JP2012237854A - Positive photosensitive composition and cured product of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive photosensitive composition showing excellent heat resistance and chemical resistance after subjected to high temperature thermal history and having little film reduction during development and a large development margin in a developing process.SOLUTION: The positive photosensitive composition includes: (A) a silanol group-containing polysiloxane compound comprising a structure obtained by a hydrolysis and condensation reaction of a compound expressed by formula (1) with a compound expressed by formula (2); (B) a compound having at least two epoxy-containing organic groups; (C) diazonaphthoquinones; and (D) an organic solvent. In formula (1), Rrepresents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or the like; Rrepresents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms; Rrepresents a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms; and X represents a group expressed by a specified general formula.

Description

本発明は、ポリシロキサン化合物を用いたポジ型感光性組成物に関し、更に該ポジ型感光性組成物を用いた硬化物、及び該ポジ型感光性組成物を用いた永久レジストの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a positive photosensitive composition using a polysiloxane compound, further relates to a cured product using the positive photosensitive composition, and a method for producing a permanent resist using the positive photosensitive composition. It is.

情報化社会の進展とマルチメデイアシステムの普及により、液晶表示装置、有機EL表示装置等の重要性はますます増大している。これらの表示装置では、画素ごとに薄膜トランジスタ(TFT)等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス基板が使用されている。アクティブマトリクス基板上には多数の走査配線と、これらの走査配線に絶縁膜を介して交差する信号配線が形成される。アクティブマトリクス基板の走査配線、信号配線、絶縁膜等は、スパッタリング法、CVD法、塗布法等により形成された導電膜又は絶縁膜に、フォトリソグラフィーによるパターニングを繰り返すことにより形成される(例えば、特許文献1、2参照)。   With the progress of the information society and the spread of multimedia systems, the importance of liquid crystal display devices, organic EL display devices, etc. is increasing more and more. In these display devices, an active matrix substrate provided with a switching element such as a thin film transistor (TFT) for each pixel is used. On the active matrix substrate, a large number of scanning wirings and signal wirings intersecting these scanning wirings through an insulating film are formed. The scanning wiring, signal wiring, insulating film, etc. of the active matrix substrate are formed by repeating patterning by photolithography on a conductive film or insulating film formed by sputtering, CVD, coating, or the like (for example, patents) References 1 and 2).

一般に、フォトリソグラフィーには、フォトレジストが使用され、パターニング後も剥離させずに絶縁膜又は保護膜として使用されるレジスト(永久レジスト)も開発されている。アクティブマトリクス基板に永久レジストを用いる場合には、耐薬品性(耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性)だけでなく、高度の耐熱性と、高熱履歴後の耐薬品性が求められる。これは以下のような理由による。
すなわち、アクティブマトリクス基板では、絶縁基板であるガラス基板上に、多結晶シリコン薄膜を活性層とするTFTを形成し、多結晶シリコン薄膜を絶縁膜で覆うが、多結晶シリコン内部や、多結晶シリコン薄膜と絶縁基板や絶縁膜との界面にシリコン結合の欠陥であるダングリングボンドを生じやすく、トランジスタの特性が低下するという問題がある。ダングリングボンドの問題を解消するには、窒化ケイ素(SiNx)等の水素の拡散を防止する膜が存在する状態で、300〜400℃程度の温度で水素化処理する必要がある(例えば、特許文献3参照)。従来の永久レジストでいう耐熱性は、プリント配線板におけるハンダ付けに耐えられる260℃に数分間耐えられる程度の耐熱性(例えば、特許文献4参照)であり、上述のようなアクティブマトリクス基板における永久レジストに要求される耐熱性及び高熱履歴後の耐薬品性とは大きく異なる。
In general, a photoresist is used for photolithography, and a resist (permanent resist) that is used as an insulating film or a protective film without being peeled after patterning has also been developed. When a permanent resist is used for an active matrix substrate, not only chemical resistance (acid resistance, alkali resistance, solvent resistance) but also high heat resistance and chemical resistance after a high heat history are required. This is due to the following reasons.
That is, in an active matrix substrate, a TFT having a polycrystalline silicon thin film as an active layer is formed on a glass substrate which is an insulating substrate, and the polycrystalline silicon thin film is covered with an insulating film. There is a problem that a dangling bond which is a defect of silicon bond is easily generated at the interface between the thin film and the insulating substrate or the insulating film, and the characteristics of the transistor are deteriorated. In order to solve the problem of dangling bonds, it is necessary to perform a hydrogenation process at a temperature of about 300 to 400 ° C. in the presence of a film that prevents diffusion of hydrogen such as silicon nitride (SiNx) (for example, patents). Reference 3). The heat resistance in the conventional permanent resist is a heat resistance that can withstand soldering on a printed wiring board at a temperature of 260 ° C. for several minutes (see, for example, Patent Document 4). It differs greatly from the heat resistance required for resists and the chemical resistance after high heat history.

一方、シリコーン樹脂は透明性、絶縁性、耐熱性、耐薬品性等に優れ、シリコーン樹脂をベース樹脂としたフォトレジストも開発されている。近年では、耐熱性や耐薬品性の向上した構造のものとして、フェノール性水酸基や環状シロキサン構造を導入したシリコーン樹脂をベース樹脂としたフォトレジスト(例えば、特許文献5、6を参照)も検討されている。しかしながら、フェノール性水酸基や環状シロキサン構造を導入したシリコーン樹脂をベース樹脂とした従来公知のフォトレジストは、耐熱性や高温熱履歴後の耐薬品性には優れるが、現像時の膜減りが大きく、微細なパターンを形成することが困難であるとともに、現像工程における現像マージン(現像時間が最適となる時間の幅)が狭いために、現像時間がわずかでも過剰となると、パターンと基板との間に現像液が浸透して剥がれが生じやすくなるため、現像時間を厳密に制御する必要があり、製品の歩留まりの点で問題があった。   On the other hand, silicone resins are excellent in transparency, insulation, heat resistance, chemical resistance, etc., and photoresists based on silicone resins have been developed. In recent years, as a structure with improved heat resistance and chemical resistance, a photoresist based on a silicone resin into which a phenolic hydroxyl group or a cyclic siloxane structure is introduced (for example, see Patent Documents 5 and 6) has been studied. ing. However, a conventionally known photoresist based on a silicone resin into which a phenolic hydroxyl group or a cyclic siloxane structure is introduced is excellent in heat resistance and chemical resistance after high-temperature heat history, but the film loss during development is large. It is difficult to form a fine pattern, and the development margin in the development process (the width of time for which the development time is optimal) is narrow. Since the developer permeates easily and peels off, it is necessary to strictly control the development time, which is problematic in terms of product yield.

特開2004−281506号公報JP 2004-281506 A 特開2007−225860号公報JP 2007-225860 A 特開平6−77484号公報JP-A-6-77484 特開2007−304543号公報JP 2007-304543 A 特開2010−101957号公報JP 2010-101957 A 国際公開第2009/063887号International Publication No. 2009/063887

従って、本発明の目的は、耐熱性及び高温熱履歴後の耐薬品性に優れ、現像時の膜減りが少なく、現像工程における現像マージンが大きいポジ型感光性組成物、このポジ型感光性組成物を用いた永久レジスト、及び該永久レジストの製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive photosensitive composition that is excellent in heat resistance and chemical resistance after high temperature thermal history, has little film loss during development, and has a large development margin in the development process, and this positive photosensitive composition An object of the present invention is to provide a permanent resist using an object and a method for producing the permanent resist.

本発明は、
(A)成分として、下記一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と下記一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物とを加水分解・縮合反応させて得られる構造からなるシラノール基含有ポリシロキサン化合物、
(B)成分として、エポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物、
(C)成分として、ジアゾナフトキノン類、及び
(D)成分として、有機溶剤を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物
を提供することにより、上記目的を達成したものである。
The present invention
(A) Silanol group-containing polysiloxane having a structure obtained by hydrolyzing and condensing a cyclic siloxane compound represented by the following general formula (1) and an alkoxysilane compound represented by the following general formula (2) as the component (A) Compound,
(B) As a component, a compound having at least two epoxy-containing organic groups,
The object is achieved by providing a positive photosensitive composition characterized by containing diazonaphthoquinones as component (C) and an organic solvent as component (D).

Figure 2012237854
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Figure 2012237854
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また、本発明は、上記ポジ型感光性組成物を硬化させてなることを特徴とする硬化物を提供することにより、上記目的を達成したものである。
また、本発明は、上記ポジ型感光性組成物を対象材料に塗布し、プリベークした後、露光し、アルカリ現像し、次いで、ブリーチング露光した後、120〜400℃の温度でポストベークすることを特徴とする永久レジストの製造方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
また、本発明は、上記ポジ型感光性組成物を用いて得られた永久レジストを絶縁層又は平坦化膜とするアクティブマトリクス基板を有することを特徴とする液晶表示装置及び有機EL表示装置を提供するものである。
Moreover, this invention achieves the said objective by providing the hardened | cured material characterized by hardening the said positive photosensitive composition.
In the present invention, the positive photosensitive composition is applied to a target material, pre-baked, exposed, developed with alkali, then bleached, and then post-baked at a temperature of 120 to 400 ° C. The above object is achieved by providing a method for producing a permanent resist characterized by the following.
The present invention also provides a liquid crystal display device and an organic EL display device having an active matrix substrate having a permanent resist obtained by using the positive photosensitive composition as an insulating layer or a planarizing film. To do.

本発明によれば、耐熱性及び高温熱履歴後の耐薬品性に優れ、現像時の膜減りが少なく、現像工程における現像マージンが大きいポジ型感光性組成物、及び該ポジ型感光性組成物を用いた永久レジストの製造方法を提供することができる。該ポジ型ポジ型感光性組成物の硬化物からなる永久レジストは、アクティブマトリクス基板を有する液晶表示装置及び有機EL表示装置等の絶縁層又は平坦化膜として好適である。   According to the present invention, a positive photosensitive composition having excellent heat resistance and chemical resistance after high-temperature heat history, little film loss during development, and a large development margin in the development process, and the positive photosensitive composition It is possible to provide a method for producing a permanent resist using A permanent resist made of a cured product of the positive-type positive-type photosensitive composition is suitable as an insulating layer or a planarizing film for liquid crystal display devices and organic EL display devices having an active matrix substrate.

本発明に係る(A)成分は、上記一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と上記一般式(2)で表わされるアリールアルコキシシラン化合物とを加水分解・縮合反応させて得られる構造からなるシラノール基含有ポリシロキサン化合物である。
始めに、一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物について説明する。なお、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物において、複数あるR1は互いに同一でも異なってもよく、また、R2、R3及びXも、それぞれ、複数ある場合は互いに同一でも異なってもよい。
The component (A) according to the present invention has a structure obtained by subjecting the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) and the arylalkoxysilane compound represented by the general formula (2) to a hydrolysis / condensation reaction. It is a silanol group-containing polysiloxane compound.
First, the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) will be described. In the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), a plurality of R 1 s may be the same as or different from each other, and R 2 , R 3 and X may be the same or different from each other when there are a plurality of R 1 s. May be.

一般式(1)において、R1は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、2級ブチル、t−ブチル等が挙げられる。炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、フェニル、エチルフェニル、トルイル、クメニル、キシリル、プソイドクメニル、メシチル、t−ブチルフェニル、ベンジル、フェネチル等が挙げられる。
1としては、工業的な入手の容易さから、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、フェニルが好ましく、メチル、エチル、フェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。
In the general formula (1), R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, secondary butyl, t-butyl and the like. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include phenyl, ethylphenyl, toluyl, cumenyl, xylyl, pseudocumenyl, mesityl, t-butylphenyl, benzyl, phenethyl and the like.
R 1 is preferably methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, or phenyl, more preferably methyl, ethyl, or phenyl, and most preferably methyl because of industrial availability.

2は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を表わす。炭素数2〜10の2価の炭化水素基としては、エチレン、プロピレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、3−メチルペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、デカメチレン、シクロヘキサン−1,4−ジイル、2−フェニルエタン−1,2’−ジイル、2−フェニルエタン−1,4’−ジイル、2−フェニルプロパン−1,4’−ジイル等が挙げられ、工業的な入手の容易さと、耐熱性の点から、エチレン、2−メチルエチレン、2−フェニルエタン−1,4’−ジイルが好ましく、エチレン、2−メチルエチレンが更に好ましく、エチレンが最も好ましい。 R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. Examples of the divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms include ethylene, propylene, 1-methylethylene, 2-methylethylene, tetramethylene, pentamethylene, 3-methylpentamethylene, hexamethylene, octamethylene, decamethylene, and cyclohexane. -1,4-diyl, 2-phenylethane-1,2'-diyl, 2-phenylethane-1,4'-diyl, 2-phenylpropane-1,4'-diyl, etc. From the viewpoint of easy availability and heat resistance, ethylene, 2-methylethylene, and 2-phenylethane-1,4′-diyl are preferable, ethylene and 2-methylethylene are more preferable, and ethylene is most preferable.

3は炭素数2〜10の2価の飽和脂肪族炭化水素基を表わす。炭素数2〜10の2価の飽和脂肪族炭化水素基としては、エチレン、プロピレン、1−メチルエチレン、2−メチルエチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、3−メチルペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、デカメチレン等が挙げられ、工業的な入手の容易さと、耐熱性の点から、R3としては、エチレン、2−メチルエチレン、プロピレンが好ましく、エチレンが更に好ましい。 R 3 represents a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. Examples of the divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms include ethylene, propylene, 1-methylethylene, 2-methylethylene, tetramethylene, pentamethylene, 3-methylpentamethylene, hexamethylene, octamethylene, Decamethylene and the like can be mentioned, and R 3 is preferably ethylene, 2-methylethylene or propylene, more preferably ethylene, from the viewpoint of industrial availability and heat resistance.

3に結合するベンゼン環のフェノール性水酸基の位置は、R3に対して、オルト位、メタ位、パラ位のいずれでもよいが、耐熱性がより高く、原料の工業的な入手が容易であることから、R3に対してオルト位又はパラ位にあることが好ましく、パラ位にあることが更に好ましい。 Position of the phenolic hydroxyl groups of the benzene ring linked to the R 3, relative to R 3, ortho, meta-position may be either para-position, heat resistance higher, easy industrial availability of raw materials For this reason, it is preferably in the ortho or para position relative to R 3 , and more preferably in the para position.

一般式(1)において、Xは上記一般式(3)で表される基、上記一般式(4)で表される基又は上記一般式(5)で表される基を表わす。   In the general formula (1), X represents a group represented by the general formula (3), a group represented by the general formula (4), or a group represented by the general formula (5).

一般式(3)において、R6は炭素数1〜4のアルキル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、2級ブチル、t−ブチルが挙げられ、R6としては、一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物との反応が良好であることから、メチル、エチルが好ましく、メチルが更に好ましい。R7は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、R1で例示した基が挙げられ、R7としては、耐熱性がより向上することから、メチル、フェニルが好ましく、メチルが更に好ましい。bは1〜3の数を表わし、一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物との反応が良好であることから、2〜3の数が好ましく、3が更に好ましい。 In the general formula (3), R 6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, secondary butyl, and t-butyl. R 6 is an alkoxysilane compound represented by the general formula (2) Methyl and ethyl are preferable, and methyl is more preferable. R 7 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 , and R 7 is preferably methyl or phenyl because heat resistance is further improved. More preferred is methyl. b represents a number of 1 to 3, and preferably 2 to 3 and more preferably 3 because the reaction with the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) is good.

一般式(4)において、R9は炭素数1〜4のアルキル基を表わし、R10は炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、R1で例示したアルキル基が挙げられる。R9としては、一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物との反応性が良好であることから、メチル、エチルが好ましく、メチルが更に好ましい。R10としては、耐熱性がより向上することから、メチル、フェニルが好ましく、メチルが更に好ましい。cは1〜3の数を表わし、一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物との反応が良好であることから、2〜3の数が好ましく、3が更に好ましい。dは1又は2の数を表わし、R10が分子量1000以下のジビニル化合物からビニル基を除いた残基を表わす場合にはdは1となり、R10が分子量1000以下のトリビニル化合物からビニル基を除いた残基を表わす場合にはdは2となる。 In the general formula (4), R 9 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 10 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include the alkyl groups exemplified for R 1 . R 9 is preferably methyl or ethyl, more preferably methyl, because of good reactivity with the alkoxysilane compound represented by the general formula (2). R 10 is preferably methyl or phenyl, more preferably methyl, because the heat resistance is further improved. c represents a number of 1 to 3, and a number of 2 to 3 is preferable and 3 is more preferable because of good reaction with the alkoxysilane compound represented by the general formula (2). d represents a number of 1 or 2, and when R 10 represents a residue obtained by removing a vinyl group from a divinyl compound having a molecular weight of 1000 or less, d is 1, and R 10 represents a vinyl group from a trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less. In the case of representing an excluded residue, d is 2.

一般式(4)において、R8は分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物からビニル基を除いた残基を表わす。このようなジビニル化合物又はトリビニル化合物は下記一般式(4a)で表わされる化合物であり、例えば、下記一般式(6)〜(12)で表わされる化合物等が挙げられる。 In the general formula (4), R 8 represents a residue obtained by removing a vinyl group from a divinyl compound or trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less. Such a divinyl compound or a trivinyl compound is a compound represented by the following general formula (4a), and examples thereof include compounds represented by the following general formulas (6) to (12).

