JP2010134311A - Radiation-sensitive resin composition, interlayer dielectric, microlens, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感放射線性樹脂組成物、層間絶縁膜及びマイクロレンズ、並びにそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to a radiation-sensitive resin composition, an interlayer insulating film, a microlens, and methods for producing them.
薄膜トランジスタ(以下、「TFT」と記す。)型液晶表示素子や磁気ヘッド素子、集積回路素子、固体撮像素子などの電子部品には、一般に層状に配置される配線の間を絶縁するために層間絶縁膜が設けられている。層間絶縁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ものが好ましいことから、感放射線性樹脂組成物が幅広く使用されている(特開2001−354822号公報、特開2001−343743号公報参照)。 In an electronic component such as a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) type liquid crystal display element, magnetic head element, integrated circuit element, solid-state imaging element, etc., an interlayer insulation is generally used to insulate between wirings arranged in layers. A membrane is provided. As a material for forming the interlayer insulating film, a material having a small number of steps for obtaining a required pattern shape and having sufficient flatness is preferable, and therefore, a radiation sensitive resin composition is widely used (special feature). JP 2001-354822 A and JP 2001-343743 A).
上記電子部品のうち、例えばTFT型液晶表示素子は、層間絶縁膜の上に透明電極膜を形成し、さらにその上に液晶配向膜を形成する工程を経て製造される。従って、層間絶縁膜は、透明電極膜の形成工程において高温条件に曝されたり、電極のパターン形成に使用されるレジストの剥離液に曝されることとなるため、十分な耐熱性及び耐溶剤性が必要となる。 Among the electronic components, for example, a TFT type liquid crystal display element is manufactured through a process of forming a transparent electrode film on an interlayer insulating film and further forming a liquid crystal alignment film thereon. Therefore, the interlayer insulating film is exposed to a high temperature condition in the transparent electrode film forming process or exposed to a resist stripping solution used for electrode pattern formation, so that it has sufficient heat resistance and solvent resistance. Is required.
また近年、TFT型液晶表示素子は、大画面化、高輝度化、高精細化、高速応答化、薄型化等の動向にある。そのため、TFT型液晶表示素子に用いられる層間絶縁膜形成用組成物は高感度である必要があり、また、形成される層間絶縁膜は、従来以上に、低誘電率、高透過率等の高性能が要求されている。 In recent years, TFT-type liquid crystal display elements have a tendency to increase screen size, increase brightness, increase definition, increase response speed, reduce thickness, and the like. Therefore, the composition for forming an interlayer insulating film used for the TFT type liquid crystal display element needs to have high sensitivity, and the formed interlayer insulating film has a low dielectric constant, high transmittance, etc. higher than the conventional one. Performance is required.
一方、ファクシミリ、電子複写機、固体撮像素子等のオンチップカラーフィルターの結像光学系あるいは光ファイバコネクタの光学系材料として3〜100μm程度のレンズ径を有するマイクロレンズ、又はそれらのマイクロレンズを規則的に配列したマイクロレンズアレイが使用されている。 On the other hand, a microlens having a lens diameter of about 3 to 100 μm or an optical system material of an on-chip color filter such as a facsimile, an electronic copying machine, a solid-state image sensor, or the like is defined as an optical system material. An array of microlenses is used.
マイクロレンズ又はマイクロレンズアレイの形成には、レンズに相当するレジストパターンを形成した後、加熱処理することによってメルトフローさせ、そのままレンズとして利用する方法や、メルトフローさせたレンズパターンをマスクにしてドライエッチングにより下地にレンズ形状を転写させる方法等が知られている。前記レンズパターンの形成には、感放射線性樹脂組成物が幅広く使用されている(特開平6−18702号公報、特開平6−136239号公報参照)。 To form a microlens or a microlens array, a resist pattern corresponding to the lens is formed and then melt-flowed by heat treatment and used as a lens as it is, or by using the melt-flowed lens pattern as a mask. A method of transferring a lens shape to a base by etching is known. For the formation of the lens pattern, a radiation sensitive resin composition is widely used (see JP-A-6-18702 and JP-A-6-136239).
ところで、上記のようなマイクロレンズ又はマイクロレンズアレイが形成された素子はその後、配線形成部分であるボンディングパッド上の各種絶縁膜を除去するために、平坦化膜及びエッチング用レジスト膜を塗布し、所望のマスクを用いて露光、現像してボンディングパッド部分のエッチングレジストを除去し、次いで、エッチングにより平坦化膜や各種絶縁膜を除去してボンディングパッド部分を露出させる工程に供される。そのためマイクロレンズ又はマイクロレンズアレイには、平坦化膜及びエッチングレジストの塗膜形成工程並びにエッチング工程において、耐溶剤性や耐熱性が必要となる。 By the way, the element on which the microlens or the microlens array as described above is formed is then applied with a planarizing film and an etching resist film in order to remove various insulating films on the bonding pad which is a wiring forming portion. Exposure and development are performed using a desired mask to remove the etching resist in the bonding pad portion, and then the step is performed to remove the planarizing film and various insulating films by etching to expose the bonding pad portion. Therefore, the microlens or the microlens array needs to have solvent resistance and heat resistance in the flattening film and etching resist coating film forming process and the etching process.
このようなマイクロレンズを形成するために用いられる感放射線性樹脂組成物は、高感度であることが必要である。また、それから形成されるマイクロレンズは所望の曲率半径を有するものであり、高耐熱性であることや、高透過率、高信頼性を有すること等が要求される。 The radiation sensitive resin composition used for forming such a microlens needs to have high sensitivity. In addition, the microlens formed therefrom has a desired radius of curvature, and is required to have high heat resistance, high transmittance, high reliability, and the like.
このように、層間絶縁膜やマイクロレンズを感放射線性樹脂組成物から形成するにあたって、その組成物は、放射線に対して高感度であることが必要である。また、現像工程において現像時間が所定時間より過剰となった場合でも、パターンの剥がれが生じずに良好な密着性を示すパターン状薄膜を容易に形成可能であることが要求される。そして、その組成物から形成される層間絶縁膜には、高耐熱性、高耐溶剤性、低誘電率、高透過率、高信頼性等が要求される。一方、マイクロレンズを形成する場合には、マイクロレンズとして良好なメルト形状(所望の曲率半径)、高耐熱性、高耐溶剤性、高透過率が要求される。 Thus, when forming an interlayer insulation film and a micro lens from a radiation sensitive resin composition, the composition needs to be highly sensitive to radiation. In addition, it is required that a patterned thin film showing good adhesion can be easily formed without peeling of the pattern even when the development time exceeds a predetermined time in the development process. The interlayer insulating film formed from the composition is required to have high heat resistance, high solvent resistance, low dielectric constant, high transmittance, high reliability, and the like. On the other hand, when forming a microlens, the microlens is required to have a good melt shape (desired radius of curvature), high heat resistance, high solvent resistance, and high transmittance.
上記課題を克服するために、特許文献5及び6では、感放射線性樹脂組成物中のの共重合体成分の分子量分布制御に着目し、テトラエチルチウラムジスルフィドやビス(ピラゾール−1−イル−チオカルボニル)ジスルフィド等のジスルフィド化合物を分子量制御剤として用いて重合された共重合体について開示されている。しかしながら、これらのジスルフィド化合物は、合成後保管中に分解による経時変化を起こし易いため、非常に取り扱い難いという問題があった。
本発明は、従来技術におけるこれらの不都合に鑑みてなされたものであって、その第一の目的は、放射線に対する高い感度を有し、密着性に優れたパターン状薄膜を容易に形成することができ、高耐熱性、解像度、高透過率、高信頼性の層間絶縁膜を形成でき、またマイクロレンズの形成に用いる場合にあっては高い透過率と良好なメルト形状を有するマイクロレンズを形成しうる保存安定性に優れた感放射線性樹脂組成物を提供することである。 The present invention has been made in view of these disadvantages in the prior art, and a first object thereof is to easily form a patterned thin film having high sensitivity to radiation and excellent adhesion. High heat resistance, resolution, high transmittance, highly reliable interlayer insulating film can be formed, and when used for forming microlenses, microlenses with high transmittance and good melt shape are formed. It is to provide a radiation sensitive resin composition having excellent storage stability.
本発明の第二の目的は、上記感放射線性樹脂組成物を用いて層間絶縁膜及びマイクロレンズを形成する方法、並びに、その方法により形成された層間絶縁膜及びマイクロレンズを提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a method for forming an interlayer insulating film and a microlens using the radiation sensitive resin composition, and an interlayer insulating film and a microlens formed by the method. .
本発明の第一の目的は、
(A)共重合体、(B)1,2−キノンジアジド化合物を含有する感放射線性樹脂組成物であって、(A)共重合体が、(a1)不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物、並びに(a2)エポキシ基含有不飽和化合物を含む単量体を、下記式(1)で表される化合物の存在下で重合する工程を経て製造された共重合体を含む感放射線性樹脂組成物によって達成される。
The first object of the present invention is to
(A) a copolymer, (B) a radiation-sensitive resin composition containing a 1,2-quinonediazide compound, wherein (A) the copolymer is (a1) an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid. Radiation sensitivity comprising a copolymer produced by polymerizing an acid anhydride and a monomer containing (a2) an epoxy group-containing unsaturated compound in the presence of a compound represented by the following formula (1) This is achieved by the conductive resin composition.
〔式(1)において、Z1およびZ2 は相互に独立に炭素数4〜18のアルキル基または置換されていてもよいベンジル基を示す。〕
In [Equation (1), Z 1 and Z 2 is an alkyl group or an optionally substituted benzyl group having 4 to 18 carbon atoms independently of one another. ]
当該感放射性樹脂組成物は、上記(A)共重合体及び(B)の特定成分を含むことによって、高い感放射線感度を有し、密着性に優れたパターン状薄膜を容易に形成することができる。 By including the specific component (A) copolymer and (B), the radiation-sensitive resin composition can easily form a patterned thin film having high radiation sensitivity and excellent adhesion. it can.
上記(A)共重合体は、式(1)で表される化合物でリビングラジカル重合する工程を経て製造された共重合体であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が1,000〜15,000であり、かつMwとGPCにより測定したポリスチレン換算数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が1.8以下の共重合体を含む樹脂組成物によって、高い感放射線感度等の良好な性能が発揮される。 The (A) copolymer is a copolymer produced through a step of living radical polymerization with the compound represented by the formula (1), and has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC). A resin composition comprising a copolymer having (Mw) of 1,000 to 15,000 and a ratio (Mw / Mn) of Mw to polystyrene-converted number average molecular weight (Mn) measured by GPC of 1.8 or less. Depending on the object, good performance such as high radiation sensitivity is exhibited.
本発明の第二の目的は、上記の感放射線性樹脂組成物を層間絶縁膜又はマイクロレンズの形成のために用いることによって達成される。また、本発明の第三の目的は、以下の工程を含む層間絶縁膜又はマイクロレンズを形成する方法、及び、このような方法によって形成された層間絶縁膜又はマイクロレンズによって達成される。
(1)この感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程、
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程。
The second object of the present invention is achieved by using the above radiation sensitive resin composition for forming an interlayer insulating film or a microlens. The third object of the present invention is achieved by a method of forming an interlayer insulating film or microlens including the following steps, and an interlayer insulating film or microlens formed by such a method.
(1) The process of forming the coating film of this radiation sensitive resin composition on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) A step of developing the coating film irradiated with radiation in the step (2), and (4) A step of heating the coating film developed in the step (3).
上記方法によって形成された層間絶縁膜及びマイクロレンズは所望の諸特性を全て満足する。すなわち、本方法によって形成された層間絶縁膜は、高耐熱性、解像度、高透過率、高信頼性を有し、また、本方法によって形成されたマイクロレンズは、高い透過率と良好なメルト形状を有する。 The interlayer insulating film and the microlens formed by the above method satisfy all desired characteristics. That is, the interlayer insulating film formed by this method has high heat resistance, resolution, high transmittance, and high reliability, and the microlens formed by this method has high transmittance and good melt shape. Have
本発明の感放射線性樹脂組成物は、保存安定性に優れ、高い感放射線感度を有する。また、当該組成物から形成された本発明の層間絶縁膜は、基板への密着性が良好であり、優れた耐熱性、並びに高透過率と高信頼性を有する。従って、当該層間絶縁膜は電子部品のために好適に使用できる。また、当該組成物から形成された本発明のマイクロレンズは、基板への密着性が良好であり、優れた耐熱性、並びに低い耐熱変色性、耐溶剤性と良好なメルト形状を有する。従って、当該マイクロレンズは固体撮像素子のマイクロレンズとして好適に使用できる。 The radiation sensitive resin composition of the present invention is excellent in storage stability and has high radiation sensitivity. Further, the interlayer insulating film of the present invention formed from the composition has good adhesion to the substrate, and has excellent heat resistance, high transmittance, and high reliability. Therefore, the interlayer insulating film can be suitably used for electronic parts. Moreover, the microlens of the present invention formed from the composition has good adhesion to the substrate, and has excellent heat resistance, low heat discoloration resistance, solvent resistance, and a good melt shape. Therefore, the microlens can be suitably used as a microlens for a solid-state imaging device.
