる熱硬化が起こらず、十分な溶剤耐性が得られず、パターン線幅の変化も大きいものとなった。
そして比較例2および3については、ポストベーク後には十分な溶剤耐性や高い透過率を有する硬化膜が得られるものの、実施例と比べて感度が低く、さらに、焼成温度の違いによりパターンの線幅に変化が生ずる結果となった。
On the other hand, in Comparative Example 1 containing no sulfonic acid compound, thermosetting by post-baking did not occur, sufficient solvent resistance was not obtained, and the change in pattern line width was large.
For Comparative Examples 2 and 3, a cured film having sufficient solvent resistance and high transmittance can be obtained after post-baking, but the sensitivity is lower than that of the Examples, and the line width of the pattern is different due to the difference in the firing temperature. As a result, changes occurred.

本発明によるポジ型感光性樹脂組成物は、薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子、有機EL素子等の各種ディスプレイにおける保護膜、平坦化膜、絶縁膜等の硬化膜を形成する材料として好適であり、特に、TFT型液晶素子の層間絶縁膜、カラーフィルターの保護膜、アレイ平坦化膜、反射型ディスプレイの反射膜下側の凹凸膜、有機EL素子の絶縁膜等を形成する材料としても好適であり、さらにマイクロレンズ材料などの各種電子材料としても好適である。   The positive photosensitive resin composition according to the present invention is suitable as a material for forming a cured film such as a protective film, a planarizing film, and an insulating film in various displays such as a thin film transistor (TFT) type liquid crystal display element and an organic EL element. In particular, it is also suitable as a material for forming an interlayer insulating film of a TFT type liquid crystal element, a protective film for a color filter, an array flattening film, a concavo-convex film below a reflective film of a reflective display, an insulating film of an organic EL element, etc. Furthermore, it is also suitable as various electronic materials such as a microlens material.

Claims (10)

下記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)溶剤を含有するポジ型感光性樹脂組成物。
(A)成分:側鎖に脂肪族水酸基を有するアルカリ可溶性アクリル重合体、
(B)成分:1,2−キノンジアジド化合物、
(C)成分:スルホン酸化合物、
(D)溶剤。
A positive photosensitive resin composition comprising the following component (A), component (B), component (C) and solvent (D).
(A) component: an alkali-soluble acrylic polymer having an aliphatic hydroxyl group in the side chain;
(B) component: 1,2-quinonediazide compound,
(C) component: a sulfonic acid compound,
(D) Solvent.
(A)成分のアルカリ可溶性アクリル重合体の数平均分子量がポリスチレン換算で2,000乃至30,000である、請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the alkali-soluble acrylic polymer of component (A) has a number average molecular weight of 2,000 to 30,000 in terms of polystyrene. (A)成分の100質量部に対して、5乃至100質量部の(B)成分を含有することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin composition according to claim 1, comprising 5 to 100 parts by mass of the component (B) with respect to 100 parts by mass of the component (A). (A)成分の100質量部に対して、0.1乃至30質量部の(C)成分を含有することを特徴とする、請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive component according to any one of claims 1 to 3, wherein 0.1 to 30 parts by mass of the component (C) is contained with respect to 100 parts by mass of the component (A). Type photosensitive resin composition. (E)成分として、界面活性剤を更にポジ型感光性樹脂組成物中に1.0質量%以下含有する、請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin according to any one of claims 1 to 4, further comprising 1.0% by mass or less of a surfactant as a component (E) in the positive photosensitive resin composition. Composition. (F)成分として、密着促進剤を更にポジ型感光性樹脂組成物中に0.1乃至20質量部含有する、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物。 The positive photosensitive resin according to any one of claims 1 to 5, further comprising 0.1 to 20 parts by mass of an adhesion promoter as a component (F) in the positive photosensitive resin composition. Resin composition. 請求項1乃至請求項6のうちいずれか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる硬化膜。 The cured film obtained using the positive photosensitive resin composition as described in any one of Claims 1 thru | or 6. 請求項7に記載の硬化膜を有する液晶表示素子。 A liquid crystal display element having the cured film according to claim 7. 請求項7に記載の硬化膜からなる液晶ディスプレイ用アレイ平坦化膜。 An array planarizing film for a liquid crystal display comprising the cured film according to claim 7. 請求項7に記載の硬化膜からなる層間絶縁膜。
An interlayer insulating film comprising the cured film according to claim 7.
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