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一般式(6)において、R13〜R16はおのおの独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R1で例示した基が挙げられ、耐熱性がより良好であることからメチル、エチル、プロピル、フェニルが好ましく、メチル、エチル、フェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。fは0〜6の数を表わし、工業的な入手が容易であることから、0〜2の数が好ましく、0〜1の数が更に好ましい。一般式(6)で表わされる化合物の中で、好ましい化合物としては、ジメチルジビニルシラン、ジエチルジビニルシラン、ジフェニルジビニルシラン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジビニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,5−ジビニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニル−1,5−ジビニルトリシロキサン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチル−1,7−ジビニルテトラシロキサン等が挙げられ、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−1,3−ジビニルジシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジビニルトリシロキサンがより好ましく、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサンが更に好ましい。 In General formula (6), R < 13 > -R < 16 > represents a C1-C4 alkyl group or a C6-C10 aryl group each independently. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 , and methyl, ethyl, propyl, and phenyl are preferable because of better heat resistance. Methyl, ethyl, and phenyl are more preferable, and methyl is most preferable. f represents a number of 0 to 6 and is easily available industrially, so that a number of 0 to 2 is preferable, and a number of 0 to 1 is more preferable. Among the compounds represented by the general formula (6), preferred compounds include dimethyldivinylsilane, diethyldivinylsilane, diphenyldivinylsilane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane, , 1,3,3-tetraethyl-1,3-divinyldisiloxane, 1,1,3,3-tetraphenyl-1,3-divinyldisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl- 1,5-divinyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaethyl-1,5-divinyltrisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaphenyl-1,5-divinyl Examples include trisiloxane, 1,1,3,3,5,5,7,7-octamethyl-1,7-divinyltetrasiloxane and the like, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyl Disiloxane, 1,1,3,3-tetraethyl-1,3-divinyldisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-divinyltrisiloxane are more preferred, More preferred is 3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane.

一般式(7)において、R17〜R19はおのおの独立して炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R1で例示した基が挙げられ、耐熱性がより良好であることからメチル、エチル、プロピル、フェニルが好ましく、メチル、エチル、フェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。gは1〜4の数を表わし、hは0〜4の数を表わす。工業的な入手が容易であることから、gが1〜2の数でありhが0〜2の数であることが好ましく、gが1でありhが0〜1の数が更に好ましい。一般式(7)で表わされる化合物の中で、好ましい化合物としては、トリス(ジメチルビニルシロキシ)メチルシラン、トリス(ジメチルビニルシロキシ)フェニルシラン、トリス{(ジメチルビニルシロキシ)ジメチルシロキシ}メチルシラン等が挙げられ、トリス(ジメチルビニルシロキシ)メチルシランがより好ましい。 In General formula (7), R < 17 > -R < 19 > represents a C1-C4 alkyl group or a C6-C10 aryl group each independently. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 , and methyl, ethyl, propyl, and phenyl are preferable because of better heat resistance. Methyl, ethyl, and phenyl are more preferable, and methyl is most preferable. g represents a number of 1 to 4, and h represents a number of 0 to 4. Since industrial acquisition is easy, it is preferable that g is the number of 1-2 and h is the number of 0-2, and the number of g is 1 and h is 0-1 is still more preferable. Among the compounds represented by the general formula (7), preferable compounds include tris (dimethylvinylsiloxy) methylsilane, tris (dimethylvinylsiloxy) phenylsilane, tris {(dimethylvinylsiloxy) dimethylsiloxy} methylsilane, and the like. Tris (dimethylvinylsiloxy) methylsilane is more preferable.

一般式(8)において、R20、R21はおのおの独立して炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、dは一般式(4)と同義である。炭素数1〜10のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R1で例示した基が挙げられ、耐熱性がより良好であることからメチル、エチルが好ましく、メチルが更に好ましい。一般式(8)で表わされる化合物の中で、好ましい化合物としては、1,2−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,2−ビス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン、1,3,5−トリス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン)、1,3,5−トリス(ジエチルビニルシリル)ベンゼン)等が挙げられ、工業的な入手が容易であり、耐熱性もより良好であることから、1,2−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼンがより好ましく、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼンが更に好ましい。 In the general formula (8), R 20 and R 21 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and d has the same meaning as in the general formula (4). Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 , and methyl and ethyl are preferable because the heat resistance is better. preferable. Among the compounds represented by the general formula (8), preferred compounds are 1,2-bis (dimethylvinylsilyl) benzene, 1,3-bis (dimethylvinylsilyl) benzene, 1,4-bis (dimethylvinyl). Silyl) benzene, 1,2-bis (diethylvinylsilyl) benzene, 1,3-bis (diethylvinylsilyl) benzene, 1,4-bis (diethylvinylsilyl) benzene, 1,3,5-tris (dimethylvinyl) Silyl) benzene), 1,3,5-tris (diethylvinylsilyl) benzene) and the like, and are easy to obtain industrially and have better heat resistance. More preferred are vinylsilyl) benzene and 1,4-bis (dimethylvinylsilyl) benzene, and 1,4-bis (dimethylvinylsilyl) benzene. A further preferred.

一般式(9)において、dは一般式(4)と同義である。一般式(9)で表わされる化合物としては、1,2−ジビニルベンゼン、1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、1,2,4−トリビニルベンゼン、1,3,5−トリビニルベンゼン等が挙げられ、工業的な入手が容易であり、耐熱性もより良好であることから、1,4−ジビニルベンゼンが好ましい。
一般式(10)において、dは一般式(4)と同義である。一般式(10)で表わされる化合物としては、1,2−ジビニルシクロヘキサン、1,3−ジビニルシクロヘキサン、1,4−ジビニルシクロヘキサン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、1,3,5−トリビニルシクロヘキサン等が挙げられ、工業的な入手が容易であり、耐熱性もより良好であることから、1,4−ジビニルシクロヘキサンが好ましい。
In General formula (9), d is synonymous with General formula (4). Examples of the compound represented by the general formula (9) include 1,2-divinylbenzene, 1,3-divinylbenzene, 1,4-divinylbenzene, 1,2,4-trivinylbenzene, 1,3,5-tri Vinylbenzene etc. are mentioned, 1,4-divinylbenzene is preferable since it is easily available industrially and has better heat resistance.
In General formula (10), d is synonymous with General formula (4). Examples of the compound represented by the general formula (10) include 1,2-divinylcyclohexane, 1,3-divinylcyclohexane, 1,4-divinylcyclohexane, 1,2,4-trivinylcyclohexane, 1,3,5-trimethyl. Vinylcyclohexane etc. are mentioned, 1,4-divinylcyclohexane is preferable from the viewpoint of easy industrial availability and better heat resistance.

一般式(11)において、R22は炭素数1〜4のアルキル基、炭素数6〜10のアリール基又はアリル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R1で例示した基が挙げられる。R22は、耐熱性がより良好であることからメチル、エチル、アリルが好ましく、メチル、アリルが更に好ましい。一般式(11)で表わされる化合物の中で、好ましい化合物としては、ジアリルメチルイソシアヌレート、ジアリルエチルイソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が挙げられ、トリアリルイソシアヌレートが更に好ましい。 In the general formula (11), R 22 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an allyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 . R 22 is preferably methyl, ethyl, or allyl, more preferably methyl or allyl, because of better heat resistance. Among the compounds represented by the general formula (11), preferable compounds include diallyl methyl isocyanurate, diallyl ethyl isocyanurate, triallyl isocyanurate, and triallyl isocyanurate is more preferable.

一般式(12)で表わされる化合物において、R23〜R25はおのおの独立して炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜10のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、例えば、R1で例示した基が挙げられ、耐熱性がより良好であることからメチル、エチル、プロピル、フェニルが好ましく、メチル、エチル、フェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。dは一般式(4)と同義であり、iはd+iが3〜6となる0〜4の数を表わす。工業的な入手が容易であることから、d+iは4〜5の数が好ましく、4が更に好ましい。一般式(12)で表わされる化合物の中で、好ましい化合物としては、2,2,4,6−テトラメチル−4,6−ジビニルシクロトリシロキサン、2,2,4,4,6,8−ヘキサメチル−6,8−ジビニルシクロテトラシロキサン、2,2,4,4,6,6,8,10−オクタメチル−8,10−ジビニルシロペンタシロキサン、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシロキサン、2,2,4,6,8−ペンタメチル−4,6,8−トリビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。 In the compound represented by the general formula (12), R 23 to R 25 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 , and methyl, ethyl, propyl, and phenyl are preferable because of better heat resistance. Methyl, ethyl, and phenyl are more preferable, and methyl is most preferable. d is synonymous with General formula (4), and i represents the number of 0-4 from which d + i becomes 3-6. Since industrial acquisition is easy, d + i is preferably a number of 4 to 5, and more preferably 4. Among the compounds represented by the general formula (12), preferred compounds include 2,2,4,6-tetramethyl-4,6-divinylcyclotrisiloxane, 2,2,4,4,6,8- Hexamethyl-6,8-divinylcyclotetrasiloxane, 2,2,4,4,6,6,8,10-octamethyl-8,10-divinylsilopentasiloxane, 2,4,6-trimethyl-2,4 Examples include 6-trivinylcyclotrisiloxane and 2,2,4,6,8-pentamethyl-4,6,8-trivinylcyclotetrasiloxane.

以上に一般式(4)中のR8で表される基を提供し得る分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物について詳述したが、これらの化合物のなかでも、工業的な入手の容易さと硬化物の耐熱性から、一般式(9)〜(11)で表わされる化合物が好ましく、1,4−ジビニルベンゼン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、トリアリルイソシアヌレートが更に好ましく、1,4−ジビニルベンゼンが最も好ましい。 The divinyl compound or trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less capable of providing the group represented by R 8 in the general formula (4) has been described in detail above. Among these compounds, industrial availability and curing From the heat resistance of the product, compounds represented by the general formulas (9) to (11) are preferable, 1,4-divinylbenzene, 1,2,4-trivinylcyclohexane, triallyl isocyanurate are more preferable, and 1,4 -Divinylbenzene is most preferred.

一般式(5)において、R11、R12は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、一般式(1)のR1で例示した基が挙げられ、製造が容易であることから炭素数6〜10のアリール基が好ましく、中でもフェニルが好ましい。eは1〜10の数を表わし、製造が容易であることから、1〜5の数が好ましく、1〜3の数が更に好ましい。 In General formula (5), R < 11 >, R < 12 > represents a C1-C4 alkyl group or a C6-C10 aryl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 in the general formula (1), and the aryl having 6 to 10 carbon atoms is easy to produce. Group is preferred, with phenyl being preferred. e represents a number of 1 to 10, and the number of 1 to 5 is preferable and the number of 1 to 3 is more preferable because of easy production.

一般式(1)において、Xとしては、製造が容易であり、耐熱性も良好であることから一般式(3)で表される基が好ましい。   In general formula (1), X is preferably a group represented by general formula (3) because it is easy to produce and has good heat resistance.

一般式(1)において、m、n及びpは、それぞれ、1分子あたりの平均の数であって、m:n:p=1:2.1〜12:1〜6及びm+n+p=3〜6を満足する数を表わす。一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物は、1種のみを使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、mに対するnの比が小さすぎる場合には、現像時の膜減りが大きく、現像工程における現像マージンが小さくなり、大きすぎる場合には、現像時のレジスト残渣が増えることから、2.4〜10であることが好ましく、2.8〜9であることが更に好ましく、3〜8であることが最も好ましい。   In the general formula (1), m, n and p are average numbers per molecule, respectively, and m: n: p = 1: 2.1 to 12: 1 to 6 and m + n + p = 3 to 6 Represents a number satisfying. The cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) may be used alone or in combination of two or more. If the ratio of n to m is too small, the film loss during development is large and the development margin in the development process is small. If it is too large, the resist residue during development increases. Is preferably 10 to 10, more preferably 2.8 to 9, and most preferably 3 to 8.

一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物は、例えば、下記の一般式(1a)で表わされる環状シロキサン化合物に、下記一般式(13)で表わされるカルボン酸化合物及び下記一般式(14)で表わされるフェノール化合物をヒドロシリル化反応させて、一般式(1b)で表わされる中間体とし、この中間体に更に上記の一般式(3)〜(5)で表される基を導入することにより得ることができる。   The cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) includes, for example, a cyclic siloxane compound represented by the following general formula (1a), a carboxylic acid compound represented by the following general formula (13), and the following general formula (14). The phenol compound represented is hydrosilylated to obtain an intermediate represented by the general formula (1b), and the intermediate represented by the above general formulas (3) to (5) is further introduced into this intermediate. be able to.

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一般式(1a)で表わされる環状シロキサン化合物のうち、好ましい化合物の具体例としては、例えば、2,4,6−トリメチルシクロトリシロキサン、2,4,6−トリエチルシクロトリシロキサン、2,4,6−トリフェニルシクロトリシロキサン、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,2,4,6,8−ペンタメチルシクロテトラシロキサン、2,2,2,4,4,6,8−ヘキサメチルシクロテトラシロキサン」、2,4,6,8−テトラエチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、2−エチル−4,6,8−トリメチルシクロテトラシロキサン、2−フェニル−4,6,8−トリメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタエチルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタフェニルシクロペンタシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサメチルシクロヘキサシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサエチルシクロヘキサシロキサン、2,4,6,8,10,12−ヘキサフェニルシクロヘキサシロキサン等が挙げられ、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン及び2,4,6,8,10−ペンタメチルシクロペンタシロキサンが更に好ましく、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサンが最も好ましい。   Among the cyclic siloxane compounds represented by the general formula (1a), specific examples of preferable compounds include 2,4,6-trimethylcyclotrisiloxane, 2,4,6-triethylcyclotrisiloxane, 2,4, 6-triphenylcyclotrisiloxane, 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane, 2,2,4,6,8-pentamethylcyclotetrasiloxane, 2,2,2,4,4,6,6 8-hexamethylcyclotetrasiloxane ", 2,4,6,8-tetraethylcyclotetrasiloxane, 2,4,6,8-tetraphenylcyclotetrasiloxane, 2-ethyl-4,6,8-trimethylcyclotetrasiloxane 2-phenyl-4,6,8-trimethylcyclotetrasiloxane, 2,4,6,8,10-pentamethylcyclo Ntasiloxane, 2,4,6,8,10-pentaethylcyclopentasiloxane, 2,4,6,8,10-pentaphenylcyclopentasiloxane, 2,4,6,8,10,12-hexamethylcyclohexane Examples include sasiloxane, 2,4,6,8,10,12-hexaethylcyclohexasiloxane, 2,4,6,8,10,12-hexaphenylcyclohexasiloxane, and the like. -Tetramethylcyclotetrasiloxane and 2,4,6,8,10-pentamethylcyclopentasiloxane are more preferred, and 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane is most preferred.

一般式(13)で表わされるカルボン酸化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、3−ブテン酸、4−ペンテン酸、5−ヘキセン酸、6−ヘプテン酸、7−オクテン酸、8−ノネン酸、9−デセン酸、10−ウンデセン酸、2−ビニル安息香酸、3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸、2−アリル安息香酸、3−アリル安息香酸、4−アリル安息香酸、2−イソプロペニル安息香酸、3−イソプロペニル安息香酸、4−イソプロペニル安息香酸等が挙げられ、工業的に入手が容易で、本発明のポジ型感光性組成物の耐膜減り性の面からは、アクリル酸、メタクリル酸、4−ビニル安息香酸が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸が更に好ましい。一般式(13)で表わされるカルボン酸化合物は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。   Specific examples of the carboxylic acid compound represented by the general formula (13) include acrylic acid, methacrylic acid, 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 5-hexenoic acid, 6-heptenoic acid, 7-octenoic acid, 8- Nonenic acid, 9-decenoic acid, 10-undecenoic acid, 2-vinylbenzoic acid, 3-vinylbenzoic acid, 4-vinylbenzoic acid, 2-allylbenzoic acid, 3-allylbenzoic acid, 4-allylbenzoic acid, 2 -Isopropenyl benzoic acid, 3-isopropenyl benzoic acid, 4-isopropenyl benzoic acid and the like can be mentioned, which are easily available industrially, from the viewpoint of film resistance of the positive photosensitive composition of the present invention. Acrylic acid, methacrylic acid and 4-vinylbenzoic acid are preferred, and acrylic acid and methacrylic acid are more preferred. Only 1 type may be used for the carboxylic acid compound represented by General formula (13), and 2 or more types may be used for it.

一般式(14)で表わされるフェノール化合物の具体例としては、2−ビニルフェノール、3−ビニルフェノール、4−ビニルフェノール、2−アリルフェノール、3−アリルフェノール、4−アリルフェノール、2−イソプロペニルフェノール、3−イソプロペニルフェノール、4−イソプロペニルフェノール等が挙げられ、工業的に入手が容易であることから、2−ビニルフェノール、3−ビニルフェノール、4−ビニルフェノール、4−イソプロペニルフェノールが好ましく、2−ビニルフェノール、4−ビニルフェノールが更に好ましく、4−ビニルフェノールが最も好ましい。一般式(14)で表わされるフェノール化合物は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。   Specific examples of the phenol compound represented by the general formula (14) include 2-vinylphenol, 3-vinylphenol, 4-vinylphenol, 2-allylphenol, 3-allylphenol, 4-allylphenol, 2-isopropenyl. Phenol, 3-isopropenylphenol, 4-isopropenylphenol and the like are listed, and since they are easily available industrially, 2-vinylphenol, 3-vinylphenol, 4-vinylphenol, 4-isopropenylphenol are 2-vinylphenol and 4-vinylphenol are more preferable, and 4-vinylphenol is most preferable. Only 1 type may be used for the phenol compound represented by General formula (14), and 2 or more types may be used for it.