以下、本発明の感放射線性樹脂組成物に含まれる各成分及びその他の任意成分について詳細に説明する。 Hereinafter, each component and other optional components contained in the radiation-sensitive resin composition of the present invention will be described in detail.
I.(A)共重合体
本発明における(A)共重合体としては、当該成分を含む感放射線性樹脂組成物の現像処理工程において用いられるアルカリ現像液に対して可溶性を有することが必要である。前記式(1)(以下、「分子量制御剤」という。)で表される化合物の存在下で重合する工程を経て製造された共重合体(以下、「共重合体[A]」という)である。
このようなアルカリ可溶性樹脂としては、(a1)不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物、及びこれと共重合可能な他の不飽和化合物の共重合体が好ましく、(a1)不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物、並びに(a2)エポキシ基含有不飽和化合物を含む不飽和化合物の共重合体がさらに好ましい。共重合体[A]は、溶媒中で重合開始剤の存在下、化合物(a1)及び化合物(a2)を含む不飽和化合物をラジカル重合することによって製造することができる。また、共重合体[A]の製造においては、化合物(a1)及び化合物(a2)と共に、化合物(a3)として上記(a1)及び(a2)以外の不飽和化合物をラジカル重合してもよい。共重合体[A]は、化合物(a1)から誘導される構成単位を、化合物(a1)及び(a2)(及び任意に化合物(a3))から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは5〜25重量%含有している。共重合体[A]における化合物(a1)から誘導される構成単位が5〜40重量%の時、感放射線感度、現像性および感放射線性樹脂組成物の保存安定性等の諸特性がより高いレベルでバランスされた感放射線性樹脂組成物が得られる。
I. (A) Copolymer The (A) copolymer in the present invention needs to be soluble in an alkali developer used in the development processing step of the radiation-sensitive resin composition containing the component. A copolymer (hereinafter, referred to as “copolymer [A]”) produced through a polymerization process in the presence of a compound represented by the formula (1) (hereinafter, referred to as “molecular weight control agent”). is there.
As such an alkali-soluble resin, a copolymer of (a1) an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride and another unsaturated compound copolymerizable therewith is preferable. (A1) Unsaturated A copolymer of an unsaturated compound including a carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride and (a2) an epoxy group-containing unsaturated compound is more preferable. The copolymer [A] can be produced by radical polymerization of an unsaturated compound containing the compound (a1) and the compound (a2) in the presence of a polymerization initiator in a solvent. In the production of the copolymer [A], an unsaturated compound other than the above (a1) and (a2) may be radically polymerized as the compound (a3) together with the compound (a1) and the compound (a2). Copolymer [A] is preferably a structural unit derived from compound (a1) based on the sum of repeating units derived from compounds (a1) and (a2) (and optionally compound (a3)). 5 to 40% by weight, particularly preferably 5 to 25% by weight. When the structural unit derived from the compound (a1) in the copolymer [A] is 5 to 40% by weight, various properties such as radiation sensitivity, developability and storage stability of the radiation sensitive resin composition are higher. A radiation sensitive resin composition balanced in level is obtained.
化合物(a1)は、ラジカル重合性を有する不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物である。化合物(a1)の具体例としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、ジカルボン酸の無水物、多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕エステル、両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレート、カルボキシル基を有する多環式化合物及びその無水物などを挙げることができる。 The compound (a1) is an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride having radical polymerizability. Specific examples of the compound (a1) include monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, dicarboxylic acid anhydrides, mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids, and carboxyl groups and hydroxyl groups at both ends. Examples thereof include polymer mono (meth) acrylates, polycyclic compounds having a carboxyl group, and anhydrides thereof.
これらの具体例は、モノカルボン酸として、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸など;ジカルボン酸として、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸など;ジカルボン酸の無水物として、上記ジカルボン酸として例示した化合物の無水物など;多価カルボン酸のモノ〔(メタ)アクリロイロキシアルキル〕エステルとして、コハク酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕、フタル酸モノ〔2−(メタ)アクリロイロキシエチル〕など;両末端にカルボキシル基と水酸基とを有するポリマーのモノ(メタ)アクリレートとして、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートなど;カルボキシル基を有する多環式化合物及びその無水物として、5−カルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5,6−ジカルボキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンなどがそれぞれ挙げられる。 Specific examples thereof include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid, and the like; Anhydrides of compounds exemplified as acids, etc .; mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids, succinic acid mono [2- (meth) acryloyloxyethyl], phthalic acid mono [2- ( (Meth) acryloyloxyethyl], etc .; mono (meth) acrylate of a polymer having a carboxyl group and a hydroxyl group at both ends, ω-carboxypolycaprolactone mono (meth) acrylate, etc .; a polycyclic compound having a carboxyl group and its As anhydride, 5-carboxybicyclo [2.2.1] hept 2-ene, etc. 5,6 dicarboxylate Sibi [2.2.1] hept-2-ene, respectively.
これらの化合物(a1)の中でも、モノカルボン酸、ジカルボン酸の無水物が好ましく使用される。特に、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が、共重合反応性、アルカリ水溶液に対する溶解性及び入手の容易性から好ましく使用される。これらの化合物(a1)は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。 Among these compounds (a1), monocarboxylic acid and dicarboxylic acid anhydrides are preferably used. In particular, acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride are preferably used from the viewpoint of copolymerization reactivity, solubility in an aqueous alkali solution, and availability. These compounds (a1) are used individually or in combination of 2 or more types.
共重合体[A]は、化合物(a2)から誘導される構成単位を、化合物(a1)及び(a2)(及び任意に化合物(a3))から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは10〜80重量%、特に好ましくは30〜80重量%含有している。共重合体[A]における化合物(a2)から誘導される構成単位が10〜80重量%の時、得られる層間絶縁膜やマイクロレンズの耐熱性、表面硬度及び剥離液耐性が良好である。 Copolymer [A] is preferably a structural unit derived from compound (a2) based on the sum of repeating units derived from compounds (a1) and (a2) (and optionally compound (a3)). Contains 10 to 80% by weight, particularly preferably 30 to 80% by weight. When the structural unit derived from the compound (a2) in the copolymer [A] is 10 to 80% by weight, the heat resistance, surface hardness, and peeling solution resistance of the obtained interlayer insulating film and microlens are good.
化合物(a2)はラジカル重合性を有するエポキシ基含有不飽和化合物(オキセタニル基含有不飽和化合物を含む)である。エポキシ基含有不飽和化合物の具体例としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3,4−エポキシブチル、メタクリル酸−3,4−エポキシブチル、アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテルなどが挙げられる。 The compound (a2) is an epoxy group-containing unsaturated compound (including an oxetanyl group-containing unsaturated compound) having radical polymerizability. Specific examples of the epoxy group-containing unsaturated compound include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate, acrylic acid-3, 4-epoxybutyl, methacrylic acid-3,4-epoxybutyl, acrylic acid-6,7-epoxyheptyl, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, α-ethylacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, vinylbenzyl Examples include 2,3-epoxypropyl ether.
これらのエポキシ基含有不飽和化合物の中でも、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル、3,4−エポキシシクロへキシルメタクリレートなどが、共重合反応性、及び、得られる層間絶縁膜又はマイクロレンズの耐熱性と表面硬度を高める点から好ましく用いられる。 Among these epoxy group-containing unsaturated compounds, glycidyl methacrylate, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, and the like are copolymerized. It is preferably used from the viewpoint of improving the heat resistance and surface hardness of the obtained interlayer insulating film or microlens.
オキセタニル基含有不飽和化合物の具体例としては、3−(アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−メチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−トリフルオロメチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−ペンタフルオロエチルオキセタン、3−(アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、3−(2−アクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(2−アクリロイルオキシエチル)−2−エチルオキセタン、3−(2−アクリロイルオキシエチル)−3−エチルオキセタン、3−(2−アクリロイルオキシエチル)−2−フェニルオキセタン、3−(2−アクリロイルオキシエチル)−2,2−ジフルオロオキセタン等のアクリル酸エステル; Specific examples of the oxetanyl group-containing unsaturated compound include 3- (acryloyloxymethyl) oxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-methyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, 3- ( Acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-pentafluoroethyloxetane, 3- (acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 3- (2-acryloyloxyethyl) oxetane 3- (2-acryloyloxyethyl) -2-ethyloxetane, 3- (2-acryloyloxyethyl) -3-ethyloxetane, 3- (2-acryloyloxyethyl) -2-phenyloxetane, 3- (2 -Acryloyloxyethyl) Acrylic acid esters of 2,2-difluoro-oxetane or the like;
3−(メタクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2−メチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−3−エチルオキセタン、3−(メタクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、3−(2−メタクリロイルオキシエチル)オキセタン、3−(2−メタクリロイルオキシエチル)−2−エチルオキセタン、3−(2−メタクリロイルオキシエチル)−3−エチルオキセタン、33−(2−メタクリロイルオキシエチル)−2−フェニルオキセタン等のメタクリル酸エステル等を挙げることができる。これらの化合物(a2)は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。 3- (methacryloyloxymethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-methyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 3- (2-methacryloyloxyethyl) oxetane, 3- (2-methacryloyloxyethyl) -2-ethyloxetane, 3- (2-methacryloyloxyethyl) -3-ethyloxetane, 33- (2-methacryloyloxyethyl) -2 -Methacrylic acid esters such as phenyloxetane. These compounds (a2) are used alone or in combination of two or more.
化合物(a3)は、上記の化合物(a1)及び化合物(a2)以外であって、ラジカル重合性を有する不飽和化合物であれば特に制限されるものではない。化合物(a3)の例としては、メタクリル酸鎖状アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、水酸基を有するメタアクリル酸エステル、アクリル酸環状アルキルエステル、メタクリル酸アリールエステル、アクリル酸アリールエステル、不飽和ジカルボン酸ジエステル、ビシクロ不飽和化合物、マレイミド化合物、不飽和芳香族化合物、共役ジエン、テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格、ピラン骨格、下記式(1)で表される骨格をもつ不飽和化合物、下記式(2)で表されるフェノール性水酸基含有不飽和化合物、及びその他の不飽和化合物を挙げることができる。 The compound (a3) is not particularly limited as long as it is an unsaturated compound other than the above-mentioned compounds (a1) and (a2) and has radical polymerizability. Examples of the compound (a3) include methacrylic acid chain alkyl ester, methacrylic acid cyclic alkyl ester, methacrylic acid ester having a hydroxyl group, acrylic acid cyclic alkyl ester, methacrylic acid aryl ester, acrylic acid aryl ester, and unsaturated dicarboxylic acid. Diester, bicyclounsaturated compound, maleimide compound, unsaturated aromatic compound, conjugated diene, tetrahydrofuran skeleton, furan skeleton, tetrahydropyran skeleton, pyran skeleton, unsaturated compound having a skeleton represented by the following formula (1), the following formula The phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by (2) and other unsaturated compounds can be mentioned.
(式(1)中、R7は水素原子又はメチル基であり、nは1以上の整数である。) (In Formula (1), R7 is a hydrogen atom or a methyl group, and n is an integer of 1 or more.)
(式(2)中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、R2〜R6は同一もしくは異なり、水素原子、ヒドロキシル基又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Bは単結合、−COO−、又は−CONH−であり、mは0〜3の整数である、但し、R2〜R6の少なくとも1つはヒドロキシル基である。) (In Formula (2), R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R2 to R6 are the same or different, and are a hydrogen atom, a hydroxyl group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and B is A single bond, -COO-, or -CONH-, and m is an integer of 0 to 3, provided that at least one of R2 to R6 is a hydroxyl group.)
化合物(a3)の具体例としては、メタクリル酸鎖状アルキルエステルとして、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレートなど;メタクリル酸環状アルキルエステルとして、シクロヘキシルメタクリレート、2−メチルシクロヘキシルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシエチルメタクリレート、イソボロニルメタクリレートなど;水酸基を有するメタアクリル酸エステルとして、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロキシエチルグリコサイド、4−ヒドロキシフェニルメタクリレートなど;アクリル酸環状アルキルエステルとして、シクロヘキシルアクリレート、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルオキシエチルアクリレート、イソボロニルアクリレートなど;メタクリル酸アリールエステルとして、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなど; Specific examples of the compound (a3) include methacrylic acid chain alkyl esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate; methacrylic acid cyclic alkyl ester As cyclohexyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yloxy. Ethyl methacrylate, isobornyl methacrylate, etc .; 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate as methacrylic acid ester having a hydroxyl group Acrylate, diethylene glycol monomethacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, 2-methacryloxyethylglycoside, 4-hydroxyphenyl methacrylate, etc .; as cyclic alkyl esters of acrylic acid, cyclohexyl acrylate, 2-methylcyclohexyl acrylate, tricyclo [5.2 .1.0 2,6 ] decan-8-yl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yloxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, etc .; phenyl methacrylate as phenyl ester Methacrylate, benzyl methacrylate, etc .;
アクリル酸アリールエステルとして、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなど;不飽和ジカルボン酸ジエステルとして、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなど;ビシクロ不飽和化合物として、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エチルビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−メトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン、5−エトキシビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンなど; As acrylic acid aryl esters, phenyl acrylate, benzyl acrylate, etc .; As unsaturated dicarboxylic acid diesters, diethyl maleate, diethyl fumarate, diethyl itaconate, etc .; As bicyclo unsaturated compounds, bicyclo [2.2.1] hept-2 -Ene, 5-methylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-ethylbicyclo [2.2.1] hept-2-ene, 5-methoxybicyclo [2.2.1] hept- 2-ene, 5-ethoxybicyclo [2.2.1] hept-2-ene and the like;
マレイミド化合物として、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド、N−(4−ヒドロキシベンジル)マレイミドなど;不飽和芳香族化合物として、スチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレンなど;共役ジエンとして、1,3−ブタジエン、イソプレンなど;テトラヒドロフラン骨格を含有する不飽和化合物として、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイルオキシ−プロピオン酸テトラヒドロフルフリルエステル、3−(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン−2−オンなど;フラン骨格を含有する不飽和化合物として、2−メチル−5−(3−フリル)−1−ペンテン−3−オン、フルフリル(メタ)アクリレート、1−フラン−2−ブチル−3−エン−2−オンなど; Examples of maleimide compounds include N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-hydroxybenzyl) maleimide, and the like; unsaturated aromatic compounds such as styrene, α -Methyl styrene, p-methoxy styrene, etc .; conjugated dienes, 1,3-butadiene, isoprene, etc .; unsaturated compounds containing tetrahydrofuran skeleton, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 2-methacryloyloxy-propionic acid tetrahydrofur Furyl ester, 3- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran-2-one, etc .; as unsaturated compounds containing a furan skeleton, 2-methyl-5- (3-furyl) -1-penten-3-one, furfuryl (me ) Acrylate, 1-furan-2-butyl-3-en-2-one and the like;
テトラヒドロピラン骨格を含有する不飽和化合物として、(テトラヒドロピラン−2−イル)メチルメタクリレート、2,6−ジメチル−8−(テトラヒドロピラン−2−イルオキシ)−オクト−1−エン−3−オン、2−メタクリル酸テトラヒドロピラン−2−イルエステル、1−(テトラヒドロピラン−2−オキシ)−ブチル−3−エン−2−オンなど;ピラン骨格を含有する不飽和化合物として、4−(1,4−ジオキサ−5−オキソ−6−ヘプテニル)−6−メチル−2−ピロンなど;上記式(1)で表される骨格を含有する不飽和化合物として、ポリエチレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Unsaturated compounds containing a tetrahydropyran skeleton include (tetrahydropyran-2-yl) methyl methacrylate, 2,6-dimethyl-8- (tetrahydropyran-2-yloxy) -oct-1-en-3-one, 2 -Methacrylic acid tetrahydropyran-2-yl ester, 1- (tetrahydropyran-2-oxy) -butyl-3-en-2-one, etc .; as unsaturated compounds containing a pyran skeleton, 4- (1,4- Dioxa-5-oxo-6-heptenyl) -6-methyl-2-pyrone and the like; as an unsaturated compound containing a skeleton represented by the above formula (1), polyethylene glycol (n = 2 to 10) mono (meta) ) Acrylate, polypropylene glycol (n = 2 to 10) mono (meth) acrylate, and the like.
また、フェノール骨格を含有する不飽和化合物として、上記式(2)で表わされる化合物から、Bとmの定義により下記式(3)〜(7)で表わされる化合物などが挙げられる。 Further, examples of the unsaturated compound containing a phenol skeleton include compounds represented by the following formulas (3) to (7) from the compound represented by the above formula (2) according to the definitions of B and m.
(式(3)中、nは1から3の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5及びR6の定義は上記式(2)における定義と同じである。) (In the formula (3), n is an integer of 1 to 3, and the definitions of R1, R2, R3, R4, R5 and R6 are the same as those in the above formula (2).)
(式(4)中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6の定義は上記式(2)における定義と同じである。) (In formula (4), the definitions of R1, R2, R3, R4, R5 and R6 are the same as those in formula (2) above).
(式(5)中、nは1から3の整数であり、R1、R2、R3、R4、R5及びR6の定義は上記式(2)における定義と同じである。) (In the formula (5), n is an integer of 1 to 3, and the definitions of R1, R2, R3, R4, R5 and R6 are the same as the definitions in the above formula (2).)
(式(6)中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6の定義は上記式(2)における定義と同じである。) (In formula (6), the definitions of R1, R2, R3, R4, R5 and R6 are the same as those in formula (2) above).
(式(7)中、R1、R2、R3、R4、R5、及びR6の定義は上記式(2)における定義と同じである。) (In formula (7), the definitions of R1, R2, R3, R4, R5, and R6 are the same as those in formula (2) above).
その他の不飽和化合物の例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニルをそれぞれ挙げることができる。 Examples of other unsaturated compounds include acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylamide, methacrylamide, and vinyl acetate.
これらの化合物(a3)の例の中でも、メタクリル酸鎖状アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、マレイミド化合物、テトラヒドロフラン骨格、フラン骨格、テトラヒドロピラン骨格、ピラン骨格、上記式(1)で表される骨格をもつ不飽和化合物、上記式(2)で表されるフェノール性水酸基含有不飽和化合物が好ましく用いられる。これらの中でも特に、スチレン、t−ブチルメタクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート、p−メトキシスチレン、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2〜10)モノ(メタ)アクリレート、3−(メタ)アクリロイルオキシテトラヒドロフラン−2−オン、4−ヒドロキシベンジル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、o−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、α−メチル−p−ヒドロキシスチレンが、共重合反応性及びアルカリ水溶液に対する溶解性の点から好ましい。これらの化合物(a3)は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いられる。 Among examples of these compounds (a3), methacrylic acid chain alkyl ester, methacrylic acid cyclic alkyl ester, maleimide compound, tetrahydrofuran skeleton, furan skeleton, tetrahydropyran skeleton, pyran skeleton, skeleton represented by the above formula (1) An unsaturated compound having a hydroxyl group and a phenolic hydroxyl group-containing unsaturated compound represented by the above formula (2) are preferably used. Among these, styrene, t-butyl methacrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, p-methoxystyrene, 2-methylcyclohexyl acrylate, N-phenylmaleimide, N- Cyclohexylmaleimide, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, polyethylene glycol (n = 2 to 10) mono (meth) acrylate, 3- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran-2-one, 4-hydroxybenzyl (meth) acrylate, 4- Hydroxyphenyl (meth) acrylate, o-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, and α-methyl-p-hydroxystyrene are preferable from the viewpoint of copolymerization reactivity and solubility in an aqueous alkali solution. These compounds (a3) are used individually or in combination of 2 or more types.
本発明で用いられる共重合体[A]は、化合物(a3)から誘導される構成単位を、化合物(a1)及び(a2)(及び任意に化合物(a3))から誘導される繰り返し単位の合計に基づいて、好ましくは0〜60重量%、特に好ましくは5〜50重量%含有してもよい。この構成単位の量が60重量%以下の場合は、共重合体の分子量の制御が容易となり、現像性、感放射線感度等がより高いレベルでバランスされた感放射線性樹脂組成物が得られる。 The copolymer [A] used in the present invention is a total of repeating units derived from the compounds (a1) and (a2) (and optionally the compound (a3)) as structural units derived from the compound (a3). Based on the above, preferably 0 to 60% by weight, particularly preferably 5 to 50% by weight may be contained. When the amount of the structural unit is 60% by weight or less, the molecular weight of the copolymer can be easily controlled, and a radiation-sensitive resin composition in which developability, radiation sensitivity, and the like are balanced at a higher level can be obtained.
共重合体[A]の各構成成分の好ましい具体例としては、メタクリル酸/トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート/2−メチルシクロヘキシルアクリレート/メタクリル酸グリシジル/N−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシベンジル)メタクリルアミド、メタクリル酸/テトラヒドロフルフリルメタクリレート/メタクリル酸グリシジル/N−シクロヘキシルマレイミド/ラウリルメタクリレート/α−メチル−p−ヒドロキシスチレン、スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸グリシジル/(3−エチルオキセタン−3−イル)メタクリレート/トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレートが挙げられる。 Preferable specific examples of each component of the copolymer [A] include methacrylic acid / tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate / 2-methylcyclohexyl acrylate / glycidyl methacrylate / N- (3,5-dimethyl-4-hydroxybenzyl) methacrylamide, methacrylic acid / tetrahydrofurfuryl methacrylate / glycidyl methacrylate / N-cyclohexylmaleimide / lauryl methacrylate / α-methyl-p-hydroxystyrene, styrene / methacrylic acid / Glycidyl methacrylate / (3-ethyloxetane-3-yl) methacrylate / tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate.
次に、共重合体[A]を製造する重合方法について説明する。
共重合体[A]を構成する重合性不飽和化合物を、溶媒中、分子量制御剤の存在下で、ラジカル重合開始剤を使用して重合することにより実施することができ、それにより、分子量および分子量分布が制御された共重合体[A]を得ることができる。
Next, a polymerization method for producing the copolymer [A] will be described.
The polymerizable unsaturated compound constituting the copolymer [A] can be carried out by polymerizing in a solvent in the presence of a molecular weight control agent using a radical polymerization initiator, whereby the molecular weight and A copolymer [A] having a controlled molecular weight distribution can be obtained.
本発明に用いられる分子量制御剤は、ビス(アルキルメルカプト−チオカルボニル)ジスルフィドまたはビス(ベンジルメルカプト−チオカルボニル)ジスルフィド構造を有するものであり、この分子量制御剤を用いて製造された共重合体は良好な感放射線性樹脂組成物としての保存安定性、感放射線感度等を発現するのに有効である。また、本発明で用いる分子量制御剤は、経時的に安定であり、共重合体[A]を安定的に合成することができ、その結果樹脂組成物の品質を向上させることができる。 The molecular weight controlling agent used in the present invention has a bis (alkyl mercapto-thiocarbonyl) disulfide or bis (benzyl mercapto-thiocarbonyl) disulfide structure, and the copolymer produced using this molecular weight controlling agent is It is effective for expressing storage stability, radiation sensitivity, etc. as a good radiation sensitive resin composition. In addition, the molecular weight control agent used in the present invention is stable over time, can synthesize the copolymer [A] stably, and as a result, can improve the quality of the resin composition.
分子量制御剤を示す式(1)において、Z1およびZ2の炭素数4〜18のアルキル基としては、例えば、n−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘプチル基、n−ヘキシル基、n−ペンチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ドデシル基、t−ドデシル基、n−テトラデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基等を挙げることができる。これらのアルキル基うち、n−ヘキシル基、n−ペンチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基等が好ましく、特に、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基等好ましい。
また、Z1およびZ2において、ベンジル基及び置換されてもよいベンジル基としては、例えば、o−クロロベンジル基、p−クロロベンジル基、o−シアノベンジル基、p−シアノベンジル基、o−メトキシベンジル基、p−メトキシベンジル基等を挙げることができる。これら置換のうち、特に、ベンジル基が好ましい。
前記重合において、分子量制御剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
In the formula (1) showing a molecular weight control agent, examples of the alkyl group having 4 to 18 carbon atoms of Z 1 and Z 2 include an n-butyl group, a t-butyl group, an n-heptyl group, an n-hexyl group, Examples include n-pentyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-dodecyl group, t-dodecyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group and the like. . Among these alkyl groups, n-hexyl group, n-pentyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-dodecyl group and the like are preferable, and in particular, n-octyl group, n-decyl group and n-dodecyl group. Etc. are preferred.
In Z 1 and Z 2 , examples of the benzyl group and the optionally substituted benzyl group include o-chlorobenzyl group, p-chlorobenzyl group, o-cyanobenzyl group, p-cyanobenzyl group, o- A methoxybenzyl group, p-methoxybenzyl group, etc. can be mentioned. Of these substitutions, a benzyl group is particularly preferred.
In the polymerization, the molecular weight control agents can be used alone or in admixture of two or more.