一般式(1a)で表わされる環状シロキサン化合物と、一般式(13)で表わされるカルボン酸化合物、一般式(14)で表わされるフェノール化合物とのヒドロシリル化反応は、触媒を用いて行うことが好ましく、ヒドロシリル化触媒としては、例えば、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。白金系触媒としては、例えば、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニルビニルメチル錯体(Ossko触媒)、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(KaRstedt触媒)、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド錯体、白金−ホスフィン錯体(例えば、Pt[P(C6534、PtCl[P(C6533、Pt[P(C4934]、白金−ホスファイト錯体(例えば、Pt[P(OC6534)、Pt[P(OC4934)、ジカルボニルジクロロ白金等が挙げられる。パラジウム系触媒又はロジウム系触媒としては、例えば、上記白金系触媒の白金原子の代わりにパラジウム原子又はロジウム原子を含有する化合物が挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ヒドロシリル化触媒としては、反応性の点から、白金系触媒が好ましく、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体及び白金−カルボニルビニルメチル錯体が更に好ましく、白金−カルボニルビニルメチル錯体が最も好ましい。また、触媒の使用量は反応性の点から、各原料の合計量の5質量%以下が好ましく、0.0001〜1.0質量%が更に好ましく、0.001〜0.1質量%が最も好ましい。ヒドロシリル化の反応条件は特に限定されず、上記触媒を使用して従来公知の条件で行なえばよいが、反応速度の点から、室温(25℃)〜130℃で行なうのが好ましく、反応時にトルエン、ヘキサン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の従来公知の溶媒を使用してもよい。 The hydrosilylation reaction between the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1a), the carboxylic acid compound represented by the general formula (13), and the phenol compound represented by the general formula (14) is preferably performed using a catalyst. Examples of the hydrosilylation catalyst include a platinum-based catalyst, a palladium-based catalyst, and a rhodium-based catalyst. Examples of platinum-based catalysts include chloroplatinic acid, complexes of chloroplatinic acid and alcohols, aldehydes, ketones, platinum-olefin complexes, platinum-carbonylvinylmethyl complexes (Ossko catalysts), platinum-divinyltetramethyldisiloxane complexes. (KaRstedt catalyst), platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex, platinum-octylaldehyde complex, platinum-phosphine complex (for example, Pt [P (C 6 H 5 ) 3 ] 4 , PtCl [P (C 6 H 5 ) 3 ]) 3 , Pt [P (C 4 H 9 ) 3 ) 4 ], platinum-phosphite complex (for example, Pt [P (OC 6 H 5 ) 3 ] 4 ), Pt [P (OC 4 H 9 ) 3 ] 4 ), Dicarbonyldichloroplatinum and the like. Examples of the palladium catalyst or rhodium catalyst include compounds containing a palladium atom or a rhodium atom instead of the platinum atom of the platinum catalyst. These may be used alone or in combination of two or more. The hydrosilylation catalyst is preferably a platinum-based catalyst from the viewpoint of reactivity, more preferably a platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex and a platinum-carbonylvinylmethyl complex, and most preferably a platinum-carbonylvinylmethyl complex. Further, the amount of the catalyst used is preferably 5% by mass or less, more preferably 0.0001 to 1.0% by mass, most preferably 0.001 to 0.1% by mass of the total amount of each raw material from the viewpoint of reactivity. preferable. The reaction conditions for hydrosilylation are not particularly limited, and may be carried out under the conditions known in the art using the above catalyst. From the viewpoint of reaction rate, it is preferably carried out at room temperature (25 ° C.) to 130 ° C. A conventionally known solvent such as hexane, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, propylene glycol monomethyl ether acetate may be used.

次に、一般式(1b)で表わされる中間体に上記の一般式(3)〜(5)で表される基を導入する方法について説明する。一般式(1b)で表わされる中間体に一般式(3)で表される基を導入する場合には、一般式(1b)で表わされる中間体のSiH基と、下記一般式(3a)で表されるアルコキシルシラン化合物のビニル基とをヒドロシリル化反応させればよい。ヒドロシリル化反応の条件は、一般式(1b)で表わされる中間体を得る場合の条件と同様でよい。   Next, a method for introducing the groups represented by the above general formulas (3) to (5) into the intermediate represented by the general formula (1b) will be described. When the group represented by the general formula (3) is introduced into the intermediate represented by the general formula (1b), the intermediate SiH group represented by the general formula (1b) and the following general formula (3a) What is necessary is just to carry out hydrosilylation reaction with the vinyl group of the alkoxylsilane compound represented. The conditions for the hydrosilylation reaction may be the same as those for obtaining the intermediate represented by the general formula (1b).

Figure 2012237854
Figure 2012237854

一般式(3a)で表わされるアルコキシシラン化合物のうち、好ましい化合物の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン等が挙げられ、耐熱性と密着性がより向上することから、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランが好ましく、ビニルトリメトキシシランが更に好ましい。一般式(3a)で表わされるアルコキシシラン化合物は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。   Specific examples of preferable compounds among the alkoxysilane compounds represented by the general formula (3a) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylethyldimethoxysilane, vinylphenyldimethoxysilane and the like. In view of further improving heat resistance and adhesion, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinylmethyldimethoxysilane are preferable, and vinyltrimethoxysilane is more preferable. Only 1 type may be used for the alkoxysilane compound represented by General formula (3a), and 2 or more types may be used for it.

一般式(1b)で表わされる中間体に一般式(4)で表される基を導入する場合には、一般式(1b)で表わされる中間体のSiH基と、前記一般式(4a)で表されるジビニル化合物又はトリビニル化合物の1つのビニル基とをヒドロシリル化反応して、下記一般式(1c)で表わされる中間体とし、一般式(1c)で表わされる中間体のビニル基と下記一般式(4b)で表されるアルコキシルシラン化合物のSiH基とをヒドロシリル化反応させればよい。これらのヒドロシリル化反応の条件は、一般式(1b)で表わされる中間体を得る場合の条件と同様でよい。   When the group represented by the general formula (4) is introduced into the intermediate represented by the general formula (1b), the intermediate SiH group represented by the general formula (1b) and the general formula (4a) Hydrosilylation reaction with one vinyl group of the divinyl compound or trivinyl compound represented to give an intermediate represented by the following general formula (1c), the vinyl group of the intermediate represented by the general formula (1c) and the following general What is necessary is just to carry out hydrosilylation reaction with the SiH group of the alkoxylsilane compound represented by Formula (4b). The conditions for these hydrosilylation reactions may be the same as the conditions for obtaining the intermediate represented by the general formula (1b).

Figure 2012237854
Figure 2012237854

Figure 2012237854
Figure 2012237854

一般式(4b)で表わされるアルコキシシラン化合物のうち、好ましい化合物の具体例としては、例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、ジメトキシエチルシラン、ジメトキシフェニルシラン等が挙げられ、耐熱性と密着性がより向上することから、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、エチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシランが好ましく、トリメトキシシラン及びトリエトキシシランが更に好ましく、トリメトキシシランが最も好ましい。一般式(4b)で表わされるアルコキシシラン化合物は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。   Specific examples of preferable compounds among the alkoxysilane compounds represented by the general formula (4b) include, for example, trimethoxysilane, triethoxysilane, dimethoxymethylsilane, dimethoxyethylsilane, dimethoxyphenylsilane, and the like. Therefore, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyldimethoxysilane, ethyldimethoxysilane, and phenyldimethoxysilane are preferable, trimethoxysilane and triethoxysilane are more preferable, and trimethoxysilane is most preferable. Only 1 type may be used for the alkoxysilane compound represented by General formula (4b), and 2 or more types may be used for it.

一般式(1b)で表わされる中間体に一般式(5)で表される基を導入する場合には、一般式(1b)で表わされる中間体のSiH基に、下記一般式(5a)で表されるシランジオールを反応させればよい。   When the group represented by the general formula (5) is introduced into the intermediate represented by the general formula (1b), the SiH group of the intermediate represented by the general formula (1b) is represented by the following general formula (5a). What is necessary is just to make the silanediol represented to react.

Figure 2012237854
Figure 2012237854

一般式(5a)で表されるシランジオールのうち好ましい化合物としては、例えば、ジメチルシランジオール、ジエチルシランジオール、ジイソプロピルシランジオール、メチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオール等が挙げられ、中でも、メチルフェニルシランジオール、ジフェニルシランジオールが好ましく、ジフェニルシランジオールが更に好ましい   Among the silane diols represented by the general formula (5a), preferable examples include dimethyl silane diol, diethyl silane diol, diisopropyl silane diol, methyl phenyl silane diol, diphenyl silane diol, and the like. Diol and diphenylsilane diol are preferable, and diphenylsilane diol is more preferable.

一般式(1b)で表わされる中間体のSiH基に、一般式(5a)で表されるシランジオールを反応させる場合には、有機金属触媒を用いて反応すればよい。有機金属触媒としては、有機スズ触媒、有機白金触媒、有機亜鉛触媒、有機アルミニウム触媒等が挙げられ、有機スズ触媒が好ましい。有機スズ触媒としては、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ、ステアリン酸スズ、バーサチック酸スズ、ジブチルスズラウレート、トリフェニルスズアセテート、塩化トリブチルスズが挙げられ、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズ、ステアリン酸スズが好ましく、オクチル酸スズが更に好ましい。有機金属触媒の使用量は、各原料の使用量の0.001〜1質量%が好ましく、0.002〜0.1質量%が更に好ましい。   When the silanediol represented by the general formula (5a) is reacted with the SiH group of the intermediate represented by the general formula (1b), the reaction may be performed using an organometallic catalyst. Examples of the organometallic catalyst include an organotin catalyst, an organoplatinum catalyst, an organozinc catalyst, and an organoaluminum catalyst, and an organotin catalyst is preferred. Examples of the organic tin catalyst include tin octylate, tin naphthenate, tin stearate, tin versatate, dibutyltin laurate, triphenyltin acetate, and tributyltin chloride. Tin octylate, tin naphthenate, and tin stearate are preferable. Further, tin octylate is more preferable. The amount of the organometallic catalyst used is preferably 0.001 to 1% by mass, and more preferably 0.002 to 0.1% by mass of the amount of each raw material used.

次に、上記一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物について説明する。
一般式(2)において、aは1〜2の数を表わし、耐熱性がより向上することから、1が好ましい。R4は炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基を表わし、R5は炭素数1〜4のアルキル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数6〜10のアリール基としては、一般式(1)のR1で例示した基が挙げられる。R4としては、耐熱性がより向上することから、メチル、エチル、フェニルが好ましく、メチル、フェニルが更に好ましく、フェニルが最も好ましい。R5としては、反応性に優れることから、メチル、エチル、プロピルが好ましく、メチルが更に好ましい。
Next, the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) will be described.
In General formula (2), a represents the number of 1-2, and since heat resistance improves more, 1 is preferable. R 4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and R 5 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include the groups exemplified for R 1 in the general formula (1). R 4 is preferably methyl, ethyl, or phenyl, more preferably methyl or phenyl, and most preferably phenyl because heat resistance is further improved. R 5 is preferably methyl, ethyl or propyl, more preferably methyl, because of excellent reactivity.

一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、エチルフェニルジメトキシシラン、エチルフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等が挙げられ、耐熱性と密着性がより向上することから、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン及びフェニルメチルジエトキシシランが好ましく、フェニルトリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシランが更に好ましく、フェニルトリメトキシシランが最も好ましい。尚、前記一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物は1種のみを使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。   Examples of the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, and phenyltrimethoxy. Silane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, ethylphenyldimethoxysilane, ethylphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane Diphenyldiethoxysilane and the like, and the heat resistance and adhesion are further improved, so that phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane Emissions, phenylmethyl dimethoxysilane and phenyl methyl diethoxy silane are preferable, phenyl trimethoxysilane and phenyl triethoxysilane are more preferable, phenyl trimethoxysilane is most preferred. In addition, the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) may be used alone or in combination of two or more.

次に、一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物とを加水分解・縮合反応させ、(A)シラノール基含有ポリシロキサン化合物を得る方法について説明する。   Next, a method for hydrolyzing and condensing the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) and the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) to obtain (A) a silanol group-containing polysiloxane compound will be described. .

一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と一般式(2)で表わされるアリールアルコキシシラン化合物の加水分解・縮合反応は、いわゆるゾル・ゲル反応を行えばよく、溶媒中で、酸又は塩基等の触媒を使用し、アルコキシシリル基を加水分解・縮合反応させればよい。この時に用いられる溶媒は特に限定されず、具体的には、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、トルエン等が挙げられ、これらの1種を用いることも2種以上を混合して用いることも出来る。アルコキシシリル基の加水分解・縮合反応は、アルコキシシリル基が水によって加水分解してシラノール基(Si−OH基)を生成し、生成したシラノール基同士、又は、シラノール基とアルコキシシリル基が縮合することにより進行する。   The hydrolysis / condensation reaction of the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) and the arylalkoxysilane compound represented by the general formula (2) may be carried out by a so-called sol-gel reaction. And an alkoxysilyl group may be hydrolyzed and condensed. The solvent used at this time is not particularly limited, and specific examples include water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, toluene, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In the hydrolysis / condensation reaction of the alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group is hydrolyzed with water to form a silanol group (Si-OH group), and the generated silanol groups or between the silanol group and the alkoxysilyl group are condensed. It progresses by.

加水分解・縮合反応で用いられる酸、塩基等の触媒としては、例えば、塩酸、リン酸、硫酸等の無機酸類;ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、リン酸モノイソプロピル等の有機酸類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等の無機塩基類;トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン化合物(有機塩基)類等が挙げられる。これら触媒は、1種を用いてよいし、2種以上を併用してもよい。加水分解・縮合反応の温度は、溶媒の種類、触媒の種類及び量等により変わるが、30〜100℃が好ましく、40〜80℃が更に好ましく、45〜70℃が最も好ましい。   Examples of the acid and base catalyst used in the hydrolysis / condensation reaction include inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid and sulfuric acid; formic acid, acetic acid, oxalic acid, citric acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p- Organic acids such as toluenesulfonic acid and monoisopropyl phosphate; inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and ammonia; amine compounds (organic bases) such as trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine and diethanolamine Etc. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. The temperature of the hydrolysis / condensation reaction varies depending on the type of solvent, the type and amount of the catalyst, etc., but is preferably 30 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C, and most preferably 45 to 70 ° C.

アルコキシシリル基の加水分解により生成したシラノール基は、全て縮合反応を起こすわけではなく、一部が反応せずに残っている。本発明に係る(A)成分であるシラノール基含有ポリシロキサン化合物は、シラノール基を有するところに特徴がある。(A)成分中のシラノール基の含量は、密着性が向上することから、OHの含量として、1〜30質量%であることが好ましく、3〜25質量%であることが更に好ましく、5〜20質量%であることが最も好ましい。シラノール基の定量方法としては、シラノール基をトリメチルクロロシラン等でトリメチルシリル化し反応前後の質量増加量により定量する方法(TMS化法)、近赤外線分光光度計(特開2001−208683号公報、特開2003−35667号公報等を参照)や29Si−NMR(特開2007−217249公報等を参照)を使用した機器分析に定量する方法が挙げられる。 All of the silanol groups produced by hydrolysis of the alkoxysilyl group do not cause a condensation reaction, and a part remains without reacting. The silanol group-containing polysiloxane compound which is the component (A) according to the present invention is characterized by having a silanol group. The content of the silanol group in the component (A) is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, as the content of OH since the adhesion is improved. Most preferably, it is 20 mass%. As a method for quantifying the silanol group, a method in which the silanol group is trimethylsilylated with trimethylchlorosilane or the like and quantified by a mass increase before and after the reaction (TMS method), a near infrared spectrophotometer (JP 2001-208683 A, JP 2003 2003) 35-66767 and the like) and 29 Si-NMR (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-217249 and the like).

なお、(A)成分中のシラノール基は、縮合反応しやすいことから、加水分解・縮合反応後、(A)成分を反応液から単離せずに、必要に応じて、脱触媒処理、溶媒置換、溶媒濃縮等を行い、(A)成分を含む溶液の状態で用いることが好ましい。   In addition, since the silanol group in the component (A) is likely to undergo a condensation reaction, after the hydrolysis / condensation reaction, without removing the component (A) from the reaction solution, a decatalytic treatment or a solvent replacement is performed as necessary. The solution is preferably used in the form of a solution containing the component (A) after solvent concentration or the like.

(A)成分であるシラノール基含有ポリシロキサン化合物の分子量が、あまりに小さい場合には、ポジ型感光性組成物を用いて永久レジストを形成する際の成膜性が不良となり、あまりに大きい場合には、アルカリ現像液への溶解性又は分散性が低下しアルカリ現像後の基板表面のレジスト残渣が増加することから、シラノール基含有ポリシロキサン化合物の質量平均分子量が1000〜50000であることが好ましく、2000〜25000であることが更に好ましく、3000〜15000であることが最も好ましい。なお、本発明において、質量平均分子量とは、テトラヒドロフラン(以下、THFという)を溶媒としてGPC分析を行った場合のポリスチレン換算の質量平均分子量をいう。   When the molecular weight of the silanol group-containing polysiloxane compound as component (A) is too small, the film formability when forming a permanent resist using a positive photosensitive composition becomes poor. The weight average molecular weight of the silanol group-containing polysiloxane compound is preferably 1000 to 50000 because the solubility or dispersibility in an alkali developer is reduced and the resist residue on the substrate surface after alkali development is increased. It is more preferable that it is ˜25000, and it is most preferable that it is 3000-15000. In the present invention, the mass average molecular weight refers to a polystyrene-reduced mass average molecular weight when GPC analysis is performed using tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) as a solvent.

(A)成分であるシラノール基含有ポリシロキサン化合物を得る加水分解・縮合反応において、一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物との反応比は、一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物に対して、一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物がモル比で0.5〜10であることが好ましく、1〜7が更に好ましく、1.5〜6が最も好ましい。この比が0.5よりも低い場合には硬化物の硬度が不十分となる場合があり、10よりも高い場合には、アルカリ現像後の基板表面のレジスト残渣が増加する場合がある。   In the hydrolysis / condensation reaction for obtaining the silanol group-containing polysiloxane compound as component (A), the reaction ratio between the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) and the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) is: It is preferable that the alkoxysilane compound represented by the general formula (2) is 0.5 to 10 in terms of molar ratio with respect to the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), more preferably 1 to 7. 5 to 6 is most preferable. When this ratio is lower than 0.5, the hardness of the cured product may be insufficient. When it is higher than 10, the resist residue on the substrate surface after alkali development may increase.