また、前記重合に際しては、他の分子量制御剤、例えばα−メチルスチレンダイマー、t−ドデシルメルカプタン等、の1種以上を、分子量制御剤と併用することもできる。 In the polymerization, one or more other molecular weight control agents such as α-methylstyrene dimer and t-dodecyl mercaptan can be used in combination with the molecular weight control agent.
また、分子量制御剤の存在下における重合性不飽和化合物の重合は、重合体鎖の成長末端に活性ラジカルが形成されるリビングラジカル重合の形態をとる場合がある。 Further, the polymerization of the polymerizable unsaturated compound in the presence of the molecular weight control agent may take the form of living radical polymerization in which an active radical is formed at the growth terminal of the polymer chain.
前記重合がリビングラジカル重合の形態をとる場合、重合性不飽和化合物がカルボキシル基等の活性ラジカルを失活させるおそれがある官能基を有する化合物を含有する場合、成長末端が失活しないようにするため必要に応じて、該官能基を、例えばエステル化などにより保護して重合したのち、脱保護することにより、共重合体[A]を得ることもできる。 When the polymerization takes the form of living radical polymerization, when the polymerizable unsaturated compound contains a compound having a functional group that may deactivate an active radical such as a carboxyl group, the growth terminal should not be deactivated. Therefore, if necessary, the functional group can be protected by, for example, esterification and then polymerized, and then deprotected to obtain the copolymer [A].
前記ラジカル重合開始剤としては、使用される重合性不飽和化合物の種類に応じて適宜選択されるが、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、4,4’−アゾビス(4―シアノバレリン酸)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物;等を挙げることができる。
これらのラジカル重合開始剤のうち、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が好ましい。
前記ラジカル重合開始剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
The radical polymerization initiator is appropriately selected according to the type of the polymerizable unsaturated compound used. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2 , 4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), dimethyl-2,2′-azobis Azo compounds such as (2-methylpropionate) and 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile);
Of these radical polymerization initiators, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and the like are preferable.
The radical polymerization initiators can be used alone or in admixture of two or more.
前記重合において、ラジカル重合開始剤の使用量は、重合性不飽和化合物100重量部に対して、通常、0.1〜50質量部、好ましくは0.1〜20質量部である。 In the said polymerization, the usage-amount of a radical polymerization initiator is 0.1-50 mass parts normally with respect to 100 weight part of polymerizable unsaturated compounds, Preferably it is 0.1-20 mass part.
また、分子量制御剤の使用量は、重合性不飽和化合物100質量部に対して、通常、0.1〜25質量部、好ましくは0.2〜16質量部、特に好ましくは0.4〜8質量部である。この場合、分子量制御剤の使用量が0.1〜25質量部の時、分子量および分子量分布の制御効果が特に得られる。 Moreover, the usage-amount of a molecular weight control agent is 0.1-25 mass parts normally with respect to 100 mass parts of polymerizable unsaturated compounds, Preferably it is 0.2-16 mass parts, Most preferably, it is 0.4-8. Part by mass. In this case, when the usage-amount of a molecular weight control agent is 0.1-25 mass parts, the control effect of molecular weight and molecular weight distribution is acquired especially.
また、他の分子量制御剤の使用割合は、全分子量制御剤に対して、通常、200質量部以下、好ましくは40質量部以下である。この場合、他の分子量制御剤の使用割合が200質量部を超えると、本発明の所期の効果が損なわれるおそれがある。また、溶媒の使用量は、重合性不飽和化合物100質量部に対して、通常、50〜1,000質量部、好ましくは100〜500質量部である。また、重合温度は、通常、0〜150℃、好ましくは50〜120℃であり、重合時間は、通常、10分〜20時間、好ましくは30分〜6時間である。 Moreover, the usage-amount of another molecular weight control agent is 200 mass parts or less normally with respect to a total molecular weight control agent, Preferably it is 40 mass parts or less. In this case, if the use ratio of the other molecular weight control agent exceeds 200 parts by mass, the intended effect of the present invention may be impaired. Moreover, the usage-amount of a solvent is 50-1,000 mass parts normally with respect to 100 mass parts of polymerizable unsaturated compounds, Preferably it is 100-500 mass parts. The polymerization temperature is usually 0 to 150 ° C., preferably 50 to 120 ° C., and the polymerization time is usually 10 minutes to 20 hours, preferably 30 minutes to 6 hours.
このようなMwおよびMw/Mnを有する共重合体[A]を使用することによって、放射線に対する高い感度を有し、密着性に優れたパターン状薄膜を容易に形成することができ、ベーク時に昇華物の発生が少なく、高透過率、高信頼性の層間絶縁膜を形成でき、またマイクロレンズの形成に用いる場合にあっては高い透過率と良好なメルト形状を有するマイクロレンズを形成しうる保存安定性に優れた感放射線性樹脂組成物を提供することである。 By using such a copolymer [A] having Mw and Mw / Mn, it is possible to easily form a patterned thin film having high sensitivity to radiation and excellent adhesion, and sublimation during baking. It can be used to form a high-transmittance, highly-reliable interlayer insulating film, and when it is used to form microlenses, it can be used to form microlenses with high transmittance and good melt shape. It is to provide a radiation-sensitive resin composition excellent in stability.
共重合体[A]の製造に用いられる溶媒の中でも、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテルアセテートが好ましい。これらの溶媒の中でも特に、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、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3−メトキシプロピオン酸メチルが好ましい。 Among the solvents used for the production of the copolymer [A], ethylene glycol alkyl ether acetate, diethylene glycol, propylene glycol monoalkyl ether, and propylene glycol alkyl ether acetate are preferable. Among these solvents, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, propylene glycol methyl ether, propylene glycol ethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, and methyl 3-methoxypropionate are preferable.
II.[B]成分
本発明で用いられる[B]成分は、放射線の照射によりカルボン酸を発生する1,2−キノンジアジド化合物である。1,2−キノンジアジド化合物として、フェノール性化合物又はアルコール性化合物(以下、「母核」という。)と、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドの縮合物を用いることができる。
II. [B] Component The [B] component used in the present invention is a 1,2-quinonediazide compound that generates a carboxylic acid upon irradiation with radiation. As the 1,2-quinonediazide compound, a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter referred to as “mother nucleus”) and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide can be used.
[B]成分の母核の例としては、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ペンタヒドロキシベンゾフェノン、ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、(ポリヒドロキシフェニル)アルカン、その他の母核を挙げることができる。 Examples of the mother nucleus of the component [B] include trihydroxybenzophenone, tetrahydroxybenzophenone, pentahydroxybenzophenone, hexahydroxybenzophenone, (polyhydroxyphenyl) alkane, and other mother nuclei.
これらの母核の具体例としては、トリヒドロキシベンゾフェノンとして、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,4,6−トリヒドロキシベンゾフェノン等;テトラヒドロキシベンゾフェノンとして、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,3’−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、2,3,4,2’−テトラヒドロキシ−4’−メチルベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシ−3’−メトキシベンゾフェノン等;ペンタヒドロキシベンゾフェノンとして、2,3,4,2’,6’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等;ヘキサヒドロキシベンゾフェノンとして、2,4,6,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン、3,4,5,3’,4’,5’−ヘキサヒドロキシベンゾフェノン等;(ポリヒドロキシフェニル)アルカンとして、ビス(2,4−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、トリ(p−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1−トリ(p−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(2,3,4−トリヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン、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、ビス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシフェニルメタン等; Specific examples of these mother nuclei include 2,3,4-trihydroxybenzophenone, 2,4,6-trihydroxybenzophenone and the like as trihydroxybenzophenone; 2,2 ′, 4,4 ′ as tetrahydroxybenzophenone -Tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,3'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,3,4,2'-tetrahydroxy-4'-methylbenzophenone, 2, , 3,4,4′-tetrahydroxy-3′-methoxybenzophenone, etc .; 2,3,4,2 ′, 6′-pentahydroxybenzophenone etc. as pentahydroxybenzophenone; 2,4,6 as hexahydroxybenzophenone , 3 ′, 4 ′, 5′-Hexahydroxybenzopheno 3,4,5,3 ′, 4 ′, 5′-hexahydroxybenzophenone, etc .; (polyhydroxyphenyl) alkanes such as bis (2,4-dihydroxyphenyl) methane, bis (p-hydroxyphenyl) methane, tri (P-hydroxyphenyl) methane, 1,1,1-tri (p-hydroxyphenyl) ethane, bis (2,3,4-trihydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (2,3,4-tri Hydroxyphenyl) propane, 1,1,3-tris (2,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -3-phenylpropane, 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene] bisphenol, bis (2,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -2-hydroxyphenylmethane ;
また、上で例示した母核のエステル結合をアミド結合に変更した1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸アミド、例えば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−4−スルホン酸アミド等も好適に使用される。 In addition, 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid amide in which the ester bond of the mother nucleus exemplified above is changed to an amide bond, for example, 2,3,4-trihydroxybenzophenone-1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid amide Etc. are also preferably used.
これらの母核の中でも特に、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、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〕ビスフェノールが好ましい。 Among these mother nuclei, in particular, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, 4,4 ′-[1- [4- [1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl] phenyl] ethylidene Bisphenol is preferred.
一方、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとしては、1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドが好ましい。1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドの具体例としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸クロリド及び1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを挙げることができる。この中でも、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸クロリドを使用することが好ましい。 On the other hand, 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid halide is preferably 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride. Specific examples of 1,2-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride include 1,2-naphthoquinone diazide-4-sulfonic acid chloride and 1,2-naphthoquinone diazide-5-sulfonic acid chloride. Among these, it is preferable to use 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride.
母核と1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合反応においては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物中のOH基数に対して、好ましくは30〜85モル%、より好ましくは50〜70モル%に相当する1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドを用いることができる。縮合反応は公知の方法によって実施することができる。このような縮合反応によって得られた化合物として、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−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等を挙げることができる。 In the condensation reaction between the mother nucleus and 1,2-naphthoquinonediazidesulfonic acid halide, preferably 30 to 85 mol%, more preferably 50 to 70 mol%, based on the number of OH groups in the phenolic compound or alcoholic compound. 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide corresponding to the above can be used. The condensation reaction can be carried out by a known method. As a compound obtained by such a condensation reaction, 4,4 ′-[1- {4- (1- [4-hydroxyphenyl] -1-methylethyl) phenyl} ethylidene] bisphenol-1,2-naphthoquinonediazide is used. And -5-sulfonic acid ester.
[B]成分の1,2−キノンジアジド化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。[B]成分の使用割合は、[A]成分のアルカリ可溶性樹脂100質量部に対して、好ましくは5〜100質量部、より好ましくは10〜50質量部である。[B]成分の使用割合が、[A]成分のアルカリ可溶性樹脂100質量部に対して5〜100質量部の時、現像液となるアルカリ水溶液に対する放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差が大きくなり、良好なパターニングが可能となる。また得られる層間絶縁膜又はマイクロレンズの耐熱性及び耐溶剤性が良好となる。 The 1,2-quinonediazide compound of the component [B] can be used alone or in combination of two or more. [B] The usage-amount of a component becomes like this. Preferably it is 5-100 mass parts with respect to 100 mass parts of alkali-soluble resin of a [A] component, More preferably, it is 10-50 mass parts. [B] When the use ratio of the component is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkali-soluble resin of the [A] component, The difference becomes large and good patterning is possible. Moreover, the heat resistance and solvent resistance of the obtained interlayer insulating film or microlens are improved.
III.その他の成分
本発明による感放射線性樹脂組成物は、上記[A]及び[B]成分を含有するが、[C]感熱性酸生成化合物、[D]少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物、[E]共重合体[A]以外のエポキシ樹脂、[F]界面活性剤、あるいは[G]接着助剤を含有することができる。
III. Other components The radiation-sensitive resin composition according to the present invention contains the above-mentioned components [A] and [B], but [C] a heat-sensitive acid generating compound, [D] at least one ethylenically unsaturated double compound. A polymerizable compound having a bond, an epoxy resin other than the [E] copolymer [A], a [F] surfactant, or a [G] adhesion assistant can be contained.
上記[C]感熱性酸生成化合物は、耐熱性や硬度を向上させるために用いることができる(以下、「C成分」ということがある。)。その具体例としては、スルホニウム塩、ベンゾチアゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩などのオニウム塩が挙げられる。
上記スルホニウム塩の具体例としては、アルキルスルホニウム塩、ベンジルスルホニウム塩、ジベンジルスルホニウム塩、置換ベンジルスルホニウム塩などを挙げることができる。
これらの具体例としては、アルキルスルホニウム塩として、例えば4−アセトフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル−4−(ベンジルオキシカルボニルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなど;
ベンジルスルホニウム塩として、例えばベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−4−メトキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル−2−メチル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなど;
ジベンジルスルホニウム塩として、例えばジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートなどをそれぞれ挙げることができる。
上記ベンゾチアゾニウム塩の具体例としては3−ベンジルベンゾチアゾニウム ヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジルベンゾチアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、3−ベンジルベンゾチアゾニウムテトラフルオロボレートなどのベンジルベンゾチアゾニウム塩が挙げられる。
これらのうち、スルホニウム塩およびベンゾチアゾニウム塩が好ましく用いられ、特に4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル−4−ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4−アセトキシフェニルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3−ベンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネートが好ましく用いられる。
The above-mentioned [C] heat-sensitive acid generating compound can be used to improve heat resistance and hardness (hereinafter sometimes referred to as “C component”). Specific examples thereof include onium salts such as sulfonium salts, benzothiazonium salts, ammonium salts, and phosphonium salts.
Specific examples of the sulfonium salt include alkylsulfonium salts, benzylsulfonium salts, dibenzylsulfonium salts, substituted benzylsulfonium salts and the like.
Specific examples thereof include alkylsulfonium salts such as 4-acetophenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl-4- (benzyloxycarbonyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimony. Nate etc .;
Examples of benzylsulfonium salts include benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, and benzyl-4-methoxyphenylmethyl. Sulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-2-methyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, etc .;
Examples of the dibenzylsulfonium salt include dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate and dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluorophosphate.
Specific examples of the benzothiazonium salt include 3-benzylbenzothiazonium hexafluoroantimonate, 3-benzylbenzothiazonium hexafluorophosphate, benzylbenzothiazo such as 3-benzylbenzothiazonium tetrafluoroborate. Examples thereof include nium salts.
Of these, sulfonium salts and benzothiazonium salts are preferably used, particularly 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluorophosphate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexanium. Fluoroantimonate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, dibenzyl-4-hydroxyphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenylbenzylsulfonium hexafluoroantimonate, 3-benzylbenzothiazolium hexafluoroantimonate Is preferably used.
これらの市販品としては、サンエイドSI−L85、同SI−L110、同SI−L145、同SI−L150、同SI−L160(三新化学工業(株)製)などが挙げられる。
[C]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは20重量部以下、より好ましくは5質量部以下である。この使用量が20質量部以下の場合、塗膜形成工程において析出物が析出せず、良好硬度を有した塗膜を形成することができる。
Examples of these commercially available products include Sun-Aid SI-L85, SI-L110, SI-L145, SI-L150, SI-L160 (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.).
The proportion of component [C] used is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of copolymer [A]. When this usage-amount is 20 mass parts or less, a deposit does not precipitate in a coating-film formation process, but the coating film with favorable hardness can be formed.
上記[D]成分である少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する重合性化合物(以下、「D成分」ということがある。)としては、例えば単官能(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレートまたは3官能以上の(メタ)アクリレートを好適に挙げることができる。 Examples of the polymerizable compound having at least one ethylenically unsaturated double bond as component [D] (hereinafter sometimes referred to as “component D”) include monofunctional (meth) acrylate, bifunctional ( Preferable examples include (meth) acrylate or tri- or higher functional (meth) acrylate.
上記単官能(メタ)アクリレートとしては、例えばカルビトール(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレートなどが挙げられる。これらの市販品としては、例えばアロニックスM−101、同M−111、同M−114(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD TC−110S、同TC−120S(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート158、同2311(以上、大阪有機化学工業(株)製)等が挙げられる。 Examples of the monofunctional (meth) acrylate include carbitol (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate, and the like. It is done. As these commercial products, for example, Aronix M-101, M-111, M-114 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TC-110S, TC-120S (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.) ) Co., Ltd.), Biscoat 158, 2311 (above, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.).
上記2官能(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコール(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートなどが挙げられる。これらの市販品としては、例えばアロニックスM−210、同M−240、同M−6200(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD HDDA、同HX−220、同R−604(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート260、同312、同335HP(以上、大阪有機化学工業(株)製)などが挙げられる。 Examples of the bifunctional (meth) acrylate include ethylene glycol (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and bisphenoxyethanol full Examples include orange acrylate and bisphenoxyethanol full orange acrylate. As these commercial products, for example, Aronix M-210, M-240, M-6200 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD HDDA, HX-220, R-604 (above, Nippon Kayaku) Medicine Co., Ltd.), Viscoat 260, 312 and 335HP (above, Osaka Organic Chemical Industries, Ltd.).
上記3官能以上の(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどが挙げられ、その市販品としては、例えばアロニックスM−309、同M−400、同M−405、同M−450、同M−7100、同M−8030、同M−8060(以上、東亞合成(株)製)、KAYARAD TMPTA、同DPHA、同DPCA−20、同DPCA−30、同DPCA−60、同DPCA−120(以上、日本化薬(株)製)、ビスコート295、同300、同360、同GPT、同3PA、同400(以上、大阪有機化学工業(株)製)などが挙げられる。 Examples of the trifunctional or higher functional (meth) acrylates include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and dipentaerythritol. Hexa (meth) acrylate and the like can be mentioned, and examples of commercially available products thereof include Aronix M-309, M-400, M-405, M-450, M-7100, M-8030, and M- 8060 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), KAYARAD TMPTA, DPHA, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60, DPCA-60, DPCA-120 (above, Nippon Kayaku Co., Ltd.), Biscoat 295, 300, 360, GPT, 3PA, 400 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), and the like.
これらのうち、3官能以上の(メタ)アクリレートが好ましく用いられ、そのうちでもトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートの混合物が特に好ましい。
これらの単官能、2官能または3官能以上の(メタ)アクリレートは、単独であるいは組み合わせて用いられる。[D]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。
Of these, trifunctional or higher functional (meth) acrylates are preferably used, and among them, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) A mixture of acrylate) and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate is particularly preferred.
These monofunctional, bifunctional, or trifunctional or higher (meth) acrylates are used alone or in combination. The proportion of the component [D] used is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the copolymer [A].
本発明の感放射線性樹脂組成物の[D]成分の使用量が50重量以下の場合、得られる層間絶縁膜またはマイクロレンズの耐熱性および表面硬度、感放射線感度等を向上させることができる。 When the amount of the [D] component used in the radiation-sensitive resin composition of the present invention is 50 weight or less, the heat resistance, surface hardness, radiation sensitivity, etc. of the obtained interlayer insulating film or microlens can be improved.
上記[E]成分である共重合体[A]以外のエポキシ樹脂(以下、「E成分」ということがある。)としては、相溶性に影響がないかぎり限定されるものではない。好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、グリシジルメタアクリレートを(共)重合した樹脂等を挙げることができる。これらのうち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が特に好ましい。 The epoxy resin other than the copolymer [A] as the [E] component (hereinafter sometimes referred to as “E component”) is not limited as long as the compatibility is not affected. Preferably, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, cyclic aliphatic epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, glycidyl methacrylate ) Polymerized resins and the like can be mentioned. Of these, bisphenol A type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins and the like are particularly preferable.
[E]成分の使用割合は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは30重量部以下である。[E]成分の使用割合が30重量部以下の時、得られる保護膜または絶縁膜の耐熱性および表面硬度等をさらに向上させることができる。
なお、共重合体[A]も「エポキシ樹脂」といい得るが、アルカリ可溶性を有する点で[E]成分とは異なる。[E]成分はアルカリ不溶性である。
[E] The usage-amount of a component becomes like this. Preferably it is 30 weight part or less with respect to 100 weight part of copolymers [A]. When the proportion of the component [E] used is 30 parts by weight or less, the heat resistance and surface hardness of the protective film or insulating film obtained can be further improved.
The copolymer [A] can also be referred to as an “epoxy resin”, but differs from the component [E] in that it has alkali solubility. [E] component is alkali-insoluble.
本発明の感放射線性樹脂組成物には、さらに塗布性を向上するため界面活性剤を使用することができる(以下、「[F]成分」ということがある。)。ここで使用できる[F]成分としては、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤を好適に用いることができる。 In the radiation-sensitive resin composition of the present invention, a surfactant can be used in order to further improve the coatability (hereinafter sometimes referred to as “[F] component”). As the [F] component that can be used here, a fluorine-based surfactant and a silicone-based surfactant can be suitably used.
フッ素系界面活性剤の具体例としては、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン等の他、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム;フルオロアルキルオキシエチレンエーテル;フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、パーフルオロアルキルポリオキシエタノール;パーフルオロアルキルアルコキシレート;フッ素系アルキルエステル等を挙げることができる。これらの市販品としては、BM−1000、BM−1100(以上、BM Chemie社製)、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、同F178、同F191、同F471(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC−170C、FC−171、FC−430、FC−431(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−112、同S−113、同S−131、同S−141、同S−145、同S−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)などが挙げられる。 Specific examples of the fluorosurfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctylhexyl ether. , Octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1,1 , 2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecyl sulfonate, 1,1,2,2,8 , 8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, etc. Sodium Zensuruhon acid; fluoroalkyl polyoxyethylene ethers; fluoroalkyl ammonium iodide, fluoroalkyl polyoxyethylene ethers, perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol; can be exemplified fluorine-based alkyl esters; perfluoroalkyl alkoxylates. These commercial products include BM-1000, BM-1100 (manufactured by BM Chemie), MegaFuck F142D, F172, F173, F183, F178, F191, F191 (and above, Dainippon Ink). Chemical Industries, Ltd.), Fluorad FC-170C, FC-171, FC-430, FC-431 (above, manufactured by Sumitomo 3M), Surflon S-112, S-113, S-131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105, SC-106 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) ), F-top EF301, 303, and 352 (manufactured by Shin-Akita Kasei Co., Ltd.).
上記シリコーン系界面活性剤としては、例えばDC3PA、DC7PA、FS−1265、SF−8428、SH11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH−190、SH−193、SZ−6032(以上、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、TSF−4440、TSF−4300、TSF−4445、TSF−4446、TSF−4460、TSF−4452(以上、GE東芝シリコーン(株)製)等の商品名で市販されているものを挙げることができる。 Examples of the silicone surfactant include DC3PA, DC7PA, FS-1265, SF-8428, SH11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, SH-190, SH-193, SZ-6032 (above, Toray Dow Corning) -Silicone Co., Ltd.), TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4442 (above, GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) are commercially available. You can list what you have.
これらの界面活性剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの[F]成分は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは0.1から10重量部、より好ましくは0.15〜5重量部で用いられる。[F]成分の使用量が0.1から10重量部の場合、基板上に塗膜を形成する際、塗膜の膜あれ発生を低減させることができる。
These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
These [F] components are preferably used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.15 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. When the amount of the component [F] used is 0.1 to 10 parts by weight, it is possible to reduce the occurrence of film erosion when the coating film is formed on the substrate.
本発明の感放射線性樹脂組成物においてでは、また、基体との接着性を向上させるため接着助剤(以下、[G]成分とも言う)を使用することもできる。このような[G]成分としては、官能性シランカップリング剤が好ましく使用され、例えばカルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基などの反応性置換基を有するシランカップリング剤が挙げられる。具体的にはトリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアナート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メトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどが挙げられる。このような[G]成分は、共重合体[A]100重量部に対して、好ましくは1から20重量部、より好ましくは3から15重量部の量で用いられる。接着助剤の量が1から20重量部の場合は、得られるパターンの基板に対する密着性が良好となる。 In the radiation sensitive resin composition of the present invention, an adhesion assistant (hereinafter also referred to as [G] component) can be used in order to improve the adhesion to the substrate. As such [G] component, a functional silane coupling agent is preferably used, and examples thereof include a silane coupling agent having a reactive substituent such as a carboxyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, and an epoxy group. Specifically, trimethoxysilylbenzoic acid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and the like. Such [G] component is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by weight, more preferably 3 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer [A]. When the amount of the adhesion assistant is 1 to 20 parts by weight, the adhesion of the resulting pattern to the substrate is good.
IV.感放射線性樹脂組成物
本発明による感放射線性樹脂組成物は、上記[A]及び[B]成分と、所望により任意成分である[C]〜[G]成分とを均一に混合することによって調製される。感放射線性樹脂組成物は、好ましくは適当な溶媒に溶解され、溶液状態で用いられる。感放射線性樹脂組成物の調製に用いられる溶媒としては、[A]、[B]成分、及び任意成分である[C]〜[G]成分を均一に溶解し、各成分と反応しないものが用いられる。このような溶媒としては、[A]成分のアルカリ可溶性樹脂を製造するために使用できる溶媒の例示として上で列挙したものと同様のものを挙げることができる。
IV. Radiation-sensitive resin composition The radiation-sensitive resin composition according to the present invention is obtained by uniformly mixing the above-described components [A] and [B] and optional components [C] to [G]. Prepared. The radiation-sensitive resin composition is preferably dissolved in an appropriate solvent and used in a solution state. Solvents used for the preparation of the radiation sensitive resin composition include those that uniformly dissolve the [A] and [B] components and the optional components [C] to [G] and do not react with each component. Used. As such a solvent, the thing similar to what was enumerated above can be mentioned as an example of the solvent which can be used in order to manufacture alkali-soluble resin of [A] component.