(A)成分であるシラノール基含有ポリシロキサン化合物は、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物と、一般式(2)で表されるアリールアルコキシシラン化合物と、加水分解・縮合反させて得られる構造からなる化合物であるが、(A)成分のシラノール基含有ポリシロキサン化合物を製造するに際し、必ずしも一般式(1)で表される環状シロキサン化合物を使用する必要はなく、カルボキシル基やフェノール基を酸解離性の保護基でマスクした化合物、即ち、下記一般式(1p)で表される化合物と、一般式(2)で表されるアリールアルコキシシラン化合物とを反応させてアリールアルコキシシラン化合物の前駆体を得た後、酸解離性の保護基を脱離させることにより(A)成分であるシラノール基含有ポリシロキサン化合物を得ることもできる。尚、一般式(1p)で表される化合物を用いる場合について、以下に特に説明しない点については、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物を用いる場合の説明を適宜適用することができる。   The silanol group-containing polysiloxane compound (A) is subjected to hydrolysis / condensation reaction with the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) and the arylalkoxysilane compound represented by the general formula (2). Although it is a compound consisting of the structure obtained, it is not always necessary to use the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) when producing the silanol group-containing polysiloxane compound of the component (A). A compound in which a group is masked with an acid-dissociable protecting group, that is, a compound represented by the following general formula (1p) and an arylalkoxysilane compound represented by the general formula (2) are reacted to form an arylalkoxysilane compound After obtaining the precursor of (1), the silanol group-containing polysiloxane compound as component (A) is removed by removing the acid-dissociable protecting group. It can also be obtained. In addition, about the point which does not explain in particular about the case where the compound represented by general formula (1p) is used, the description in the case of using the cyclic siloxane compound represented by general formula (1) is applicable suitably. .

Figure 2012237854
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酸解離性の保護基でマスクされた化合物を使用した場合には、酸解離性の保護基を脱離する工程が必要となり製造が煩雑になるが、副反応、特に、一般式(1b)で表わされる中間体を製造する際の副反応が起こりにくくなり、本発明のポジ型感光性組成物を用いて得られる永久レジストの耐熱性、耐薬品性等がより向上するという利点がある。   When a compound masked with an acid-dissociable protecting group is used, a step for removing the acid-dissociable protecting group is required and the production becomes complicated. However, side reactions, particularly in the general formula (1b) There is an advantage that the side reaction during the production of the intermediate represented is less likely to occur, and the heat resistance and chemical resistance of the permanent resist obtained using the positive photosensitive composition of the present invention are further improved.

カルボキシル基及びフェノール基の酸解離性の保護基としては、t−ブチル基、1−エトキシエチル基、アセチル基、t−ブトキシカルボニル基等が挙げられ、t−ブチル基が好ましい。このような酸解離性の保護基は、酸性条件下に脱離することが可能であり、塩酸、トリフルオロ酢酸、三フッ化ホウ素等を触媒として使用することが好ましい。   Examples of the acid-dissociable protecting group for a carboxyl group and a phenol group include a t-butyl group, a 1-ethoxyethyl group, an acetyl group, a t-butoxycarbonyl group, and the like, and a t-butyl group is preferable. Such an acid dissociable protecting group can be removed under acidic conditions, and it is preferable to use hydrochloric acid, trifluoroacetic acid, boron trifluoride or the like as a catalyst.

酸解離性の保護基を脱離する場合の溶媒としては、25℃において水を1質量%以上溶解することができる有機溶剤が好ましく、このような有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類;1−メトキシ−エタノール、1−エトキシ−エタノール、1−プロポキシ−エタノール、1−イソプロポキシ−エタノール、1−ブトキシ−エタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール等のエーテルアルコール類;1−メトキシ−エチルアセテート、1−エトキシ−エチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、3−メトキシ−1−ブチルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−1−ブチルアセテート等のエーテルアルコールの酢酸エステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;4−ヒドロキシ−2−ブタノン、3−ヒドロキシ−3メチル−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−2−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)等のケトアルコール類;1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル類等が挙げられる。これらの中でも、メタノール、エタノール、プロパノール、メチルエチルケトン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、1−メトキシ−2−プロパノールアセテートが好ましい。   As the solvent for removing the acid-dissociable protecting group, an organic solvent capable of dissolving 1% by mass or more of water at 25 ° C. is preferable. Examples of such an organic solvent include methanol, ethanol, and propanol. Alcohols such as isopropanol; 1-methoxy-ethanol, 1-ethoxy-ethanol, 1-propoxy-ethanol, 1-isopropoxy-ethanol, 1-butoxy-ethanol, 1-methoxy-2-propanol, 3-methoxy- Ether alcohols such as 1-butanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol; 1-methoxy-ethyl acetate, 1-ethoxy-ethyl acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, 3-methoxy-1- Butyl acetate, 3-methoxy-3-methyl-1-butyla Acetates of ether alcohols such as tate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; 4-hydroxy-2-butanone, 3-hydroxy-3methyl-2-butanone, 4-hydroxy-2-methyl-2-pentanone Keto alcohols such as acetone alcohol); ethers such as 1,4-dioxane, tetrahydrofuran and 1,2-dimethoxyethane. Among these, methanol, ethanol, propanol, methyl ethyl ketone, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, and 1-methoxy-2-propanol acetate are preferable.

一般式(1p)で表される化合物は、前記一般式(1a)で表わされる環状シロキサン化合物に、前記一般式(13)で表わされる化合物の代わりに下記一般式(13p)で表わされる化合物、前記一般式(14)で表わされる化合物の代わりに下記一般式(14p)で表わされる化合物をヒドロシリル化反応させて、下記一般式(1bp)で表わされる中間体とし、この一般式(1bp)で表わされる中間体に、前記一般式(1b)で表わされる中間体の場合と同様に一般式(3)〜(5)で表される基を導入すればよい。   The compound represented by the general formula (1p) is a compound represented by the following general formula (13p) instead of the compound represented by the general formula (13), instead of the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1a), Instead of the compound represented by the general formula (14), a compound represented by the following general formula (14p) is hydrosilylated to form an intermediate represented by the following general formula (1 bp). The groups represented by the general formulas (3) to (5) may be introduced into the represented intermediate as in the case of the intermediate represented by the general formula (1b).

Figure 2012237854
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次に、本発明のポジ型感光性組成物が含有する(B)成分であるエポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物について説明する。
本発明に係る(B)成分であるエポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物のエポキシ基としては、下記式(15)〜(16)等の脂肪族エポキシ基、下記式(17)〜(19)等の脂環式エポキシ基、下記式(20)〜(21)等の芳香族エポキシ基等が挙げられるが、本発明のポジ型感光性組成物の保存安定性が良好となることから脂肪族エポキシ基が好ましく、式(15)の1,2−エポキシプロピル基(グリシジル基)が更に好ましい。
(B)成分である化合物が有するエポキシ含有有機基は、これらのエポキシ基を含有するものであればよく、例えば、これらのエポキシ基そのものであってもよいし、これらのエポキシ基に、炭化水素基、エーテル基、エステル基等の連結基の1つ以上を組み合わせてなる基でもよい。中でも、(B)成分である化合物は、エポキシ含有有機基としてグリシジルエーテル基を有する化合物であることが好ましい。
Next, a compound having at least two epoxy-containing organic groups as the component (B) contained in the positive photosensitive composition of the present invention will be described.
Examples of the epoxy group of the compound having at least two epoxy-containing organic groups as the component (B) according to the present invention include aliphatic epoxy groups such as the following formulas (15) to (16), and the following formulas (17) to (19 ) And the like, and aromatic epoxy groups such as the following formulas (20) to (21), and the like. However, since the storage stability of the positive photosensitive composition of the present invention is improved, the fat A group epoxy group is preferred, and a 1,2-epoxypropyl group (glycidyl group) of the formula (15) is more preferred.
The epoxy-containing organic group which the compound which is (B) component has should just contain these epoxy groups, for example, these epoxy groups themselves may be sufficient, and these epoxy groups are hydrocarbons. It may be a group formed by combining one or more linking groups such as a group, an ether group, and an ester group. Especially, it is preferable that the compound which is (B) component is a compound which has a glycidyl ether group as an epoxy-containing organic group.

Figure 2012237854
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好ましい(B)成分であるグリジジルエーテル基を少なくとも2つ有する化合物としては、多価フェノール化合物のグリシジルエーテル、多価アルコール化合物のグリシジルエーテル、グリシジルエーテル基を有するシロキサン化合物等が挙げられ、耐熱性がより良好であることから、グリシジルエーテル基を有するシロキサン化合物が好ましい。グリシジルエーテル基を少なくとも2つ有するシロキサン化合物としては、例えば、下記の一般式(22)で表わされる直線状シロキサン化合物、下記の一般式(23)で表わされる環状シロキサン化合物、下記の一般式(24)で表わされる環状シロキサン化合物、グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物等が挙げられ、中でも、一般式(23)で表わされる環状シロキサン化合物及び一般式(24)で表わされる環状シロキサン化合物が好ましく、一般式(24)で表わされる環状シロキサン化合物であることが更に好ましい。   Preferred compounds having at least two glycidyl ether groups as component (B) include glycidyl ethers of polyhydric phenol compounds, glycidyl ethers of polyhydric alcohol compounds, siloxane compounds having glycidyl ether groups, and the like. Is more preferable, a siloxane compound having a glycidyl ether group is preferable. Examples of the siloxane compound having at least two glycidyl ether groups include a linear siloxane compound represented by the following general formula (22), a cyclic siloxane compound represented by the following general formula (23), and the following general formula (24 ), A hydrolyzed / condensed reaction product of an alkoxysilane having a glycidyl ether group, among others, a cyclic siloxane compound represented by the general formula (23) and a cyclic represented by the general formula (24). A siloxane compound is preferable, and a cyclic siloxane compound represented by the general formula (24) is more preferable.

Figure 2012237854
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上記一般式(22)で表わされる直線状シロキサン化合物について説明する。
一般式(22)において、Gはグリシジルエーテル基を有する基を表わし、R26〜R30は同一でも異なってもよい炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、一般式(1)のR1で例示したアルキル基が挙げられ、耐熱性がより良好であることから、メチル、エチル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。Y1はグリシジルエーテル基を有する基又はメチル基を表わし、jは0〜1000の数を表わし、kは0〜1000の数を表わす。但し、jが0又は1の場合には、Y1はグリシジルエーテル基を有する基を表わす。
The linear siloxane compound represented by the general formula (22) will be described.
In the general formula (22), G represents a group having a glycidyl ether group, and R 26 to R 30 represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group which may be the same or different. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include the alkyl groups exemplified for R 1 in the general formula (1), and since heat resistance is better, methyl, ethyl and phenyl are preferable, and methyl and phenyl are More preferred is methyl. Y 1 represents a group having a glycidyl ether group or a methyl group, j represents a number of 0 to 1000, and k represents a number of 0 to 1000. However, when j is 0 or 1, Y 1 represents a group having a glycidyl ether group.

一般式(22)で表わされる直線状シロキサン化合物は、下記一般式(22a)で表わされる直線状化合物に、SiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合とグリシジルエーテル基を有する化合物をヒドロシリル化反応させることにより製造することができる。SiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合とグリシジルエーテル基を有する化合物としては、例えば、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、5−グリシドキシプルピル−2−ノルボルネン等が挙げられ、工業的な入手の容易さとヒドロシリル化の反応性からアリルグリシジルエーテルが好ましい。ヒドロシリル化反応の条件は、一般式(1b)で表わされる中間体を得る場合の条件と同様でよい。   In the linear siloxane compound represented by the general formula (22), a compound having a carbon-carbon double bond and a glycidyl ether group having reactivity with the SiH group is added to the linear compound represented by the following general formula (22a). It can be produced by hydrosilylation reaction. Examples of the compound having a carbon-carbon double bond having reactivity with the SiH group and a glycidyl ether group include vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 5-glycidoxypropyl-2-norbornene, and the like. Allyl glycidyl ether is preferred due to industrial availability and hydrosilylation reactivity. The conditions for the hydrosilylation reaction may be the same as those for obtaining the intermediate represented by the general formula (1b).

Figure 2012237854
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一般式(22)で表わされる直線状シロキサン化合物の分子中のエポキシ基の割合が、あまりに少ない場合には架橋効果が少なくなり、本発明のポジ型感光性組成物から得られる永久レジストの物性が低下することから、一般式(22)で表わされる直線状シロキサン化合物のエポキシ当量は、1000以下であることが好ましく、700以下であることが更に好ましく、350以下であることが最も好ましい。なお、なお、エポキシ当量とは、1当量のエポキシ基を含むエポキシ化合物の質量(グラム数)をいう。   When the proportion of the epoxy group in the molecule of the linear siloxane compound represented by the general formula (22) is too small, the crosslinking effect is reduced, and the physical properties of the permanent resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention are reduced. Since it falls, it is preferable that the epoxy equivalent of the linear siloxane compound represented by General formula (22) is 1000 or less, More preferably, it is 700 or less, Most preferably, it is 350 or less. In addition, an epoxy equivalent means the mass (gram number) of the epoxy compound containing 1 equivalent of epoxy groups.

一般式(22)で表わされる直線状シロキサン化合物の分子量は、特に限定されないが、あまりに大きい場合には、アルカリ現像液への溶解性又は分散性が低下しアルカリ現像後の基板表面にレジスト残渣が残留する場合があることから、質量平均分子量が20000以下であることが好ましく、15000以下であることが更に好ましく、10000以下であることが最も好ましい。   The molecular weight of the linear siloxane compound represented by the general formula (22) is not particularly limited. However, when the molecular weight is too large, the solubility or dispersibility in an alkali developer is lowered, and a resist residue is formed on the substrate surface after alkali development. Since it may remain, the mass average molecular weight is preferably 20000 or less, more preferably 15000 or less, and most preferably 10,000 or less.

次に、上記一般式(23)で表わされる環状シロキサン化合物について説明する。
一般式(23)において、R31〜R33は同一でも異なっていてもよい炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、R1で例示したアルキル基が挙げられる。R31〜R33は、耐熱性がより良好であることから、メチル、エチル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。qは2〜6の数を表わし、rはq+rが3〜6となる0〜4の数を表わす。工業的に入手が容易であることから、q+rは4〜6が好ましく、4〜5が更に好ましく、4が最も好ましい。また、rは、0であることが好ましい。
Next, the cyclic siloxane compound represented by the general formula (23) will be described.
In the general formula (23), R 31 to R 33 each represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, which may be the same or different. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include the alkyl groups exemplified for R 1 . R 31 to R 33 are preferably methyl, ethyl and phenyl, more preferably methyl and phenyl, and most preferably methyl because of better heat resistance. q represents a number of 2 to 6, and r represents a number of 0 to 4 where q + r is 3 to 6. In view of industrial availability, q + r is preferably 4-6, more preferably 4-5, and most preferably 4. R is preferably 0.

一般式(23)で表わされる環状シロキサン化合物は、下記一般式(23a)で表わされる環状化合物に、SiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合とグリシジルエーテル基を有する化合物とをヒドロシリル化反応させることにより製造することができる。ヒドロシリル化反応の条件は、一般式(1b)で表わされる中間体を得る場合の条件と同様でよい。   The cyclic siloxane compound represented by the general formula (23) is obtained by hydrolyzing a cyclic compound represented by the following general formula (23a) with a compound having a carbon-carbon double bond having reactivity with a SiH group and a glycidyl ether group. It can manufacture by making it react. The conditions for the hydrosilylation reaction may be the same as those for obtaining the intermediate represented by the general formula (1b).

Figure 2012237854
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一般式(23a)で表わされる環状化合物としては、一般式(1a)で表わされる環状化合物で例示した化合物の他、2,2,4,6−テトラメチルシクロトリシロキサン、2,2,4,4,6,8−ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、2,2,4,4,6,6,8,10−オクタメチルシロペンタシロキサン、2,4,6−トリメチルシクロトリシロキサン、2,2,4,6,8−ペンタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。   Examples of the cyclic compound represented by the general formula (23a) include compounds exemplified by the cyclic compound represented by the general formula (1a), 2,2,4,6-tetramethylcyclotrisiloxane, 2,2,4, 4,6,8-hexamethylcyclotetrasiloxane, 2,2,4,4,6,6,8,10-octamethylcyclopentasiloxane, 2,4,6-trimethylcyclotrisiloxane, 2,2,4 , 6,8-pentamethylcyclotetrasiloxane and the like.

次に、上記一般式(24)で表わされる環状シロキサン化合物について説明する。
一般式(24)において、R34は炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基を表わす。炭素数1〜4のアルキル基としては、R1で例示したアルキル基が挙げられる。R34としては、耐熱性がより良好であることから、メチル、エチル及びフェニルが好ましく、メチル及びフェニルが更に好ましく、メチルが最も好ましい。R35は分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物からビニル基を除いた残基を表わし、分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物としては、一般式(4)で例示した分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物等が挙げられる。R35で表される基を提供するジビニル化合物又はトリビニル化合物としては、工業的な入手の容易さと硬化物の耐熱性から、前記一般式(9)〜(11)で表わされる化合物が好ましく、1,4−ジビニルベンゼン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、トリアリルイソシアヌレートが更に好ましく、1,4−ジビニルベンゼンが最も好ましい。Gはグリシジルエーテル基を有する基を表わし、sは2〜5の数を表わす。sとしては、工業的な原料の入手が容易であることから2〜4の数が好ましく、3が更に好ましい。tは1又は2の数を表わし、R35が分子量1000以下のジビニル化合物からビニル基を除いた残基の場合にはtは1であり、分子量1000以下のトリビニル化合物からビニル基を除いた残基の場合にはtは2である。
Next, the cyclic siloxane compound represented by the general formula (24) will be described.
In the general formula (24), R 34 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include the alkyl groups exemplified for R 1 . R 34 is preferably methyl, ethyl and phenyl, more preferably methyl and phenyl, and most preferably methyl, because of better heat resistance. R 35 represents a residue obtained by removing a vinyl group from a divinyl compound or trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less. As the divinyl compound or trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less, a divinyl compound having a molecular weight of 1000 or less exemplified in the general formula (4) or A trivinyl compound etc. are mentioned. As the divinyl compound or trivinyl compound that provides the group represented by R 35 , the compounds represented by the general formulas (9) to (11) are preferable from the viewpoint of industrial availability and heat resistance of the cured product. 1,4-divinylbenzene, 1,2,4-trivinylcyclohexane and triallyl isocyanurate are more preferred, and 1,4-divinylbenzene is most preferred. G represents a group having a glycidyl ether group, and s represents a number of 2 to 5. As s, since the acquisition of an industrial raw material is easy, the number of 2-4 is preferable, and 3 is still more preferable. t represents a number of 1 or 2, and when R 35 is a residue obtained by removing a vinyl group from a divinyl compound having a molecular weight of 1000 or less, t is 1 and a residue obtained by removing the vinyl group from a trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less. In the case of a radical, t is 2.