このような溶媒として、各成分の溶解性、各成分との反応性、塗膜形成のしやすさ等の点から、アルコール、グリコールエーテル、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、エステル及びジエチレングリコールが好ましく用いられる。これらのうち、ベンジルアルコール、2−フェニルエチルアルコール、3−フェニル−1−プロパノール、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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エチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プルピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルが特に好ましく使用できる。 As such a solvent, alcohol, glycol ether, ethylene glycol alkyl ether acetate, ester and diethylene glycol are preferably used from the viewpoints of solubility of each component, reactivity with each component, ease of film formation, and the like. Among these, benzyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol, 3-phenyl-1-propanol, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, Purpylene glycol monomethyl ether acetate, methyl methoxypropionate, and ethyl ethoxypropionate can be particularly preferably used.
膜厚の面内均一性を高めるため、これらの溶媒と共に高沸点溶媒を併用することもできる。併用できる高沸点溶媒の具体例としては、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテートなどが挙げられる。これらのうち、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミドが好ましい。 In order to improve the in-plane uniformity of the film thickness, a high boiling point solvent can be used in combination with these solvents. Specific examples of the high boiling point solvent that can be used in combination include N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformanilide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, benzyl Ethyl ether, dihexyl ether, acetonyl acetone, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate , Phenyl cellosolve acetate and the like. Of these, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, and N, N-dimethylacetamide are preferable.
感放射性樹脂組成物の溶媒として通常の溶媒と高沸点溶媒とを併用する場合、高沸点溶媒の使用量は、溶媒全量に対して、好ましくは50重量%以下、より好ましくは40重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下とすることができる。高沸点溶媒の使用量が50重量%以下の場合、塗膜の膜厚均一性、感度及び残膜率が良好となる。 When a normal solvent and a high-boiling solvent are used in combination as a solvent for the radiation-sensitive resin composition, the amount of the high-boiling solvent used is preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less, based on the total amount of the solvent. More preferably, it can be 30 weight% or less. When the amount of the high-boiling solvent used is 50% by weight or less, the film thickness uniformity, sensitivity, and residual film ratio of the coating film are good.
感放射線性樹脂組成物を溶液状態として調製する場合、溶液中に占める溶媒以外の成分(すなわち、上記[A]及び[B]成分、並びに任意成分である[C]〜[G]成分の合計量)の割合は、使用目的や所望の膜厚の値等に応じて任意に設定することができる。このような溶媒以外の成分の割合は、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは15〜35重量%である。このようにして調製された組成物溶液は、孔径0.2μm程度のミリポアフィルタなどを用いて濾過した後、使用に供することもできる。 When preparing the radiation-sensitive resin composition in a solution state, components other than the solvent in the solution (that is, the total of the above-mentioned [A] and [B] components and optional [C] to [G] components) The ratio of (amount) can be arbitrarily set according to the purpose of use, the value of the desired film thickness, and the like. The ratio of components other than such a solvent is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, and still more preferably 15 to 35% by weight. The composition solution thus prepared can be used after being filtered using a Millipore filter having a pore size of about 0.2 μm.
V.層間絶縁膜、マイクロレンズの形成
次に、本発明による感放射線性樹脂組成物を用いて、層間絶縁膜、マイクロレンズを形成する方法について述べる。本発明の層間絶縁膜又はマイクロレンズの形成方法は、以下の工程を以下に記載順で含む:
(1)本発明の感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程、
(2)工程(1)の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程。
V. Formation of Interlayer Insulating Film and Microlens Next, a method for forming an interlayer insulating film and a microlens using the radiation sensitive resin composition according to the present invention will be described. The method for forming an interlayer insulating film or microlens of the present invention includes the following steps in the order described below:
(1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive resin composition of this invention on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film of step (1),
(3) A step of developing the coating film irradiated with radiation in the step (2), and (4) A step of heating the coating film developed in the step (3).
(1)本発明の感放射線性樹脂組成物の塗膜を基板上に形成する工程
本工程においては、本発明の感放射線性樹脂組成物から形成された溶液を基板表面に塗布し、好ましくはプレベークを行うことにより溶剤を除去して、感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する。 使用できる基板の種類としては、例えばガラス基板、シリコンウエハー及びこれらの表面に各種金属が形成された基板を挙げることができる。
(1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive resin composition of this invention on a board | substrate In this process, the solution formed from the radiation sensitive resin composition of this invention is apply | coated to the substrate surface, Preferably The solvent is removed by pre-baking to form a coating film of the radiation-sensitive resin composition. Examples of the types of substrates that can be used include glass substrates, silicon wafers, and substrates on which various metals are formed.
組成物溶液の塗布方法としては、特に限定されず、例えば、スプレー法、ロールコート法、回転塗布法(スピンコート法)、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等の適当の方法を採用することができる。特に、スピンコート法、スリットダイ塗布法が好ましい。プレベークの適切な条件は、各成分の種類、使用割合等によって異なる。例えば、60〜110℃で30秒間〜15分間程度プレベークを行うことができる。プレベーク後の塗膜の膜厚は、例えば、層間絶縁膜を形成する場合にあっては約3〜6μm、マイクロレンズを形成する場合にあっては約0.5〜3μmが好ましい。 The coating method of the composition solution is not particularly limited, and for example, an appropriate method such as a spray method, a roll coating method, a spin coating method (spin coating method), a slit die coating method, a bar coating method, an ink jet method or the like is adopted. can do. In particular, a spin coating method and a slit die coating method are preferable. Appropriate conditions for pre-baking vary depending on the type of each component, the use ratio, and the like. For example, prebaking can be performed at 60 to 110 ° C. for about 30 seconds to 15 minutes. The film thickness of the coating film after pre-baking is preferably about 3 to 6 μm, for example, when an interlayer insulating film is formed, and about 0.5 to 3 μm when a microlens is formed.
(2)工程(1)の塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程
本工程においては、所定のパターンを有するマスクを介して、工程(1)で形成された塗膜に放射線を照射する。このとき用いられる放射線の例としては、紫外線、遠紫外線、荷電粒子線等が挙げられる。紫外線の例としてはg線(波長436nm)、i線(波長365nm)等が挙げられる。遠紫外線の例としてはKrFエキシマレーザー等が挙げられる。これらの放射線の中でも、紫外線が好ましく、g線及び/又はi線を含む放射線が特に好ましい。露光量は、層間絶縁膜を形成する場合にあっては50〜1,500J/m2、マイクロレンズを形成する場合にあっては50〜2,000J/m2とすることが好ましい。
(2) Step of irradiating at least a part of the coating film in step (1) In this step, the coating film formed in step (1) is irradiated with radiation through a mask having a predetermined pattern. . Examples of radiation used at this time include ultraviolet rays, far ultraviolet rays, and charged particle beams. Examples of ultraviolet rays include g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and the like. Examples of far ultraviolet rays include KrF excimer laser. Among these radiations, ultraviolet rays are preferable, and radiation containing g-line and / or i-line is particularly preferable. The exposure dose, 50~1,500J / m 2 In the case of forming an interlayer insulating film, in the case of forming the micro lenses is preferably set to 50~2,000J / m 2.
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程
本工程においては、工程(2)で放射線を照射された塗膜に対し、現像液を用いて現像処理して放射線の照射部分を除去することによりパターニングを行う。現像処理に用いられる現像液の例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、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ン等のアルカリ(塩基性化合物)の水溶液を挙げることができる。また、このようなアルカリの水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液、又は、本発明による組成物を溶解する各種有機溶媒を現像液として使用することもできる。さらに、現像方法としては、例えば液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等の方法を適宜行うことができる。現像時間は、用いる組成物の組成によって異なるが、例えば30〜120秒間とすることができる。
(3) Step of developing the coating film irradiated with radiation in step (2) In this step, the coating film irradiated with radiation in step (2) is subjected to development treatment using a developer, and Patterning is performed by removing the irradiated portion. Examples of the developer used for the development treatment include an aqueous solution of an alkali (basic compound) such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, ammonia, tetramethylammonium hydroxide, and tetraethylammonium hydroxide. . Further, an aqueous solution obtained by adding an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol or ethanol or a surfactant to such an alkaline aqueous solution, or various organic solvents that dissolve the composition according to the present invention may be used as a developing solution. it can. Further, as a developing method, for example, a liquid piling method, a dipping method, a rocking dipping method, a shower method and the like can be appropriately performed. The development time varies depending on the composition of the composition used, but can be, for example, 30 to 120 seconds.
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程
本工程においては、工程(3)で現像された塗膜を加熱し乾燥させる。すなわち、(3)の現像工程後に、パターニングされた薄膜に対して、好ましくは流水洗浄などによるリンス処理を行い、さらに、好ましくは高圧水銀灯などによる放射線の全面照射(後露光工程)を行うことにより、当該薄膜中に残存する1,2−キノンジアジト化合物を分解処理する。その後、この薄膜を、ホットプレート、オーブン等の加熱装置により加熱処理(ポストベーク処理)することにより、当該薄膜の硬化処理を行う。上記の後露光工程における露光量は、好ましくは2,000〜5,000J/m2程度である。また、この硬化処理における加熱温度は、例えば120〜250℃である。加熱時間は、加熱機器の種類により異なるが、例えばホットプレート上で加熱処理を行う場合には5〜30分間、オーブン中で加熱処理を行う場合には30〜90分間とすることができる。この際に、2回以上の加熱工程を行うステップベーク法等を用いることもできる。
(4) Step of heating the coating film developed in step (3) In this step, the coating film developed in step (3) is heated and dried. That is, after the development step (3), the patterned thin film is preferably rinsed by running water washing or the like, and more preferably, the entire surface is exposed to radiation (post-exposure step) using a high-pressure mercury lamp or the like. The 1,2-quinonediazite compound remaining in the thin film is decomposed. Thereafter, the thin film is subjected to a heat treatment (post-bake treatment) by a heating device such as a hot plate or an oven, whereby the thin film is cured. The exposure dose in the post-exposure step is preferably about 2,000 to 5,000 J / m 2 . Moreover, the heating temperature in this hardening process is 120-250 degreeC, for example. Although heating time changes with kinds of heating apparatus, for example, when performing heat processing on a hotplate, it can be set to 30 to 90 minutes when performing heat processing in oven, for example. At this time, a step baking method or the like in which a heating process is performed twice or more can also be used.
上記のようにして形成された層間絶縁膜は、基板への密着性が良好であり、耐溶剤性及び耐熱性に優れ、高い透過率及び低い誘電率を有するものである。従って、当該層間絶縁膜は電子部品のために好適に使用できる。また、上記のようにして形成されたマイクロレンズは、基板への密着性が良好であり、耐溶剤性及び耐熱性に優れ、かつ高い透過率及び良好なメルト形状を有するものである。従って、当該マイクロレンズは、固体撮像素子のマイクロレンズとして好適に使用できる。なお、本発明のマイクロレンズの形状は、図1(a)に示したように、半凸レンズ形状となる。 The interlayer insulating film formed as described above has good adhesion to the substrate, is excellent in solvent resistance and heat resistance, and has high transmittance and low dielectric constant. Therefore, the interlayer insulating film can be suitably used for electronic parts. Further, the microlenses formed as described above have good adhesion to the substrate, excellent solvent resistance and heat resistance, and have high transmittance and a good melt shape. Therefore, the microlens can be suitably used as a microlens for a solid-state imaging device. The shape of the microlens of the present invention is a semi-convex lens shape as shown in FIG.
実施例
以下に合成例及び実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの合成例及び実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following synthesis examples and examples. However, the present invention is not limited to these synthesis examples and examples.
合成例1 共重合体[A−1]の合成
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部、およびビス(ベンジルメルカプト−チオカルボニル)ジスルフィド(分子量制御剤)3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[A−1]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−1]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は7000、分子量分布(Mw/Mn)は1.4であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.0重量%であった。
Synthesis Example 1 Synthesis of Copolymer [A-1] In a flask equipped with a condenser and a stirrer, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were added. Prepared. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid 40 parts by weight of glycidyl, 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate, and 3 parts by weight of bis (benzylmercapto-thiocarbonyl) disulfide (molecular weight controlling agent) were charged and purged with nitrogen, followed by gentle stirring. Started. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-1].
The copolymer [A-1] had a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 7000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.4. Moreover, the solid content concentration of the polymer solution obtained here was 33.0% by weight.
合成例2 共重合体[A−2]の合成
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部、およびビス(n−オクチルメルカプト−チオカルボニル)ジスルフィド(分子量制御剤)3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[A−2]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−2]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は8000、分子量分布(Mw/Mn)は1.4であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.0重量%であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of copolymer [A-2] In a flask equipped with a condenser and a stirrer, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were added. Prepared. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid After 40 parts by weight of glycidyl, 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate and 3 parts by weight of bis (n-octylmercapto-thiocarbonyl) disulfide (molecular weight control agent) were charged and the atmosphere was replaced with nitrogen, it was gently Stirring was started. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-2].
The copolymer [A-2] had a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 8000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.4. Moreover, the solid content concentration of the polymer solution obtained here was 33.0% by weight.
合成例2 共重合体[A−3]の合成
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部、およびビス(n−ドデシルメルカプト−チオカルボニル)ジスルフィド(分子量制御剤)3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[A−3]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[A−3]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は9000、分子量分布(Mw/Mn)は1.5であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、32.0重量%であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of Copolymer [A-3] In a flask equipped with a condenser and a stirrer, 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether were added. Prepared. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid After 40 parts by weight of glycidyl, 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate and 3 parts by weight of bis (n-dodecylmercapto-thiocarbonyl) disulfide (molecular weight control agent) were charged and the atmosphere was replaced with nitrogen, it was gently Stirring was started. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [A-3].
The copolymer [A-3] had a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 9000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5. The solid content concentration of the polymer solution obtained here was 32.0% by weight.
比較合成例1
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[a−1]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[a−1]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は27000、分子量分布(Mw/Mn)は3.4であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.0重量%であった。
Comparative Synthesis Example 1
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid After 40 parts by weight of glycidyl and 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate were charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [a-1].
The copolymer [a-1] had a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) of 27000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 3.4. Moreover, the solid content concentration of the polymer solution obtained here was 33.0% by weight.
比較合成例2
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部及びα−メチルスチレンダイマー5重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[a−2]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[a−2]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は8500、分子量分布(Mw/Mn)は2.0であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、33.0重量%であった。
Comparative Synthesis Example 2
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid After 40 parts by weight of glycidyl, 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate and 5 parts by weight of α-methylstyrene dimer were charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [a-2].
The copolymer [a-2] had a weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene of 8500 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.0. Moreover, the solid content concentration of the polymer solution obtained here was 33.0% by weight.
比較合成例3
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部、およびテトラエチルチウラムジスルフィド(分子量制御剤)3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[a−3]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[a−3]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は8,100、分子量分布(Mw/Mn)は1.5であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、32.7重量%であった。
Comparative Synthesis Example 3
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid After 40 parts by weight of glycidyl, 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate and 3 parts by weight of tetraethylthiuram disulfide (molecular weight control agent) were charged and purged with nitrogen, stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [a-3].
The copolymer [a-3] had a polystyrene-reduced weight average molecular weight (Mw) of 8,100 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5. The solid content concentration of the polymer solution obtained here was 32.7% by weight.
比較合成例4
冷却管、攪拌機を備えたフラスコに、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)7重量部、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル220重量部を仕込んだ。引き続きメタクリル酸7重量部、スチレン2重量部、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート2重量部、ビニルベンジル2,3−エポキシプロピルエーテル20重量部、メタクリル酸グリシジル40重量部、2,3,4,5−テトラヒドロフルフリルメタクリラート29重量部、およびビス(ピラゾール-1-イル-チオカルボニル)ジスルフィド(分子量制御剤)3重量部を仕込み窒素置換した後、ゆるやかに撹拌を始めた。溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を4時間保持し共重合体[a−4]を含む重合体溶液を得た。
共重合体[a−4]のポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は8,500、分子量分布(Mw/Mn)は1.5であった。また、ここで得られた重合体溶液の固形分濃度は、32.7重量%であった。
Comparative Synthesis Example 4
A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 7 parts by weight of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 220 parts by weight of diethylene glycol ethyl methyl ether. Subsequently, 7 parts by weight of methacrylic acid, 2 parts by weight of styrene, 2 parts by weight of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate, 20 parts by weight of vinylbenzyl 2,3-epoxypropyl ether, methacrylic acid After charging 40 parts by weight of glycidyl, 29 parts by weight of 2,3,4,5-tetrahydrofurfuryl methacrylate, and 3 parts by weight of bis (pyrazol-1-yl-thiocarbonyl) disulfide (molecular weight control agent), nitrogen substitution was performed. Stirring was started gently. The temperature of the solution was raised to 70 ° C., and this temperature was maintained for 4 hours to obtain a polymer solution containing the copolymer [a-4].
The copolymer [a-4] had a weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene of 8,500 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5. The solid content concentration of the polymer solution obtained here was 32.7% by weight.
実施例1
[感放射線性樹脂組成物の調製]
〔A〕成分として、合成例1で得た共重合体(A−1)の溶液を共重合体(A−1)として100重量部(固形分)、〔B〕成分として、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−1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル30重量部、その他の成分として、〔C〕成分として、ベンジル(4−ヒドロキシフェニル)(メチル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート1重量部、〔G〕成分としてγ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン5重量部を混合し、固形分濃度が30重量%になるようにプロピレングリコールメチルエーテルアセテートに溶解したのち、孔径0.5μmのミリポアフィルタでろ過して、組成物溶液(S−1)を調製した。
Example 1
[Preparation of radiation-sensitive resin composition]
As component [A], the solution of copolymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 is 100 parts by weight (solid content) as copolymer (A-1), and 4,4 ′ as component [B]. -[1- {4- (1- [4-Hydroxyphenyl] -1-methylethyl) phenyl} ethylidene] bisphenol-1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid ester, 30 parts by weight, C] component is mixed with 1 part by weight of benzyl (4-hydroxyphenyl) (methyl) sulfonium hexafluorophosphate, and [G] component is mixed with 5 parts by weight of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, with a solid content of 30% by weight. And dissolved in propylene glycol methyl ether acetate, and filtered through a Millipore filter having a pore size of 0.5 μm to obtain a composition solution (S- ) Was prepared.
保存安定性の評価
組成物溶液(S−1)を40℃のオーブン中で1週間加熱して、加熱前後における粘度変化率により評価した。このとき、粘度変化率が5%未満である場合に保存安定性が良好、5%以上の場合に保存安定性が不良といえる。評価結果を表1に示す。
Evaluation of Storage Stability The composition solution (S-1) was heated in an oven at 40 ° C. for 1 week, and evaluated by the rate of change in viscosity before and after heating. At this time, when the viscosity change rate is less than 5%, the storage stability is good, and when it is 5% or more, the storage stability is poor. The evaluation results are shown in Table 1.
層間絶縁膜としての評価
(1)感度の評価
シリコン基板上に、スピンナーを用いて上記で調製した感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして膜厚3.0μmの塗膜を形成した。得られた塗膜に所定のパターンを有するパターンマスクを介してキャノン(株)製、PLA−501F露光機(超高圧水銀ランプ)で露光時間を変化させて露光を行った後、濃度0.4重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて25℃、90秒間液盛り法で現像した。超純水で1分間流水洗浄を行い、乾燥してシリコン基板上にパターンを形成した。このとき、3.0μmのライン・アンド・スペース(10対1)のスペース・パターンが完全に溶解するために必要な露光量を調べた。この値を感度として評価したところ、550J/m2であった。この値が600J/m2以下の場合に感度が良好であるといえる。
Evaluation as interlayer insulation film (1) Evaluation of sensitivity The radiation sensitive resin composition prepared above was applied onto a silicon substrate using a spinner, and prebaked on a hot plate at 90 ° C. for 2 minutes. A 3.0 μm coating film was formed. The obtained coating film was exposed through a pattern mask having a predetermined pattern with a PLA-501F exposure machine (extra-high pressure mercury lamp) manufactured by Canon Inc., and then exposed to a concentration of 0.4. Development was carried out with a weight% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 90 seconds. The substrate was washed with running ultrapure water for 1 minute and dried to form a pattern on the silicon substrate. At this time, the exposure amount necessary for completely dissolving the 3.0 μm line-and-space (10 to 1) space pattern was examined. When this value was evaluated as sensitivity, it was 550 J / m 2 . It can be said that the sensitivity is good when this value is 600 J / m 2 or less.
(2)解像度の評価
組成物溶液(S−1)をガラス基板上にスピンナーを用いて塗布したのち、プレベーク温度を80、90、100℃と変化させ、それぞれの温度における塗膜を形成した。ホットプレート上での静置時間は、それぞれ3分間であった。
次いで、得られたそれぞれの温度における塗膜に所定パターンのフォトマスクを介して、波長365nmにおける強度が100 W/m2 の紫外線を15秒間露光した。その後、0.5重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により25℃で1分間現像したのち、純水で1分間洗浄することにより、不要な部分を除去して、パターンを形成した。
次いで、形成されたパターンに、波長365nmにおける強度が100W/m2 の紫外線を30秒間後露光したのち、220℃のオーブン中で60分間加熱して硬化させることにより、膜厚3μmのパターン状薄膜を得た。
それぞれの温度で得られたパターン状薄膜について、抜きパターン(5μm×5μmホール)が解像できている場合を○、解像できていない時を×として評価した。評価結果を表1に示す。
(2) Evaluation of resolution After apply | coating composition solution (S-1) on the glass substrate using the spinner, the prebaking temperature was changed with 80, 90, and 100 degreeC, and the coating film in each temperature was formed. The standing time on the hot plate was 3 minutes each.
Next, the obtained coating film at each temperature was exposed to ultraviolet light having an intensity of 100 W / m 2 at a wavelength of 365 nm for 15 seconds through a photomask having a predetermined pattern. Thereafter, development was performed with a 0.5 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 1 minute, followed by washing with pure water for 1 minute to remove unnecessary portions and form a pattern.
Next, the formed pattern is exposed to ultraviolet rays having an intensity of 100 W / m 2 at a wavelength of 365 nm for 30 seconds, and then cured by heating for 60 minutes in an oven at 220 ° C., thereby forming a patterned thin film having a thickness of 3 μm. Got.
With respect to the patterned thin film obtained at each temperature, the case where the extraction pattern (5 μm × 5 μm hole) could be resolved was evaluated as ◯, and the case where it was not resolved was evaluated as ×. The evaluation results are shown in Table 1.
(3)耐熱寸法安定性の評価
プレベーク温度80℃にて形成したパターン状薄膜を、220℃のオーブン中で60分加熱して、加熱前後での膜厚変化率を測定して評価した。このとき、膜厚変化率が5%以内の場合に耐熱寸法安定性が良好、5%を超える場合に耐熱寸法安定性が不良といえる。評価結果を表1に示す。
(3) Evaluation of heat-resistant dimensional stability A patterned thin film formed at a prebake temperature of 80 ° C was heated in an oven at 220 ° C for 60 minutes, and the rate of change in film thickness before and after heating was measured and evaluated. At this time, the heat-resistant dimensional stability is good when the film thickness change rate is within 5%, and the heat-resistant dimensional stability is poor when it exceeds 5%. The evaluation results are shown in Table 1.
(4)透明性の評価
プレベーク温度80℃にて形成したパターン状薄膜の波長400nmにおける透過率を、分光光度計(150−20型ダブルビーム(日立製作所(株)製))を用いて測定して評価した。このとき、93%未満の場合に透明性が不良といえる。評価結果を表1に示す。
(4) Transparency evaluation The transmittance at a wavelength of 400 nm of a patterned thin film formed at a prebake temperature of 80 ° C. was measured using a spectrophotometer (150-20 type double beam (manufactured by Hitachi, Ltd.)). And evaluated. At this time, it can be said that transparency is poor when it is less than 93%. The evaluation results are shown in Table 1.
(5)密着性の評価
プレベーク温度80℃にて形成したパターン状薄膜の基板に対する密着性を、プレッシャークッカー試験(120℃、湿度100%、4時間)後の碁盤目剥離試験により評価した。このときの碁盤目100個中で残った碁盤目の数を表1に示す。碁盤目が100の時、密着性は良好と言える。
(5) Evaluation of adhesion The adhesion of the patterned thin film formed at a pre-baking temperature of 80 ° C to the substrate was evaluated by a cross-cut peel test after a pressure cooker test (120 ° C, humidity 100%, 4 hours). Table 1 shows the number of grids remaining in 100 grids at this time. When the grid is 100, the adhesion is good.