一般式(24)で表わされる環状シロキサン化合物は、下記一般式(24a)で表わされる環状化合物に、分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物をヒドロシリル化反応させることにより下記一般式(24b)で表わされる中間体とし、一般式(24b)で表わされる中間体のSiH基に、SiH基との反応性を有する炭素−炭素二重結合とグリシジルエーテル基を有する化合物とをヒドロシリル化反応させることにより製造することができる。ヒドロシリル化反応の条件は、一般式(1b)で表わされる中間体を得る場合の条件と同様でよい。   The cyclic siloxane compound represented by the general formula (24) is represented by the following general formula (24b) by subjecting the cyclic compound represented by the following general formula (24a) to a hydrosilylation reaction with a divinyl compound or trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less. Produced by subjecting the SiH group of the intermediate represented by the general formula (24b) to a hydrosilylation reaction with a compound having a carbon-carbon double bond having reactivity with the SiH group and a glycidyl ether group. can do. The conditions for the hydrosilylation reaction may be the same as those for obtaining the intermediate represented by the general formula (1b).

Figure 2012237854
Figure 2012237854

一般式(24a)で表わされる環状化合物としては、一般式(1a)で表わされる環状化合物で例示した化合物等が挙げられ、分子量1000以下のジビニル化合物又はトリビニル化合物としては、一般式(4)のR8で例示した化合物等が挙げられる。 Examples of the cyclic compound represented by the general formula (24a) include compounds exemplified by the cyclic compound represented by the general formula (1a), and examples of the divinyl compound or trivinyl compound having a molecular weight of 1000 or less include those represented by the general formula (4). Examples thereof include the compounds exemplified for R 8 .

次に、上記のグリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物について説明する。
グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物は、グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランを、公知の方法、例えば、(A)成分で説明した加水分解・縮合反応で説明した方法等により加水分解・縮合反応して得られる化合物である。グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランとしては、例えば、グリシジルトリメトキシシラン、グリシジルトリエトキシシラン等のグリシジルアルコキシシラン化合物;2−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン等のグリシドキシエチルアルコキシシラン化合物;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシシラン、ビス(3−グリシドキシプロピル)ジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシシラン、ビス(3−グリシドキシプロピル)ジエトキシシラン等の3−グリシドキシプロピルアルコキシシラン化合物;2−(4−グリシドキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(4−グリシドキシフェニル)エチルトリエトキシシラン等の2−(4−グリシドキシフェニル)エチルアルコキシシラン化合物;5−(グリシドキシメチル)ノルボニルトリメトキシシラン、6−(グリシドキシメチル)ノルボニルトリメトキシシラン等のグリシドキシメチルノルボニルアルコキシシラン化合物等が挙げられ、加水分解・縮合反応の反応性と工業的な入手の容易さから、3−グリシドキシプロピルアルコキシシラン化合物が好ましい。3−グリシドキシプロピルアルコキシシラン化合物の中でも、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−グリシドキシプロピル)ジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが更に好ましく、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランが更に一層好ましく、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが最も好ましい。
Next, the hydrolysis / condensation reaction product of the alkoxysilane having the glycidyl ether group will be described.
The hydrolysis / condensation reaction product of the alkoxysilane having a glycidyl ether group is obtained by hydrolyzing the alkoxysilane having a glycidyl ether group by a known method, for example, the method described in the hydrolysis / condensation reaction described in the component (A). It is a compound obtained by decomposition / condensation reaction. Examples of the alkoxysilane having a glycidyl ether group include glycidylalkoxysilane compounds such as glycidyltrimethoxysilane and glycidyltriethoxysilane; glycidyl such as 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane and 2-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane. Sidoxyethylalkoxysilane compound; 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylphenyldimethoxysilane, bis (3 -Glycidoxypropyl) dimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylethyldiethoxysila 3-glycidoxypropylphenyldiethoxysilane, bis (3-glycidoxypropyl) diethoxysilane, etc .; 3-glycidoxypropylalkoxysilane compounds; 2- (4-glycidoxyphenyl) ethyltrimethoxysilane 2- (4-glycidoxyphenyl) ethylalkoxysilane compounds such as 2- (4-glycidoxyphenyl) ethyltriethoxysilane; 5- (glycidoxymethyl) norbornyltrimethoxysilane, 6- (glycidyl And glycidoxymethylnorbornylalkoxysilane compounds such as sidoxymethyl) norbornyltrimethoxysilane and the like. From the reactivity of hydrolysis and condensation reaction and industrial availability, 3-glycidoxypropylalkoxy Silane compounds are preferred. Among the 3-glycidoxypropylalkoxysilane compounds, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, bis (3-glycidoxypropyl) dimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl Triethoxysilane is more preferable, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane are still more preferable, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane is most preferable.

グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物を製造する場合には、グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランに加えて、グリシジルエーテル基を有しない、他のアルコキシシラン化合物を併用しても良い。   When producing a hydrolysis / condensation reaction product of an alkoxysilane having a glycidyl ether group, in addition to the alkoxysilane having a glycidyl ether group, another alkoxysilane compound having no glycidyl ether group may be used in combination. .

グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物の分子中のエポキシ基の割合が、あまりに少ない場合には架橋効果が少なく本発明のポジ型感光性組成物から得られる永久レジストの物性が低下する場合があることから、エポキシ当量が1000以下であることが好ましく、700以下であることが更に好ましく、350以下であることが最も好ましい。   When the proportion of the epoxy group in the molecule of the alkoxysilane hydrolysis / condensation reaction product having a glycidyl ether group is too small, there is little crosslinking effect and the physical properties of the permanent resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention are low. Since it may decrease, the epoxy equivalent is preferably 1000 or less, more preferably 700 or less, and most preferably 350 or less.

グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物の分子量は、特に限定されないが、あまりに大きい場合には、アルカリ現像液への溶解性又は分散性が低下して、アルカリ現像後の基板表面にレジスト残渣が残留する場合があることから、質量平均分子量が20000以下であることが好ましく、15000以下であることが更に好ましく、10000以下であることが最も好ましい。   The molecular weight of the alkoxysilane hydrolysis / condensation reaction product having a glycidyl ether group is not particularly limited. However, if the molecular weight is too large, the solubility or dispersibility in an alkali developer decreases, and the substrate surface after alkali development. In view of the fact that a resist residue may remain, the mass average molecular weight is preferably 20000 or less, more preferably 15000 or less, and most preferably 10,000 or less.

グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物は、シラノール基を有していることが好ましい。グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物中のシラノール基の含量は、1〜30質量%であることが好ましく、3〜25質量%であることが更に好ましい。   The hydrolysis / condensation reaction product of alkoxysilane having a glycidyl ether group preferably has a silanol group. The content of silanol groups in the hydrolysis / condensation reaction product of the alkoxysilane having a glycidyl ether group is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 3 to 25% by mass.

トリアルコキシシラン化合物を反応に使用した、グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物は、Si−O−Si結合による橋かけ構造を有する場合があり、その橋かけ構造により、例えば、はしご状(ラダー状)、かご状、環状等の構造になる場合もある。   A hydrolysis / condensation reaction product of an alkoxysilane having a glycidyl ether group using a trialkoxysilane compound in the reaction may have a bridged structure due to Si-O-Si bond. There may be a ladder-like (ladder-like), cage-like or annular structure.

グリシジルエーテル基を有するアルコキシシランの加水分解・縮合反応物は、一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物との加水分解・縮合反応と同様の反応条件により製造することができる。   The hydrolysis / condensation reaction product of the alkoxysilane having a glycidyl ether group is the same reaction as the hydrolysis / condensation reaction between the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) and the alkoxysilane compound represented by the general formula (2). It can be manufactured according to conditions.

本発明のポジ型感光性組成物において、(B)成分であるエポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物の含量は、(A)成分100質量部に対して、1〜50質量部であることが好ましく、2〜40質量部であることが更に好ましく、5〜30質量部であることが最も好ましい。   In the positive photosensitive composition of the present invention, the content of the compound having at least two epoxy-containing organic groups as the component (B) is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A). It is more preferable that it is 2-40 mass parts, and it is most preferable that it is 5-30 mass parts.

次に、本発明の(C)成分であるジアゾナフトキノン類について説明する。
本発明に使用することのできるジアゾナフトキノン類としては、感光性材料に使用するできることが知られているジアゾナフトキノン類化合物であれば、特に限定されないが、中でも、フェノール性水酸基を有する化合物の水素原子が下記式(25)で置換された化合物(4−ジアゾナフトキノンスルホン酸エステル)又は下記式(26)で置換された化合物(5−ジアゾナフトキノンスルホン酸エステル)が好ましい。
Next, the diazonaphthoquinones that are the component (C) of the present invention will be described.
The diazonaphthoquinones that can be used in the present invention are not particularly limited as long as they are diazonaphthoquinones compounds that are known to be usable in photosensitive materials, but among them, hydrogen atoms of compounds having a phenolic hydroxyl group Is preferably a compound substituted with the following formula (25) (4-diazonaphthoquinonesulfonic acid ester) or a compound substituted with the following formula (26) (5-diazonaphthoquinonesulfonic acid ester).

Figure 2012237854
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このようなジアゾナフトキノン類の好ましい具体例としては、例えば、以下の式(27)〜(32)で表わされる化合物及びそれらの位置異性体等を例示することができる。   Preferable specific examples of such diazonaphthoquinones include, for example, compounds represented by the following formulas (27) to (32) and their positional isomers.

Figure 2012237854
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なお、式(25)で表される基はi線(波長365nm)領域に吸収を持つため、i線露光に適し、式(26)で表される基は広範囲の波長領域に吸収が存在するため、広範囲の波長での露光に適していることから、露光する波長によって式(25)で表される基、式(26)で表される基の何れかを選択することが好ましい。   Since the group represented by the formula (25) has absorption in the i-line (wavelength 365 nm) region, it is suitable for i-line exposure, and the group represented by the formula (26) has absorption in a wide wavelength range. Therefore, since it is suitable for exposure in a wide range of wavelengths, it is preferable to select either the group represented by the formula (25) or the group represented by the formula (26) depending on the wavelength to be exposed.

(C)成分であるジアゾナフトキノン類の含有量は、(A)成分のシラノール基含有ポリシロキサン化合物100質量部に対して、0.1〜20質量部、好ましくは2〜10質量部であることが、本発明のポジ型感光性組成物から得られる永久レジストの現像性、微細加工性の点から好ましい。   The content of the diazonaphthoquinones as component (C) is 0.1 to 20 parts by mass, preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silanol group-containing polysiloxane compound as component (A). However, it is preferable from the viewpoint of developability and fine processability of a permanent resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention.

次に、本発明の(D)成分である有機溶剤について説明する。
本発明に使用できる(D)有機溶剤は、上記(A)シラノール基含有ポリシロキサン化合物、(B)エポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物、及び(C)ジアゾナフトキノン類を溶解又は分散することのできる有機溶剤であれば、特に限定されないが、25℃において水を1質量%以上溶解することができる有機溶剤が好ましく、このような有機溶剤としては、保護基の脱離で挙げた有機溶剤の他に、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート等が挙げられる。
Next, the organic solvent which is (D) component of this invention is demonstrated.
The organic solvent (D) that can be used in the present invention dissolves or disperses the above (A) silanol group-containing polysiloxane compound, (B) a compound having at least two epoxy-containing organic groups, and (C) diazonaphthoquinones. The organic solvent is not particularly limited as long as the organic solvent can be used, but an organic solvent capable of dissolving 1% by mass or more of water at 25 ° C. is preferable. In addition, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, and the like can be given.

(A)成分が、カルボキシル基やフェノール性水酸基を保護基でマスクされた化合物から得られた化合物である場合には、保護基の脱離反応で使用した有機溶剤を、そのまま、(D)成分の有機溶剤として利用してもよい。   When the component (A) is a compound obtained from a compound in which a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group is masked with a protecting group, the organic solvent used in the elimination reaction of the protecting group is used as it is. It may be used as an organic solvent.

(D)成分である有機溶剤の含有量は、(A)シラノール基含有ポリシロキサン化合物100質量部に対して、10〜10000質量部、より好ましくは100〜1000質量部であることが、本発明のポジ型感光性組成物を用いて永久レジストを形成する際の形成性や得られた永久レジストの物性等の点から好ましい。   (D) Content of the organic solvent which is a component is 10-10000 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) silanol group containing polysiloxane compounds, More preferably, it is 100-1000 mass parts. From the viewpoints of formability when a permanent resist is formed using the positive photosensitive composition and physical properties of the obtained permanent resist.

本発明のポジ型感光性組成物は、(A)シラノール基含有ポリシロキサン化合物、(B)エポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物、(C)ジアゾナフトキノン類及び(D)有機溶剤を溶解又は分散させたものであるが、必要に応じて、例えば、孔径0.2μm程度のフィルターで濾過した後、使用に供することもできる。   The positive photosensitive composition of the present invention dissolves or dissolves (A) a silanol group-containing polysiloxane compound, (B) a compound having at least two epoxy-containing organic groups, (C) diazonaphthoquinones and (D) an organic solvent. Although it is dispersed, if necessary, it can be used after being filtered through a filter having a pore diameter of about 0.2 μm, for example.

本発明のポジ型感光性組成物は、(A)〜(D)成分ほか、必要に応じて、可塑剤、チクソ性付与剤、光酸発生剤、熱酸発生剤、分散剤、消泡剤、顔料、染料等の任意成分を含有することができる。本発明の効果を損ねない観点から、任意成分の合計含有量は、(A)シラノール基含有ポリシロキサン化合物100質量部に対して、30質量部以下とすることが好ましい。   In addition to the components (A) to (D), the positive photosensitive composition of the present invention includes a plasticizer, a thixotropic agent, a photoacid generator, a thermal acid generator, a dispersant, and an antifoaming agent as necessary. And optional components such as pigments and dyes. From the viewpoint of not impairing the effects of the present invention, the total content of arbitrary components is preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the (A) silanol group-containing polysiloxane compound.

本発明のポジ型感光性組成物は、従来公知のポジ型感光性組成物と同様に硬化させることができ、例えば後述の(1)〜(6)の工程を経て硬化させれば、耐熱性及び高温熱履歴後の耐薬品性等に優れた硬化物となる。本発明のポジ型感光性組成物を硬化させてなる硬化物は、永久レジストに好適なものである。以下に、本発明のポジ型感光性組成物を使用して永久レジストを製造する好ましい方法について説明する。   The positive photosensitive composition of the present invention can be cured in the same manner as a conventionally known positive photosensitive composition. For example, if it is cured through the following steps (1) to (6), it has heat resistance. And a cured product having excellent chemical resistance after high-temperature heat history. A cured product obtained by curing the positive photosensitive composition of the present invention is suitable for a permanent resist. Below, the preferable method of manufacturing a permanent resist using the positive photosensitive composition of this invention is demonstrated.

対象材料(基材)上にポジ型感光性組成物の層を形成する場合には、本発明のポジ型感光性組成物を対象材料に直接塗布する方法と、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の支持体フィルムに塗布した後、溶媒を蒸発させてポジ型感光性組成物の層を形成させてドライフィルムレジスト(DFR)とし、そのDFRを対象材料に貼り合わせる方法とがある。
まず、直接塗布する方法について説明する。この方法は、以下の(1)塗膜形成工程、(2)プリベーク工程、(3)露光工程、(4)現像工程、(5)ブリーチング露光工程、(6)ポストベーク工程を含む。
When forming a layer of the positive photosensitive composition on the target material (base material), a method of directly applying the positive photosensitive composition of the present invention to the target material, and a support such as polyethylene terephthalate (PET) After applying to a body film, there is a method in which a solvent is evaporated to form a layer of a positive photosensitive composition to form a dry film resist (DFR), and the DFR is bonded to a target material.
First, a method for direct application will be described. This method includes the following (1) coating film forming step, (2) pre-baking step, (3) exposure step, (4) development step, (5) bleaching exposure step, and (6) post-baking step.

(1)塗膜形成工程
本工程においては、本発明のポジ型感光性組成物を対象材料(基材)に塗布して塗膜を形成する。本発明のポジ型感光性組成物を適用し、塗膜を形成する対象材料は、ポジ型感光性組成物中の有機溶剤等に対する耐薬品性、(4)現像工程のアルカリ性溶液による現像処理や(6)ポストベーク工程における加熱処理に対する耐性等を有する材料であれば特に限定されるものではなく、ガラス、金属、半導体等を対象材料とすることができる。特に、絶縁層としての永久レジストを必要とする液晶ディスプレーのTFT表面等を好ましいものとして例示することができる。塗布の方法は、特に限定されず、例えばスピンコート法、ディップコート法、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、スリットコート法等の各種の方法を利用することができる。
(1) Coating film formation process In this process, the positive photosensitive composition of this invention is apply | coated to a target material (base material), and a coating film is formed. The target material to which the positive photosensitive composition of the present invention is applied to form a coating film has chemical resistance to an organic solvent or the like in the positive photosensitive composition, and (4) development treatment with an alkaline solution in the development step (6) The material is not particularly limited as long as the material has resistance to heat treatment in the post-bake process, and glass, metal, semiconductor, and the like can be used as target materials. In particular, a TFT surface of a liquid crystal display that requires a permanent resist as an insulating layer can be exemplified as a preferable one. The application method is not particularly limited, and various methods such as spin coating, dip coating, knife coating, roll coating, spray coating, and slit coating can be used.

(2)プリベーク工程
上記(1)の工程の後、対象材料に塗布されたポジ型感光性組成物層から(D)有機溶剤を除去するためにプリベークを行なう。プリベークされたポジ型感光性組成物層は、アルカリ性溶液に対し難溶性であり、次の露光工程で光を照射することにより光が照射された部分(以下、露光部分という場合がある)がアルカリ可溶性となる。プリベークの温度は、使用した有機溶剤の種類によっても異なるが、温度が低すぎると、有機溶剤の残留分が多くなり、露光感度や解像度の低下の原因となる場合があり、また温度が高すぎると、プリベークにより塗膜の全体の硬化が進行し、光が照射された部分のアルカリ現像液に対する溶解性が低下し、結果として露光感度や解像度が低下する場合があることから、60〜140℃が好ましく、70〜120℃が更に好ましい。プリベークの時間は、使用した有機溶剤の種類とプリベークの温度により異なるが、30秒〜10分が好ましく、1〜5分が更に好ましい。
(2) Pre-baking step After the step (1), pre-baking is performed to remove (D) the organic solvent from the positive photosensitive composition layer applied to the target material. The pre-baked positive-type photosensitive composition layer is hardly soluble in an alkaline solution, and the portion irradiated with light by irradiating light in the next exposure step (hereinafter sometimes referred to as an exposed portion) is alkaline. It becomes soluble. The pre-baking temperature varies depending on the type of organic solvent used. If the temperature is too low, the residual amount of the organic solvent increases, which may cause a reduction in exposure sensitivity and resolution, and the temperature is too high. Then, the entire curing of the coating proceeds by pre-baking, so that the solubility in the alkali developer of the portion irradiated with light is lowered, and as a result, the exposure sensitivity and resolution may be lowered, so that the temperature is 60 to 140 ° C. Is preferable, and 70-120 degreeC is still more preferable. The pre-baking time varies depending on the type of the organic solvent used and the pre-baking temperature, but is preferably 30 seconds to 10 minutes, and more preferably 1 to 5 minutes.

プリベークは、本発明のポジ型感光性組成物を対象材料に塗布した後、そのまま行ってもよいが、永久レジストの高熱履歴後の物性、耐薬品性等がより向上することから、プリベークの前に、室温〜60℃未満の温度で、常圧又は減圧下に、ポジ型感光性組成物層中の有機溶剤の濃度が5質量%以下になるよう有機溶剤を揮発させた後に、プリベークを行うことが好ましい。プリベーク後のポジ型感光性組成物層の厚さは、永久レジストが使用される用途により異なり、特に限定されないが、好ましくは0.1μm〜100μm、さらに好ましくは0.3μm〜10μmである。   Pre-baking may be carried out as it is after the positive photosensitive composition of the present invention is applied to the target material. However, since the physical properties and chemical resistance after the high heat history of the permanent resist are further improved, pre-baking is performed. In addition, the organic solvent is volatilized so that the concentration of the organic solvent in the positive photosensitive composition layer is 5% by mass or less at room temperature to less than 60 ° C. under normal pressure or reduced pressure, and then prebaked. It is preferable. The thickness of the positive photosensitive composition layer after pre-baking varies depending on the application for which the permanent resist is used, and is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm to 100 μm, more preferably 0.3 μm to 10 μm.

(3)露光工程
露光工程は、プリベークされたポジ型感光性組成物層に対して、パターン化された光を照射し、露光部分のアルカリ溶解性を向上させる工程である。プリベークされたポジ型感光性組成物層は、アルカリ性溶液に対し難溶性であるが、光照射により露光部分のジアゾナフトキノン類が分解されて、インデンカルボン酸に変化して、アルカリ性溶液に溶解・分散が可能になる。照射光は、特に限定されず、プリベークされたポジ型感光性組成物層の光照射部のアルカリ溶解性を向上させることのできるエネルギー量の光であればよく、例えば10〜1000mJ/cm2、好ましくは40〜300mJ/cm2がよい。また照射光の波長は可視光でも紫外光でも良く特に限定されないが、(C)ジアゾナフトキノン類として、4−ジアゾナフトキノンスルホン酸エステル類を使用した場合にはi線(365nm)を主体とする狭い波長の光を、5−ジアゾナフトキノンスルホン酸エステル類を使用した場合には、i線(365nm)、h線(405nm)及びg線(436nm)を含むブロードな波長の光を、高圧水銀灯、超高圧水銀灯等を用いて照射すればよい。上記照射光のパターン化の方法は、特に限定されず、従来知られている方法、例えば、フォトマスク等を介した光照射方法であってもよく、レーザー光用いた選択的な光照射方法でもよい。
(3) Exposure process An exposure process is a process of irradiating patterned light with respect to the pre-baked positive photosensitive composition layer, and improving the alkali solubility of an exposed part. The pre-baked positive photosensitive composition layer is poorly soluble in alkaline solution, but diazonaphthoquinones in the exposed part are decomposed by light irradiation and converted into indenecarboxylic acid, which is dissolved and dispersed in the alkaline solution. Is possible. Irradiation light is not particularly limited as long as it is light having an energy amount capable of improving alkali solubility of the light irradiated portion of the pre-baked positive photosensitive composition layer, for example, 10 to 1000 mJ / cm 2 , 40 to 300 mJ / cm 2 is preferable. The wavelength of the irradiation light may be visible light or ultraviolet light, and is not particularly limited. However, when 4-diazonaphthoquinonesulfonic acid esters are used as (C) diazonaphthoquinones, they are narrow with i-line (365 nm) as the main component. When 5-diazonaphthoquinonesulfonic acid esters are used, light having a broad wavelength including i-line (365 nm), h-line (405 nm) and g-line (436 nm) is used for high-pressure mercury lamp, Irradiation may be performed using a high-pressure mercury lamp or the like. The patterning method of the irradiation light is not particularly limited, and may be a conventionally known method, for example, a light irradiation method through a photomask or the like, or a selective light irradiation method using laser light. Good.

(4)現像工程
現像工程は、露光工程で、光が照射されてアルカリ溶解性が向上した部分を現像液を用いて除去することにより、所定のパターンを形成する工程である。
現像方法としては、例えば、液盛り法、浸漬法、シャワー法、スプレー法等のいずれの方法も利用することができる。現像時間は、(A)シラノール基含有ポリシロキサン化合物や(B)エポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物の種類や分子量、現像液の温度等によって異なるが、通常30〜180秒間である。現像工程で用いられる現像液は、露光部分を液中に溶解又は分散して除去できるものであれば特に限定されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ類;エチルアミン、n−プロピルアミン等の1級アミン類;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン等の2級アミン類;トリメチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミン等の3級アミン類;ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の3級アルカノールアミン類;ピロール、ピペリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルピロリジン、1、8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1、5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン等の環状3級アミン類;ピリジン、コリジン、ルチジン、キノリン等の芳香族3級アミン類;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩の水溶液等のアルカリ類の水溶液を用いることができ、その濃度は、従来のポジ型感光性組成物層の除去に用いられている現像液のアルカリ濃度でよい。これらアルカリ類の水溶液は、更に、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒及び/又は界面活性剤を適当量含有してもよい。露光部分を現像液で除去した後、流水又はシャワーにより水でリンスすることが好ましく、必要により50〜120℃の範囲で、脱水乾燥させてもよい。
(4) Development Step The development step is a step of forming a predetermined pattern by removing a portion of the exposure step that has been irradiated with light and improved alkali solubility using a developer.
As a developing method, for example, any method such as a liquid filling method, a dipping method, a shower method, a spray method, or the like can be used. The development time varies depending on (A) the silanol group-containing polysiloxane compound and (B) the type and molecular weight of the compound having at least two epoxy-containing organic groups, the temperature of the developer, and the like, but is usually 30 to 180 seconds. The developer used in the development step is not particularly limited as long as the exposed portion can be removed by dissolving or dispersing in the solution. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium silicate Inorganic amines such as ammonia; primary amines such as ethylamine and n-propylamine; secondary amines such as diethylamine and di-n-propylamine; tertiary amines such as trimethylamine, methyldiethylamine, dimethylethylamine and triethylamine Tertiary alkanolamines such as dimethylethanolamine, methyldiethanolamine, triethanolamine; pyrrole, piperidine, N-methylpiperidine, N-methylpyrrolidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene 1,5-diazabicyclo 4.3.0] cyclic tertiary amines such as 5-nonene; aromatic tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine, and quinoline; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium hydroxide and tetraethylammonium hydroxide An aqueous alkali solution such as an aqueous solution of the above can be used, and the concentration thereof may be the alkali concentration of a developer used for removing the conventional positive photosensitive composition layer. These alkaline aqueous solutions may further contain an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol and / or a surfactant. After removing an exposed part with a developing solution, it is preferable to rinse with running water or water with a shower, and may be dehydrated and dried within a range of 50 to 120 ° C. if necessary.

(5)ブリーチング露光工程
ブリーチング露光工程は、アルカリ溶液処理にて残存したポジ型感光性組成物層(以下、レジスト層という場合がある)の全体に光を照射して可視光透過性を向上させる工程である。レジスト層は、(C)ジアゾナフトキノン類を含有していることから、淡黄色乃至淡褐色に着色している。レジスト層に光を照射することにより、残存する未反応の(C)ジアゾナフトキノン類が光分解して、可視光領域で吸収のないインデンカルボン酸に変化して可視光透過性が向上し、液晶表示装置、有機EL表示装置等に用いられるアクティブマトリクス基板用の永久レジストとして用いる場合に都合が良い。ブリーチング露光工程における照射光は、特に限定されず、例えば10〜1000mJ/cm2、好ましくは40〜600mJ/cm2の光を照射すればよい。また照射光の波長は、可視光でも紫外光でも良く、特に限定されないが、(2)露光工程と同様に、使用した(C)ジアゾナフトキノン類に応じて、照射光の波長を選択することが好ましい。
(5) Bleaching exposure process In the bleaching exposure process, the entire positive-type photosensitive composition layer (hereinafter sometimes referred to as a resist layer) remaining after the alkali solution treatment is irradiated with light so as to have visible light transmittance. It is a process to improve. The resist layer is colored light yellow to light brown because it contains (C) diazonaphthoquinones. By irradiating the resist layer with light, the remaining unreacted (C) diazonaphthoquinones are photodegraded to change to indenecarboxylic acid which does not absorb in the visible light region, and the visible light transmittance is improved. This is convenient when used as a permanent resist for an active matrix substrate used in display devices, organic EL display devices, and the like. Irradiation light in the bleaching exposure step is not particularly limited, and for example, light of 10 to 1000 mJ / cm 2 , preferably 40 to 600 mJ / cm 2 may be irradiated. The wavelength of the irradiation light may be visible light or ultraviolet light, and is not particularly limited. (2) Similar to the exposure step, the wavelength of the irradiation light can be selected according to the (C) diazonaphthoquinones used. preferable.

(6)ポストベーク工程
ブリーチング露光されたレジスト層は可視光透過性が向上するが、アルカリ溶解性も向上する。ポストベーク工程は、このようなブリーチング露光されたレジスト層に対して、120℃以上の熱処理を行い、レジスト層中のシリコーン樹脂を熱架橋させ、永久レジストとして要求される耐熱性、耐薬品性、耐経時変化性を付与するものである。本発明では、ポジ型感光性組成物の(B)成分であるエポキシ基を少なくとも2つ有する化合物が架橋剤として機能し、これまでにない高熱履歴後の耐薬品性が得られるものと考えられる。ポストベークは、好ましくは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行われる。また、ポストベークは、好ましくは120〜400℃、さらに好ましくは120〜350℃、最も好ましくは200〜350℃での温度で、15分〜2時間行うことが好ましい。
(6) Post-bake process The resist layer subjected to bleaching exposure has improved visible light transmittance but also improved alkali solubility. In the post-baking process, the bleaching-exposed resist layer is heat-treated at 120 ° C. or more to thermally cross-link the silicone resin in the resist layer, thereby requiring heat resistance and chemical resistance required as a permanent resist. , Imparts aging resistance. In the present invention, it is considered that the compound having at least two epoxy groups as the component (B) of the positive photosensitive composition functions as a cross-linking agent and can obtain chemical resistance after a high heat history that has never been obtained. . The post-bake is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium or argon. The post-baking is preferably performed at a temperature of 120 to 400 ° C., more preferably 120 to 350 ° C., and most preferably 200 to 350 ° C. for 15 minutes to 2 hours.

本発明のポジ型感光性組成物は、半導体基板等の対象材料に以上のようにして直接塗布して使用してもよいが、支持体フィルムに塗布して塗膜を形成し、ドライフィルムレジストとして使用してもよい。支持体フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレン等が使用できるが、支持体フィルムとしての熱的特性及び機械的特性に優れることから、PETフィルムが好ましい。支持体フィルムの膜厚は、通常1μm〜5mmであり、好ましくは10μm〜100μmである。支持体フィルム上に形成される塗膜の厚さは用途により異なり、特に限定されないが、0.1μm〜100μm、好ましくは0.3μm〜10μmが目安となる。塗膜形成後、上記(2)プリベーク工程と同様にプリベークして塗膜中の溶剤を除去し、塗膜表面に保護フィルムをラミネートしてドライフィルムレジストが作成される。本発明のポジ型感光性組成物から得られたドライフィルムレジストを使用する場合は、ドライフィルムレジストから保護フィルムを剥がした後、対象材料に熱圧着して、対象物に貼り付け、必要に応じて支持体フィルムを剥がした後、上記の(3)〜(6)の工程と同様にして、露光、アルカリ現像、ブリーチング露光、ポストベークを行えばよい。   The positive photosensitive composition of the present invention may be directly applied to a target material such as a semiconductor substrate as described above. However, the positive photosensitive composition is applied to a support film to form a coating film, and a dry film resist. May be used as As the support film, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polypropylene, and the like can be used, but a PET film is preferable because of excellent thermal characteristics and mechanical characteristics as the support film. The film thickness of the support film is usually 1 μm to 5 mm, preferably 10 μm to 100 μm. Although the thickness of the coating film formed on a support film changes with uses and is not specifically limited, 0.1 micrometer-100 micrometers, Preferably it is 0.3 micrometer-10 micrometers. After forming the coating film, pre-baking is performed in the same manner as in the above (2) pre-baking step to remove the solvent in the coating film, and a protective film is laminated on the coating film surface to prepare a dry film resist. When using a dry film resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention, after peeling off the protective film from the dry film resist, it is thermocompression bonded to the target material and affixed to the target, if necessary After the support film is peeled off, exposure, alkali development, bleaching exposure, and post-baking may be performed in the same manner as the above steps (3) to (6).

本発明のポジ型感光性組成物から得られる永久レジストは、透明性、絶縁性、耐熱性、耐薬品性に優れるだけでなく、300〜350℃程度の高温の熱履歴(高熱履歴)後の透明性、絶縁性、耐薬品性にも優れることから、液晶表示装置、有機EL表示装置等に用いられるアクティブマトリクス基板用の絶縁膜又は平坦化膜(特に層間絶縁膜)、中でも、多結晶シリコン薄膜を活性層とするTFTを有するアクティブマトリクス基板用の層間絶縁膜として極めて有用である。   The permanent resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention is not only excellent in transparency, insulation, heat resistance and chemical resistance, but also after a high-temperature heat history (high heat history) of about 300 to 350 ° C. Insulating film or planarizing film (especially interlayer insulating film) for active matrix substrates used in liquid crystal display devices, organic EL display devices, etc., especially polycrystalline silicon because of its excellent transparency, insulation and chemical resistance It is extremely useful as an interlayer insulating film for an active matrix substrate having a TFT having a thin film as an active layer.

更に、本発明のポジ型感光性組成物から得られる永久レジストは、半導体素子の層間絶縁膜にも使用することができる。また、半導体素子のウエハコート材料(表面保護膜、バンプ保護膜、MCM(multi-chip module)層間保護膜、ジャンクションコート)、パッケージ材(封止材、ダイボンディング材)にも使用することができる。   Furthermore, the permanent resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention can also be used for an interlayer insulating film of a semiconductor element. It can also be used for wafer coating materials (surface protective film, bump protective film, MCM (multi-chip module) interlayer protective film, junction coating), and packaging materials (sealing materials, die bonding materials) for semiconductor devices. .

本発明のポジ型感光性組成物から得られる永久レジストは、半導体素子、多層配線板等の絶縁膜としても有用である。半導体素子としては、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体素子、DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー)、SRAM(スタティック・ランダム・アクセス・メモリー)、EPROM(イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー)、マスクROM(マスク・リード・オンリー・メモリー)、EEPROM(エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー)、フラッシュメモリー等の記憶素子、マイクロプロセッサー、DSP、ASIC等の理論回路素子、MMIC(モノリシック・マイクロウェーブ集積回路)に代表される化合物半導体等の集積回路素子、混成集積回路(ハイブリッドIC)、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子等が挙げられる。また、多層配線板としては、MCM等の高密度配線板等が挙げられる。   The permanent resist obtained from the positive photosensitive composition of the present invention is also useful as an insulating film for semiconductor elements, multilayer wiring boards and the like. As semiconductor elements, individual semiconductor elements such as diodes, transistors, compound semiconductors, thermistors, varistors, thyristors, DRAM (dynamic random access memory), SRAM (static random access memory), EPROM (erasable programmable)・ Read-only memory (ROM), mask ROM (mask read-only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory), storage elements such as flash memory, microprocessors, DSP, ASIC, etc. Theoretical circuit elements, integrated circuit elements such as compound semiconductors represented by MMIC (monolithic microwave integrated circuit), hybrid integrated circuits (hybrid IC), light emitting diodes Such a photoelectric conversion element such as a charge coupled device and the like. Examples of the multilayer wiring board include a high-density wiring board such as MCM.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、シラノール基の含量は、試料をピリジン溶液中でトリメチルクロロシランと反応させてシラノール基をトリメチルシリルエーテル基に変えた後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド((CH34NOH)水溶液で処理してC−O−Si結合を加水分解し、反応後の質量増加率から逆算して求めた。
EXAMPLES The present invention will be further described with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
The content of silanol groups was determined by reacting the sample with trimethylchlorosilane in a pyridine solution to change the silanol groups to trimethylsilyl ether groups, and then treating with a tetramethylammonium hydroxide ((CH 3 ) 4 NOH) aqueous solution. The —O—Si bond was hydrolyzed and calculated from the rate of mass increase after the reaction.