(6)電圧保持率の評価
表面にナトリウムイオンの溶出を防止するSiO2膜が形成され、さらにITO(インジウム−酸化錫合金)電極を所定形状に蒸着したソーダガラス基板上に、スピンナーを用いて上記で調製した感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃のクリーンオーブン内で10分間プレベークを行って、膜厚2.0μmの塗膜を形成した。次いで、高圧水銀ランプを用い、フォトマスクを介さずに、塗膜に365nm、405nmおよび436nmの各波長を含む放射線を2,000J/m2の露光量で露光した。さらに230℃で30分間ポストベークを行い、硬化膜を形成した。
次いで、この硬化膜を有する基板と、表面にITO電極を所定形状に蒸着しただけのソーダガラス基板とを対向させ、液晶注入口を残して4辺を0.8mmのガラスビーズを混合したシール剤を用いて貼り合わせ、メルク社製液晶MLC6608(商品名)を注入した後に液晶注入口を封止することにより、液晶セルを作製した。
この液晶セルを60℃の恒温層に入れて、東陽テクニカ製液晶電圧保持率測定システムVHR−1A型(商品名)により、印加電圧を5.5Vの方形波とし、測定周波数を60Hzとして液晶セルの電圧保持率を測定したところ、電圧保持率は98%であった。結果を表1に示す。
なお、ここで電圧保持率とは、下記式(2)で求められる値である。
(6) Evaluation of voltage holding ratio On a soda glass substrate on which a SiO 2 film for preventing elution of sodium ions is formed on the surface and ITO (indium-tin oxide alloy) electrodes are deposited in a predetermined shape, a spinner is used. The radiation-sensitive resin composition prepared above was applied and pre-baked in a clean oven at 90 ° C. for 10 minutes to form a coating film having a thickness of 2.0 μm. Next, using a high-pressure mercury lamp, the coating film was exposed to radiation containing wavelengths of 365 nm, 405 nm, and 436 nm at an exposure dose of 2,000 J / m 2 without using a photomask. Further, post-baking was performed at 230 ° C. for 30 minutes to form a cured film.
Next, the substrate having this cured film and a soda glass substrate on which ITO electrodes are deposited in a predetermined shape on the surface are opposed to each other, and a sealing agent in which 0.8 mm glass beads are mixed on four sides leaving a liquid crystal injection port. The liquid crystal cell was produced by sealing the liquid crystal injection port after injecting and using liquid crystal MLC6608 (trade name) manufactured by Merck.
This liquid crystal cell is placed in a constant temperature layer of 60 ° C., and a liquid crystal voltage holding voltage measurement system VHR-1A type (product name) manufactured by Toyo Technica is used as a square wave with a voltage of 5.5 V and a measurement frequency of 60 Hz. When the voltage holding ratio was measured, the voltage holding ratio was 98%. The results are shown in Table 1.
Here, the voltage holding ratio is a value obtained by the following equation (2).
電圧保持率(%)=(16.7ミリ秒後の液晶セル電位差)/(0ミリ秒で印加した電圧)×100 (2)
液晶セルの電圧保持率の値が低いほど、液晶パネル形成時に「焼き付き」と呼ばれる不具合を起こす可能性が高くなる。電圧保持率の値が高くなるほど、液晶パネルの信頼性が高くなると言える。
Voltage holding ratio (%) = (potential difference of liquid crystal cell after 16.7 milliseconds) / (voltage applied at 0 milliseconds) × 100 (2)
The lower the value of the voltage holding ratio of the liquid crystal cell, the higher the possibility of causing a problem called “burn-in” when forming the liquid crystal panel. It can be said that the higher the voltage holding ratio, the higher the reliability of the liquid crystal panel.
マイクロレンズとしての評価
(7)マイクロレンズの形成
組成物溶液(S−1)を6インチシリコン基板に、乾燥後の膜厚が2.5μmになるようにスピンナーを用いて塗布したのち、70℃のホットプレート上で3分間プレベークして、塗膜を形成した。
次いで、得られた塗膜に所定パターンのフォトマスクを介して、波長436nmにおける強度が100W/m2 の紫外線を露光量を変えて露光した。その後、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液により25℃で1分間現像したのち、純水で1分間洗浄することにより、不要な部分を除去して、パターン状薄膜を得た。
次いで、得られたパターン状薄膜に、波長436nmにおける強度が100W/m2 の紫外線を30秒間後露光したのち、160℃のオーブン中で60分間加熱し、さらに230℃のオーブン中で10分間加熱して硬化させるとともに、パターンをメルトフローさせて、マイクロレンズを形成した。
Evaluation as microlens (7) Formation of microlens The composition solution (S-1) was applied to a 6-inch silicon substrate using a spinner so that the film thickness after drying was 2.5 μm, and then 70 ° C. Was pre-baked on a hot plate for 3 minutes to form a coating film.
Next, the obtained coating film was exposed to ultraviolet rays having an intensity at a wavelength of 436 nm of 100 W / m 2 through a photomask having a predetermined pattern while changing the exposure amount. Thereafter, development was carried out with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at 25 ° C. for 1 minute, followed by washing with pure water for 1 minute, whereby unnecessary portions were removed to obtain a patterned thin film.
Next, the obtained patterned thin film was post-exposed for 30 seconds with ultraviolet light having an intensity of 100 W / m 2 at a wavelength of 436 nm, then heated in an oven at 160 ° C. for 60 minutes, and further heated in an oven at 230 ° C. for 10 minutes. And the pattern was melt-flowed to form a microlens.
(8)感度の評価
得られたマイクロレンズについて、ライン線幅0.8μmのライン・アンド・スペ−ス パタ−ン(10対1)のスペース線幅(0.08μm)を解像できる最低露光量により評価した。この値が800J/m2 以下の場合に感度が良好と言える。評価結果を表2に示す。
(8) Evaluation of sensitivity For the obtained microlens, the minimum exposure capable of resolving the space line width (0.08 μm) of the line and space pattern (10 to 1) having a line line width of 0.8 μm. The amount was evaluated. It can be said that the sensitivity is good when this value is 800 J / m 2 or less. The evaluation results are shown in Table 2.
(9)耐熱変色性の評価
シリコン基板に代えてガラス基板を用いた以外は、前記「マイクロレンズの形成」と同様にしてパターン状薄膜を得た。
次いで、パターン状薄膜を有するガラス基板を、250℃のオーブン中で1時間加熱し、加熱前後での波長400nmにおける透過率の変化率により評価した。このとき、透過率の変化率が5%未満である場合に耐熱変色性が良好、5%を超える場合に耐熱変色性が不良といえる。評価結果を表2に示す。
(9) Evaluation of heat-resistant discoloration A patterned thin film was obtained in the same manner as in “Formation of microlenses” except that a glass substrate was used instead of the silicon substrate.
Next, the glass substrate having the patterned thin film was heated in an oven at 250 ° C. for 1 hour, and evaluated by the change rate of transmittance at a wavelength of 400 nm before and after heating. At this time, when the rate of change in transmittance is less than 5%, the heat discoloration is good, and when it exceeds 5%, the heat discoloration is poor. The evaluation results are shown in Table 2.
(10)密着性の評価
前記「マイクロレンズの形成」と同様にしてパターン状薄膜を得た。
次いで、パターン状薄膜を有するシリコン基板について、パターン状薄膜の基板に対する密着性を、プレッシャークッカー試験(120℃、湿度100%、4時間)後の碁盤目剥離試験により評価した。このときの碁盤目100個中で残った碁盤目の数を表2に示す。碁盤目が100の時、密着性は良好と言える。
(10) Evaluation of Adhesiveness A patterned thin film was obtained in the same manner as in “Formation of microlenses”.
Next, for the silicon substrate having the patterned thin film, the adhesion of the patterned thin film to the substrate was evaluated by a cross-cut peel test after a pressure cooker test (120 ° C., humidity 100%, 4 hours). Table 2 shows the number of grids remaining in 100 grids at this time. When the grid is 100, the adhesion is good.
(11)耐溶剤性の評価
シリコン基板に代えてガラス基板を用いた以外は、前記「マイクロレンズの形成」と同様にしてパターン状薄膜を得た。
次いで、パターン状薄膜を有するガラス基板を、50℃のイソプロパノール中に10分間浸漬し、浸漬前後での膜厚変化率を測定して評価した。このとき、膜厚変化率が5%以下の場合に耐溶剤性が良好、5%を超える場合や薄膜が溶解して膜厚が低下した場合に耐溶剤性が不良といえる。評価結果を表2に示す。
(11) Evaluation of solvent resistance A patterned thin film was obtained in the same manner as in “Formation of microlenses” except that a glass substrate was used instead of the silicon substrate.
Next, the glass substrate having the patterned thin film was immersed in isopropanol at 50 ° C. for 10 minutes, and the film thickness change rate before and after immersion was measured and evaluated. At this time, the solvent resistance is good when the film thickness change rate is 5% or less, and the solvent resistance is poor when it exceeds 5% or when the thin film is dissolved and the film thickness is reduced. The evaluation results are shown in Table 2.
実施例2
共重合体(A−1)の溶液の代わりに共重合体(A−2)の溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製して評価した。評価結果を表1〜2に示す。
Example 2
A composition solution was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the solution of copolymer (A-2) was used instead of the solution of copolymer (A-1). The evaluation results are shown in Tables 1-2.
実施例3
共重合体(A−1)の溶液の代わりに共重合体(A−3)の溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製して評価した。評価結果を表1〜2に示す。
Example 3
A composition solution was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the solution of copolymer (A-3) was used instead of the solution of copolymer (A-1). The evaluation results are shown in Tables 1-2.
比較実施例1
共重合体(A−1)の溶液の代わりに共重合体(a−1)の溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製して評価した。評価結果を表1〜2に示す。
Comparative Example 1
A composition solution was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the solution of copolymer (a-1) was used instead of the solution of copolymer (A-1). The evaluation results are shown in Tables 1-2.
比較実施例2
共重合体(A−1)の溶液の代わりに共重合体(a−2)の溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製して評価した。評価結果を表1〜2に示す。
Comparative Example 2
A composition solution was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the solution of copolymer (a-2) was used instead of the solution of copolymer (A-1). The evaluation results are shown in Tables 1-2.
比較実施例3
共重合体(A−1)の溶液の代わりに共重合体(a−3)の溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製して評価した。評価結果を表1〜2に示す。
Comparative Example 3
A composition solution was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the solution of copolymer (a-3) was used instead of the solution of copolymer (A-1). The evaluation results are shown in Tables 1-2.
比較実施例4
共重合体(A−1)の溶液の代わりに共重合体(a−4)の溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、組成物溶液を調製して評価した。評価結果を表1〜2に示す。
Comparative Example 4
A composition solution was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the solution of copolymer (a-4) was used instead of the solution of copolymer (A-1). The evaluation results are shown in Tables 1-2.
表1及び2に示された結果から、本発明に従った一般式(1)の分子量制御剤を用いて重合された共重合体を含む感放射線性樹脂組成物によれば、良好な感放射線感度、解像度、透明性、耐熱寸法性、密着性及び電圧保持率を有し、特に感放射線感度が格段に優れた層間絶縁膜が得られることが分かった。また、当該組成物によれば、それらの優れた物性に加えて、良好な感放射線感度を有するマイクロレンズを形成しうることが分かった。
From the results shown in Tables 1 and 2, the radiation sensitive resin composition containing the copolymer polymerized using the molecular weight control agent of the general formula (1) according to the present invention has good radiation sensitivity. It was found that an interlayer insulating film having sensitivity, resolution, transparency, heat-resistant dimensional properties, adhesion and voltage holding ratio, and particularly excellent radiation sensitivity was obtained. Moreover, according to the said composition, in addition to those outstanding physical properties, it turned out that the micro lens which has favorable radiation sensitivity can be formed.
Claims (9)
〔式(1)において、Z1およびZ2 は相互に独立に炭素数4〜18のアルキル基または置換されていてもよいベンジル基を示す。〕 (A) a copolymer, (B) a radiation-sensitive resin composition containing a 1,2-quinonediazide compound, wherein (A) the copolymer is (a1) an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid. Containing a copolymer produced by polymerizing an acid anhydride and a monomer containing an epoxy group-containing unsaturated compound in the presence of a compound represented by the following formula (1): A radiation-sensitive resin composition.
In [Equation (1), Z 1 and Z 2 is an alkyl group or an optionally substituted benzyl group having 4 to 18 carbon atoms independently of one another. ]
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程
を含む層間絶縁膜を形成する方法。 (1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive resin composition of Claim 4 on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) A method of forming an interlayer insulating film including a step of developing the coating film irradiated with radiation in step (2), and (4) a step of heating the coating film developed in step (3).
(2)工程(1)で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程、
(3)工程(2)で放射線を照射された塗膜を現像する工程、及び
(4)工程(3)で現像された塗膜を加熱する工程
を含むマイクロレンズを形成する方法。 (1) The process of forming the coating film of the radiation sensitive resin composition of Claim 7 on a board | substrate,
(2) A step of irradiating at least a part of the coating film formed in step (1),
(3) A method of forming a microlens including a step of developing the coating film irradiated with radiation in step (2), and (4) a step of heating the coating film developed in step (3).
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