製造例1:中間体a1
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、溶剤としてトルエン300g、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン240g(1モル)、アクリル酸−t−ブチルエステル64.1g(0.5モル)、4−t−ブトキシスチレン352g(2モル)及び触媒として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(Karstedt触媒)0.05gを加えて、攪拌しながら60℃で10時間反応させて、溶媒を留去し中間体a1を得た。中間体a1は、一般式(1bp)に相当する化合物である(R1=メチル、R2=R3=エチレン、Pg=t−ブチル、m=0.5、n=2、p=1.5、m:n:p=1:4:3)。
Production Example 1: Intermediate a1
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 300 g of toluene, 240 g (1 mol) of 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane as a solvent, 64.1 g of acrylic acid-t-butyl ester (0) 0.5 mol), 352 g of 4-t-butoxystyrene (2 mol) and 0.05 g of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (Karstedt catalyst) as a catalyst were added and reacted at 60 ° C. for 10 hours with stirring. The solvent was distilled off to obtain intermediate a1. The intermediate a1 is a compound corresponding to the general formula (1 bp) (R 1 = methyl, R 2 = R 3 = ethylene, Pg = t-butyl, m = 0.5, n = 2, p = 1. 5, m: n: p = 1: 4: 3).

製造例2:中間体a2
製造例1において、アクリル酸−t−ブチルエステル64.1g(0.5モル)の代わりに、4−ビニル安息香酸−t−ブチルエステル102g(0.5モル)を使用した以外は製造例1と同様の操作を行い中間体a2を得た。中間体a2は、一般式(1bp)に相当する化合物である(R1=メチル、R2=2−フェニルエタン−1,4’−ジイル、R3=エチレン、Pg=t−ブチル、m=0.5、n=2、p=1.5、m:n:p=1:4:3)。
Production Example 2: Intermediate a2
In Production Example 1, Production Example 1 except that 102 g (0.5 mol) of 4-vinylbenzoic acid-t-butyl ester was used instead of 64.1 g (0.5 mol) of acrylic acid-t-butyl ester. Intermediate a2 was obtained by performing the same operation as in Example 1. The intermediate a2 is a compound corresponding to the general formula (1 bp) (R 1 = methyl, R 2 = 2-phenylethane-1,4′-diyl, R 3 = ethylene, Pg = t-butyl, m = 0.5, n = 2, p = 1.5, m: n: p = 1: 4: 3).

製造例3:中間体a3
製造例1において、アクリル酸−t−ブチルエステルの使用量を64.1g(0.5モル)から38.4g(0.3モル)、4−t−ブトキシスチレンの使用量を352g(2モル)から387g(2.2モル)に変更した以外は製造例1と同様の操作を行い中間体a3を得た。中間体a3は、一般式(1bp)に相当する化合物である(R1=メチル、R2=R3=エチレン、Pg=t−ブチル、m=0.3、n=2.2、p=1.5、m:n:p=1:7.3:5)。
Production Example 3: Intermediate a3
In Production Example 1, the amount of acrylic acid-t-butyl ester used was 64.1 g (0.5 mol) to 38.4 g (0.3 mol), and the amount of 4-t-butoxystyrene used was 352 g (2 mol). ) To 387 g (2.2 mol), and the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain an intermediate a3. The intermediate a3 is a compound corresponding to the general formula (1 bp) (R 1 = methyl, R 2 = R 3 = ethylene, Pg = t-butyl, m = 0.3, n = 2.2, p = 1.5, m: n: p = 1: 7.3: 5).

製造例4:中間体a’1
製造例1において、アクリル酸−t−ブチルエステル64.1g(0.5モル)の代わりに4−ビニル安息香酸−t−ブチルエステル204g(1モル)を使用し、4−t−ブトキシスチレンの使用量を352g(2モル)から264g(1.5モル)に変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、中間体a’1を得た。なお、中間体a’1は、R1=メチル、R2=2−フェニルエタン−1,4’−ジイル、R3=エチレン、Pg=t−ブチル、m=1、n=1.5、p=1.5であるが、m:n:p=1:1.5:1.5である点で、一般式(1bp)を満たさないものである。
Production Example 4: Intermediate a′1
In Production Example 1, 204 g (1 mol) of 4-vinylbenzoic acid-t-butyl ester was used instead of 64.1 g (0.5 mol) of acrylic acid-t-butyl ester, and 4-t-butoxystyrene Except having changed the usage-amount from 352g (2 mol) to 264g (1.5 mol), operation similar to manufacture example 1 was performed and intermediate a'1 was obtained. The intermediate a′1 has R 1 = methyl, R 2 = 2-phenylethane-1,4′-diyl, R 3 = ethylene, Pg = t-butyl, m = 1, n = 1.5, Although p = 1.5, the general formula (1 bp) is not satisfied in that m: n: p = 1: 1.5: 1.5.

製造例5:中間体a’2
製造例1において、アクリル酸−t−ブチルエステルの使用量を64.1g(0.5モル)から19.2g(0.15モル)に、4−t−ブトキシスチレンの使用量を352g(2モル)から414g(2.35モル)に変更した以外は製造例1と同様の操作を行い、中間体a’2を得た。なお、中間体a’2は、R1=メチル、R2=R3=エチレン、Pg=t−ブチル、m=0.15、n=2.35、p=1.5であるが、m:n:p=1:15.7:10である点で、一般式(1bp)を満たさないものである。
Production Example 5: Intermediate a′2
In Production Example 1, the amount of acrylic acid-t-butyl ester used was changed from 64.1 g (0.5 mol) to 19.2 g (0.15 mol), and the amount of 4-t-butoxystyrene used was 352 g (2 Mol) to 414 g (2.35 mol), and the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain an intermediate a′2. The intermediate a′2 has R 1 = methyl, R 2 = R 3 = ethylene, Pg = t-butyl, m = 0.15, n = 2.35, and p = 1.5. : N: p = 1: 15.7: 10, and does not satisfy the general formula (1 bp).

製造例6:ポリシロキサン化合物A1
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、溶剤としてトルエン200g、中間体a1の65.6g(0.1モル)、トリメトキシビニルシラン22.1g(0.15モル)、及び触媒として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(Karstedt触媒)0.001gを加えて、攪拌しながら60℃で10時間反応させて、一般式(3)で表される基を導入した。
次いで、一般式(2)で表される化合物としてフェニルトリメトキシシラン45.6g(0.23モル)を添加し、5〜10℃になるよう氷冷撹拌しながら、5%シュウ酸水溶液50gを30分かけて滴下し、更に10℃で15時間撹拌した。50℃、減圧下で還流脱水・脱アルコール処理し、50℃減圧下で溶媒のトルエンを1−メトキシ−2−プロパノールアセテート(以下PGMEAという)へと溶媒交換を行い、25%のPGMEA溶液とした。
t−ブチル基を脱離するために、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体3gを加えて、80℃で3時間攪拌の後、酸性物質の吸着剤(協和化学工業製、商品名:キョーワード500SH)を10g加えた後に80℃で1時間攪拌したスラリー溶液について、濾過により固形物を除去した。この後、80℃で溶剤の一部を留去して濃度を調整し、(A)成分であるポリシロキサン化合物A1の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A1のGPC分析による質量平均分子量は6400、シラノール基含量は5.4質量%であった。
Production Example 6: Polysiloxane compound A1
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 200 g of toluene as a solvent, 65.6 g (0.1 mol) of intermediate a1, 22.1 g (0.15 mol) of trimethoxyvinylsilane, and platinum as a catalyst -0.001 g of divinyltetramethyldisiloxane complex (Karstedt catalyst) was added and reacted at 60 ° C. for 10 hours with stirring to introduce a group represented by the general formula (3).
Next, 45.6 g (0.23 mol) of phenyltrimethoxysilane was added as a compound represented by the general formula (2), and 50 g of 5% oxalic acid aqueous solution was added while stirring with ice cooling to 5 to 10 ° C. The solution was added dropwise over 30 minutes and further stirred at 10 ° C. for 15 hours. Reflux dehydration and dealcoholization treatment under reduced pressure at 50 ° C., and solvent exchange of solvent toluene into 1-methoxy-2-propanol acetate (hereinafter referred to as PGMEA) under reduced pressure at 50 ° C. gave a 25% PGMEA solution. .
In order to remove the t-butyl group, 3 g of boron trifluoride diethyl ether complex was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 3 hours, followed by an acidic substance adsorbent (trade name: Kyoward 500SH, manufactured by Kyowa Chemical Industry). From the slurry solution which was stirred at 80 ° C. for 1 hour after adding 10 g, solids were removed by filtration. Thereafter, a part of the solvent was distilled off at 80 ° C. to adjust the concentration, and a 30% PGMEA solution of the polysiloxane compound A1 as the component (A) was obtained. The polysiloxane compound A1 had a mass average molecular weight of 6,400 and a silanol group content of 5.4% by mass by GPC analysis.

製造例7:ポリシロキサン化合物A2
製造例6において、中間体a1の65.6g(0.1モル)の代わりに、中間体a2の69.4g(0.1モル)を使用した以外は製造例6と同様の操作を行い、(A)成分であるポリシロキサン化合物A2の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A2のGPC分析による質量平均分子量は6500、シラノール基含量は5.4質量%であった。
Production Example 7: Polysiloxane compound A2
In Production Example 6, instead of 65.6 g (0.1 mol) of Intermediate a1, the same operation as in Production Example 6 was carried out except that 69.4 g (0.1 mol) of Intermediate a2 was used. A 30% PGMEA solution of polysiloxane compound A2 as component (A) was obtained. The mass average molecular weight of the polysiloxane compound A2 by GPC analysis was 6500, and the silanol group content was 5.4% by mass.

製造例8:ポリシロキサン化合物A3
製造例6において、中間体a1の65.6g(0.1モル)の代わりに、中間体a3の65.4g(0.1モル)を使用した以外は製造例6と同様の操作を行い、(A)成分であるポリシロキサン化合物A3の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A3のGPC分析による質量平均分子量は6300、シラノール基含量は5.4質量%であった。
Production Example 8: Polysiloxane compound A3
In Production Example 6, the same procedure as in Production Example 6 was performed, except that 65.4 g (0.1 mol) of intermediate a3 was used instead of 65.6 g (0.1 mol) of intermediate a1. A 30% PGMEA solution of polysiloxane compound A3 as component (A) was obtained. The polysiloxane compound A3 had a mass average molecular weight of 6,300 and a silanol group content of 5.4% by mass by GPC analysis.

製造例9:ポリシロキサン化合物A4
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、溶剤としてトルエン200g、中間体a1の65.6g(0.1モル)、一般式(4a)で表されるジビニル化合物としてジビニルベンゼン39g(0.3モル)、及び触媒として白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(Karstedt触媒)0.001gを加えて、攪拌しながら60℃で10時間反応させて、一般式(1c)で表される中間体を得た。溶媒を留去して、溶媒とともに未反応のジビニルベンゼンを60℃で減圧除去した後、改めて溶剤としてトルエン200g、及び一般式(4b)で表される化合物としてトリメトキシシラン19.5g(0.16モル)を添加し、攪拌しながら60℃で10時間反応させて、一般式(4)で表される基を導入した。
次いで、一般式(2)で表される化合物としてフェニルトリメトキシシラン45.5g(0.23モル)を添加し、5〜10℃になるよう氷冷撹拌しながら、5%シュウ酸水溶液50gを30分かけて滴下し、更に10℃で15時間撹拌した。50℃、減圧下で還流脱水・脱アルコール処理し、50℃減圧下で溶媒のトルエンを1−メトキシ−2−プロパノールアセテート(以下PGMEAという)へと溶媒交換を行い、25%のPGMEA溶液とした。
t−ブチル基を脱離するために、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体3gを加えて、80℃で3時間攪拌の後、酸性物質の吸着剤(協和化学工業製、商品名:キョーワード500SH)を10g加えた後に80℃で1時間攪拌したスラリー溶液について、濾過により固形物を除去した。この後、80℃で溶剤の一部を留去して濃度を調整し、(A)成分であるポリシロキサン化合物A4の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A4のGPC分析による質量平均分子量は8300、シラノール基含量は6.2質量%であった。
Production Example 9: Polysiloxane compound A4
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 200 g of toluene as a solvent, 65.6 g (0.1 mol) of intermediate a1, and 39 g of divinylbenzene as a divinyl compound represented by the general formula (4a) (0 .3 mol), and 0.001 g of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (Karstedt catalyst) as a catalyst, and the mixture is reacted at 60 ° C. for 10 hours with stirring to obtain an intermediate represented by the general formula (1c) Got. After distilling off the solvent and removing the unreacted divinylbenzene together with the solvent under reduced pressure at 60 ° C., 200 g of toluene as the solvent and 19.5 g (0.3%) of trimethoxysilane as the compound represented by the general formula (4b) were newly obtained. 16 mol) was added, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 10 hours with stirring to introduce a group represented by the general formula (4).
Next, 45.5 g (0.23 mol) of phenyltrimethoxysilane was added as a compound represented by the general formula (2), and 50 g of 5% oxalic acid aqueous solution was added while stirring with ice cooling to 5 to 10 ° C. The solution was added dropwise over 30 minutes and further stirred at 10 ° C. for 15 hours. Reflux dehydration and dealcoholization treatment under reduced pressure at 50 ° C., and solvent exchange of solvent toluene into 1-methoxy-2-propanol acetate (hereinafter referred to as PGMEA) under reduced pressure at 50 ° C. gave a 25% PGMEA solution. .
In order to remove the t-butyl group, 3 g of boron trifluoride diethyl ether complex was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 3 hours, followed by an acidic substance adsorbent (trade name: Kyoward 500SH, manufactured by Kyowa Chemical Industry). From the slurry solution which was stirred at 80 ° C. for 1 hour after adding 10 g, solids were removed by filtration. Thereafter, a part of the solvent was distilled off at 80 ° C. to adjust the concentration, thereby obtaining a 30% PGMEA solution of polysiloxane compound A4 as component (A). The mass average molecular weight of the polysiloxane compound A4 by GPC analysis was 8300, and the silanol group content was 6.2% by mass.

製造例10:ポリシロキサン化合物A5
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、溶剤としてジオキサン200g、中間体a1の65.6g(0.1モル)、ジフェニルシランジオール43.2g(0.2モル)、触媒としてオクチル酸スズ0.025gを加えて溶解した後、60℃で10時間反応させて、一般式(5)で表される基を導入した。
一般式(2)で表される化合物としてフェニルトリメトキシシラン45.5g(0.23モル)を添加し、5〜10℃になるよう氷冷撹拌しながら、5%シュウ酸水溶液50gを30分かけて滴下し、更に10℃で15時間撹拌した。50℃、減圧下で還流脱水・脱アルコール処理し、50℃減圧下で溶媒のジオキサンを1−メトキシ−2−プロパノールアセテート(以下PGMEAという)へと溶媒交換を行い、25%のPGMEA溶液とした。
t−ブチル基を脱離するために、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体3gを加えて、80℃で3時間攪拌の後、酸性物質の吸着剤(協和化学工業製、商品名:キョーワード500SH)を10g加えた後に80℃で1時間攪拌したスラリー溶液について、濾過により固形物を除去した。この後、80℃で溶剤の一部を留去して濃度を調整し、(A)成分であるポリシロキサン化合物A5の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A5のGPC分析による質量平均分子量は5900、シラノール基含量は5.1質量%であった。
Production Example 10: Polysiloxane compound A5
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 200 g of dioxane as a solvent, 65.6 g (0.1 mol) of intermediate a1, 43.2 g (0.2 mol) of diphenylsilanediol, octylic acid as a catalyst After 0.025 g of tin was added and dissolved, the mixture was reacted at 60 ° C. for 10 hours to introduce a group represented by the general formula (5).
As a compound represented by the general formula (2), 45.5 g (0.23 mol) of phenyltrimethoxysilane was added, and 50 g of 5% oxalic acid aqueous solution was added for 30 minutes while stirring with ice cooling to 5 to 10 ° C. The mixture was added dropwise and stirred at 10 ° C. for 15 hours. Reflux dehydration and dealcoholization treatment at 50 ° C. under reduced pressure, and the solvent was changed to 1-methoxy-2-propanol acetate (hereinafter referred to as PGMEA) under reduced pressure at 50 ° C. to obtain a 25% PGMEA solution. .
In order to remove the t-butyl group, 3 g of boron trifluoride diethyl ether complex was added, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 3 hours, followed by an acidic substance adsorbent (trade name: Kyoward 500SH, manufactured by Kyowa Chemical Industry). From the slurry solution which was stirred at 80 ° C. for 1 hour after adding 10 g, solids were removed by filtration. Thereafter, a part of the solvent was distilled off at 80 ° C. to adjust the concentration, thereby obtaining a 30% PGMEA solution of polysiloxane compound A5 as component (A). The polysiloxane compound A5 had a mass average molecular weight of 5,900 and a silanol group content of 5.1% by mass by GPC analysis.

製造例11:ポリシロキサン化合物A’1
製造例6において、中間体a1の65.6g(0.1モル)の代わりに、中間体a’1の70.8g(0.1モル)を使用した以外は製造例6と同様の操作を行い比較のポリシロキサン化合物A’1の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A’1のGPC分析による質量平均分子量は6500、シラノール基含量は5.4質量%であった。
Production Example 11: Polysiloxane compound A′1
In Production Example 6, the same procedure as in Production Example 6 was used, except that 70.8 g (0.1 mol) of intermediate a′1 was used instead of 65.6 g (0.1 mol) of intermediate a1. A comparative 30% PGMEA solution of polysiloxane compound A′1 was obtained. The mass average molecular weight of the polysiloxane compound A′1 by GPC analysis was 6500, and the silanol group content was 5.4% by mass.

製造例12:ポリシロキサン化合物A’2
製造例6において、中間体a1の65.6g(0.1モル)の代わりに、中間体a’2の67.3g(0.1モル)を使用した以外は製造例6と同様の操作を行い比較のポリシロキサン化合物A’2の30%PGMEA溶液を得た。ポリシロキサン化合物A’2のGPC分析による質量平均分子量は6400、シラノール基含量は5.4質量%であった。
Production Example 12: Polysiloxane compound A′2
In Production Example 6, the same procedure as in Production Example 6 was used, except that 67.3 g (0.1 mol) of intermediate a′2 was used instead of 65.6 g (0.1 mol) of intermediate a1. A comparative 30% PGMEA solution of polysiloxane compound A′2 was obtained. The mass average molecular weight of the polysiloxane compound A′2 by GPC analysis was 6400, and the silanol group content was 5.4% by mass.

製造例13:エポキシ化合物B1(一般式(23)で表される化合物)
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、溶剤としてトルエン200g、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン120g(0.5モル)、アリルグリシジルエーテル228g(2モル)、及び白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(Karstedt触媒)9mgを加えて、攪拌しながら50〜60℃で15時間反応させた後、溶媒を60℃で減圧留去させ、(B)成分であるエポキシ化合物B1を得た。エポキシ化合物B1のエポキシ当量の分析値は174であった。
Production Example 13: Epoxy compound B1 (compound represented by formula (23))
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 200 g of toluene as a solvent, 120 g (0.5 mol) of 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane, 228 g (2 mol) of allyl glycidyl ether, and After adding 9 mg of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (Karstedt catalyst) and reacting at 50-60 ° C. for 15 hours with stirring, the solvent is distilled off under reduced pressure at 60 ° C., and the epoxy compound as component (B) B1 was obtained. The analytical value of the epoxy equivalent of the epoxy compound B1 was 174.

製造例14:エポキシ化合物B2(一般式(24)で表される化合物)
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、溶剤としてトルエン250g、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン144g(0.6モル)、ジビニルベンゼン52g(0.4モル)、アリルグリシジルエーテル194g(1.7モル)、及び白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(Karstedt触媒)9mgを加えて、攪拌しながら50〜60℃で15時間反応させた後、溶媒を60℃で減圧留去させ、(B)成分であるエポキシ化合物B2を得た。エポキシ化合物B2の質量平均分子量は1500、エポキシ当量の分析値は244であった。
Production Example 14: Epoxy compound B2 (compound represented by formula (24))
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 250 g of toluene as a solvent, 144 g (0.6 mol) of 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane, 52 g (0.4 mol) of divinylbenzene, After adding 194 g (1.7 mol) of allyl glycidyl ether and 9 mg of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (Karstedt catalyst), the mixture was reacted at 50-60 ° C. for 15 hours with stirring, and then the solvent was reduced in pressure at 60 ° C. It was distilled off to obtain an epoxy compound B2 as component (B). Epoxy compound B2 had a weight average molecular weight of 1500 and an analysis value of epoxy equivalent of 244.

製造例15:エポキシ化合物B3
温度計、攪拌装置を備えたガラス製反応容器に、トルエン200g、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン134g(1モル)、ジビニルベンゼン52g(0.4モル)、アリルグリシジルエーテル194g(1.7モル)、及び白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(Karstedt触媒)9mgを加えて、攪拌しながら50〜60℃で15時間反応させた。この反応液から溶媒を60℃で減圧留去させ、(B)成分であるエポキシシラン化合物B3を得た。エポキシ化合物B3の質量平均分子量は1500、エポキシ当量の分析値は244であった。
Production Example 15: Epoxy compound B3
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer and a stirrer, 200 g of toluene, 134 g (1 mol) of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 52 g (0.4 mol) of divinylbenzene, 194 g of allyl glycidyl ether ( 1.7 mol) and 9 mg of a platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex (Karstedt catalyst) were added and reacted at 50-60 ° C. for 15 hours with stirring. The solvent was distilled off from this reaction solution under reduced pressure at 60 ° C. to obtain an epoxysilane compound B3 as component (B). Epoxy compound B3 had a weight average molecular weight of 1500 and an epoxy equivalent weight of 244.

実施例1〜10及び比較例1〜3:
以上の製造例で得られた化合物を用い、表1に示す割合で配合後、ろ過して、実施例1〜10及び比較例1〜4のポジ型感光性組成物をそれぞれ調製した。なお、溶剤は、表中の値になるように追加した。
Examples 1-10 and Comparative Examples 1-3:
Using the compounds obtained in the above production examples, the positive photosensitive compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared after blending in the proportions shown in Table 1 and filtering. In addition, the solvent was added so that it might become the value in a table | surface.

表1に記載の(C)成分及び(D)成分は、それぞれ以下の通りである。
(C)ジアゾナフトキノン類(DNQ)
上記式(27)において全てのQが式(26)で表わされる基である化合物(ダイトーケミックス社製、商品名:PA−6)
(D)溶剤
PGMEA:1−メトキシ−2−プロパノールアセテート
(C) component and (D) component of Table 1 are as follows, respectively.
(C) Diazonaphthoquinones (DNQ)
In the above formula (27), a compound in which all Qs are groups represented by formula (26) (trade name: PA-6, manufactured by Daito Chemix Co., Ltd.)
(D) Solvent PGMEA: 1-methoxy-2-propanol acetate

Figure 2012237854
Figure 2012237854

実施例1〜10及び比較例1〜4のポジ型感光性組成物を用いて下記試験片の調製法の手順で試験片を調製した。
〔試験片の調製法〕
ポジ型感光性組成物を、ガラス基板上に、スピンコート法により塗膜の膜厚が3〜4μmになるよう塗布した後、溶剤を揮発させ、100℃で3分間プリベークして、試験片として用いた。
Using the positive photosensitive compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4, test pieces were prepared by the following procedure for preparing test pieces.
[Method for preparing test piece]
After applying the positive photosensitive composition on a glass substrate by spin coating so that the film thickness of the coating film becomes 3 to 4 μm, the solvent is volatilized and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes to obtain a test piece. Using.

得られた試験片を用い、それぞれ以下の方法により、最適現像時間・現像マージンの評価、高熱履歴後の耐アルカリ性評価、レジスト残渣の評価、及び膜減り率の評価を行なった。なお、以下の各評価においては、パターニング露光はいずれも、試験片を90℃で2分間加熱処理した後、ガラス基板上部に線幅5μmが描かれたフォトマスクを設置し、超高圧水銀灯により90mJ/cm2(波長365nm露光換算)の紫外線を照射することにより行った。 Using the obtained test pieces, evaluation of optimum development time and development margin, evaluation of alkali resistance after high heat history, evaluation of resist residue, and evaluation of film reduction rate were performed by the following methods. In each of the following evaluations, in each patterning exposure, after the test piece was heat-treated at 90 ° C. for 2 minutes, a photomask having a line width of 5 μm was placed on the glass substrate, and 90 mJ with an ultrahigh pressure mercury lamp. / Cm 2 (wavelength 365 nm exposure conversion).

〔最適現像時間・現像マージンの評価〕
現像時間を30秒から、5秒おきに変えて、最適現像時間及び現像マージンの評価を以下の手順で評価した。即ち、各ポジ型感光性組成物について、各15枚の試験片を準備し、パターニング露光した後、これらの試験片を液温25℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に浸漬し、浸漬を開始して30秒後から、5秒おきに1枚ずつ取り出した。取り出した試験片は、直ちに超純水により1分間流水洗浄を行い、風乾した。風乾した試験片を観察し、ライン線幅が5μmになるのに必要な最短の現像時間を最適現像時間とし、最適現像時間から5μmのライン・パターンが剥がれるまでの時間を現像マージンとした。結果を表2に示す。
[Evaluation of optimum development time and development margin]
The development time was changed from 30 seconds to every 5 seconds, and the evaluation of the optimum development time and development margin was evaluated according to the following procedure. That is, for each positive photosensitive composition, 15 test pieces were prepared and subjected to patterning exposure, and then these test pieces were immersed in a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution at a liquid temperature of 25 ° C. After 30 seconds from the start of immersion, one sheet was taken out every 5 seconds. The taken-out test piece was immediately washed with running ultrapure water for 1 minute and air-dried. The air-dried test piece was observed, and the shortest development time necessary for the line width to be 5 μm was set as the optimal development time, and the time from the optimal development time until the 5 μm line pattern was peeled off was set as the development margin. The results are shown in Table 2.

〔高熱履歴後の耐アルカリ性評価〕
ポジ型感光性組成物の試験片について、パターニング露光した後、液温25℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いてシャワー現像法(シャワー圧0.05MPa)により現像した。なお、現像時間は先の評価で求めた各ポジ型感光性組成物の最適現像時間とした。現像後、直ちに超純水により1分間流水洗浄を行い、風乾した。風乾した試験片に対し、超高圧水銀灯を用いて200mJ/cm2(波長365nm露光換算)の条件でブリーチング露光を行った。ブリーチング露光後、大気雰囲気下230℃で60分間の加熱によりポストベークを行い永久レジスト膜を形成し、更に、窒素雰囲気下350℃で30分間の加熱処理を行った。350℃の加熱処理を行なった試験片について、波長400nmの光の透過率の測定、及び触針式表面形状測定器を用いてレジストの膜厚の測定を行った後、40℃のアルカリ溶液(モノエタノールアミン:N−メチル−2−ピロリドン:ブチルジグリコール=10:30:60質量比)に30分浸漬した。浸漬後の各試験片について、波長400nmの光の透過率及びレジストの膜厚を測定し、アルカリ溶液に浸漬する前後の光透過率の変化率と膜厚の変化率から、下記の評価基準にて高熱履歴後の耐アルカリ性を評価した。結果を表2に示す。
[Evaluation of alkali resistance after high heat history]
The test piece of the positive photosensitive composition was subjected to patterning exposure, and then developed by a shower development method (shower pressure 0.05 MPa) using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution having a liquid temperature of 25 ° C. The development time was the optimum development time for each positive photosensitive composition determined in the previous evaluation. Immediately after the development, it was washed with running ultrapure water for 1 minute and air-dried. The air-dried test piece was subjected to bleaching exposure under the condition of 200 mJ / cm 2 (wavelength 365 nm exposure conversion) using an ultrahigh pressure mercury lamp. After bleaching exposure, post-baking was performed by heating at 230 ° C. for 60 minutes in an air atmosphere to form a permanent resist film, and further, heat treatment was performed at 350 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. About the test piece which heat-processed 350 degreeC, after measuring the transmittance | permeability of the light of wavelength 400nm, and measuring the film thickness of a resist using a stylus type surface shape measuring device, 40 degreeC alkaline solution ( It was immersed in monoethanolamine: N-methyl-2-pyrrolidone: butyl diglycol = 10: 30: 60 mass ratio) for 30 minutes. About each test piece after immersion, the transmittance | permeability of the light of wavelength 400nm and the film thickness of a resist are measured, From the change rate of the light transmittance before and behind immersion in an alkaline solution, and the change rate of a film thickness, it is based on the following evaluation criteria. The alkali resistance after a high heat history was evaluated. The results are shown in Table 2.

(評価基準)
○:光透過率の変化率が3%未満及び膜厚の変化率が10%未満であり、高熱履歴後でも耐アルカリ性に優れる。
△:光透過率の変化率が5%未満及び膜厚の変化率が20%未満であるが、光透過率の変化率が3%未満及び膜厚の変化率が10%未満ではなく、高熱履歴後の耐アルカリ性にやや劣る。
×:光透過率の変化率が5%以上又は膜厚の変化率が10%以上であり、高熱履歴後の耐アルカリ性に劣る。
(Evaluation criteria)
○: Change rate of light transmittance is less than 3% and change rate of film thickness is less than 10%, and excellent in alkali resistance even after high heat history.
Δ: Change rate of light transmittance is less than 5% and change rate of film thickness is less than 20%, but change rate of light transmittance is less than 3% and change rate of film thickness is not less than 10%. Slightly inferior in alkali resistance after history.
X: Change rate of light transmittance is 5% or more or change rate of film thickness is 10% or more, and is inferior in alkali resistance after a high heat history.

〔レジスト残渣の評価〕
各ポジ型感光性組成物について、各3枚の試験片を用い、パターニング露光した後、液温25℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いてシャワー現像法(シャワー圧0.05MPa)により現像した。なお、現像時間は先の評価で求めた各ポジ型感光性組成物の最適現像時間とした。
現像後、直ちに超純水により1分間流水洗浄を行い、風乾した。風乾した試験片に、ブリーチング露光として、超高圧水銀灯により200mJ/cm2(波長365nm露光換算)の光を照射した後、大気雰囲気下230℃で60分間のポストベークを行い、永久レジスト膜を形成させた。各試験片を切断し、走査型電子顕微鏡用いて切断面を観察し、現像によりガラス基板が露出した部分におけるレジスト残渣の有無を調べ、下記の評価基準にてレジスト残渣を評価した。結果を表2に示す
(評価基準)
○:3枚の試験片すべてにレジスト残渣が見られない。
×:3枚の試験片のうち、1〜3枚にレジスト残渣が見られる。
[Evaluation of resist residue]
Each positive photosensitive composition was subjected to patterning exposure using three test pieces each, and then subjected to a shower development method (shower pressure 0. 0) using a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution having a liquid temperature of 25 ° C. (05 MPa). The development time was the optimum development time for each positive photosensitive composition determined in the previous evaluation.
Immediately after the development, it was washed with running ultrapure water for 1 minute and air-dried. The air-dried test piece was irradiated with 200 mJ / cm 2 (wavelength 365 nm exposure equivalent) of light using a super-high pressure mercury lamp as bleaching exposure, and then post-baked at 230 ° C. for 60 minutes in an air atmosphere to form a permanent resist film. Formed. Each test piece was cut, the cut surface was observed using a scanning electron microscope, the presence or absence of a resist residue in a portion where the glass substrate was exposed by development was examined, and the resist residue was evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2 (Evaluation criteria)
○: Resist residue is not seen in all three test pieces.
X: A resist residue is seen by 1-3 sheets among three test pieces.

〔膜減り率の評価〕
各ポジ型感光性組成物について、各3枚の試験片について、パターニング露光及び現像をすることなく、レジスト残渣の評価と同条件で、ブリーチング露光、ポストベークを行い、永久レジスト層を形成させた。各試験片を切断し、走査型電子顕微鏡用いて永久レジスト層の厚さを測定した。また、レジスト残渣の評価で使用した試験片についても永久レジスト膜の厚さを測定し、以下の式により膜減り率(%)を求めた。なお、永久レジスト層の厚さは各3枚の試験片の平均値を用いた。結果を表2に示す
膜減り率(%)=100×TD/T0
D:露光及び現像を行った試験片の永久レジスト層の厚さ
0:露光及び現像を行わなかった試験片の永久レジスト層の厚さ
[Evaluation of film reduction rate]
For each positive photosensitive composition, bleaching exposure and post-baking were performed under the same conditions as the evaluation of the resist residue without patterning exposure and development for each of the three test pieces to form a permanent resist layer. It was. Each test piece was cut, and the thickness of the permanent resist layer was measured using a scanning electron microscope. Moreover, the thickness of the permanent resist film was also measured for the test piece used in the evaluation of the resist residue, and the film reduction rate (%) was obtained by the following formula. For the thickness of the permanent resist layer, the average value of three test pieces was used. The results are shown in Table 2. Film reduction rate (%) = 100 × T D / T 0
T D : thickness of the permanent resist layer of the test piece that was exposed and developed T 0 : thickness of the permanent resist layer of the test piece that was not exposed and developed

Figure 2012237854
Figure 2012237854

Claims (6)

(A)成分として、下記一般式(1)で表わされる環状シロキサン化合物と下記一般式(2)で表わされるアルコキシシラン化合物とを加水分解・縮合反応させて得られる構造からなるシラノール基含有ポリシロキサン化合物、
(B)成分として、エポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物、
(C)成分として、ジアゾナフトキノン類、及び
(D)成分として、有機溶剤を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。
Figure 2012237854
Figure 2012237854
Figure 2012237854
Figure 2012237854
Figure 2012237854
(A) Silanol group-containing polysiloxane having a structure obtained by hydrolyzing and condensing a cyclic siloxane compound represented by the following general formula (1) and an alkoxysilane compound represented by the following general formula (2) as the component (A) Compound,
(B) As a component, a compound having at least two epoxy-containing organic groups,
A positive photosensitive composition comprising a diazonaphthoquinones as component (C) and an organic solvent as component (D).
Figure 2012237854
Figure 2012237854
Figure 2012237854
Figure 2012237854
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上記(B)成分としてのエポキシ含有有機基を少なくとも2つ有する化合物のエポキシ含有有機基が、グリシジル基を含有する基である請求項1記載のポジ型感光性組成物。   The positive photosensitive composition according to claim 1, wherein the epoxy-containing organic group of the compound having at least two epoxy-containing organic groups as the component (B) is a group containing a glycidyl group. 請求項1又は2に記載のポジ型感光性組成物を硬化させてなることを特徴とする硬化物。   A cured product obtained by curing the positive photosensitive composition according to claim 1. 請求項1又は2に記載のポジ型感光性組成物を対象材料に塗布し、プリベークした後、露光し、アルカリ現像し、次いで、ブリーチング露光した後、120〜400℃の温度でポストベークすることを特徴とする永久レジストの製造方法。   The positive photosensitive composition according to claim 1 or 2 is applied to a target material, pre-baked, exposed, developed with alkali, then bleached and then post-baked at a temperature of 120 to 400 ° C. A method for producing a permanent resist. 請求項1又は2に記載に記載のポジ型感光性組成物を用いて得られた永久レジストを絶縁層又は平坦化膜とするアクティブマトリクス基板を有することを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising an active matrix substrate having a permanent resist obtained by using the positive photosensitive composition according to claim 1 as an insulating layer or a planarizing film. 請求項1又は2に記載に記載のポジ型感光性組成物を用いて得られた永久レジストを絶縁層又は平坦化膜とするアクティブマトリクス基板を有することを特徴とする有機EL表示装置。   An organic EL display device comprising an active matrix substrate having a permanent resist obtained by using the positive photosensitive composition according to claim 1 as an insulating layer or a planarizing film.
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