JP2015087611A - Laminate, organic-semiconductor manufacturing kit, and resist composition for manufacturing organic semiconductor - Google Patents

Laminate, organic-semiconductor manufacturing kit, and resist composition for manufacturing organic semiconductor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a laminate that allows the formation of a good organic semiconductor pattern; an organic-semiconductor manufacturing kit for manufacturing the laminate; and a resist composition for manufacturing an organic semiconductor, the resist composition being used in the organic-semiconductor manufacturing kit.SOLUTION: This laminate comprises an organic semiconductor film, a protective film on top of the organic semiconductor film, and a resist film on top of the protective film. The resist film comprises a negative photosensitive resin composition that contains a crosslinking agent (A) capable of crosslinking as a result of photodenitrification reaction.

Description

本発明は、積層体、有機半導体製造用キットおよび有機半導体製造用レジスト組成物に関する。具体的には、有機半導体製造における、有機半導体膜、保護膜およびレジスト膜の積層体、かかる積層体を製造するための、有機半導体製造用キット、ならびに、有機半導体製造用キットに用いる有機半導体製造用レジスト組成物に関する。   The present invention relates to a laminate, an organic semiconductor manufacturing kit, and an organic semiconductor manufacturing resist composition. Specifically, in the production of an organic semiconductor, a laminate of an organic semiconductor film, a protective film and a resist film, an organic semiconductor production kit for producing such a laminate, and an organic semiconductor production used for the organic semiconductor production kit The present invention relates to a resist composition.

近年、有機半導体を用いた電子デバイスが広く用いられている。有機半導体は、従来のシリコンなどの無機半導体を用いたデバイスと比べて簡単なプロセスにより製造できるというメリットがある。さらに、分子構造を変化させることで容易に材料特性を変化させることが可能であり、材料のバリエーションが豊富であり、無機半導体では成し得なかったような機能や素子を実現することが可能になると考えられている。有機半導体は、例えば、有機太陽電池、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、有機光ディテクター、有機電界効果トランジスタ、有機電界発光素子、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、情報記録素子等の電子機器に適用される可能性がある。
有機半導体のパターニングは、これまで印刷技術により行われてきたが、印刷技術によるパターニングでは微細加工に限界がある。また、有機半導体はダメージを受けやすい。
In recent years, electronic devices using organic semiconductors have been widely used. An organic semiconductor has an advantage that it can be manufactured by a simple process as compared with a conventional device using an inorganic semiconductor such as silicon. Furthermore, it is possible to easily change the material characteristics by changing the molecular structure, and there are a wide variety of materials, making it possible to realize functions and elements that could not be achieved with inorganic semiconductors. It is thought to be. Organic semiconductors can be applied to electronic devices such as organic solar cells, organic electroluminescence displays, organic photodetectors, organic field effect transistors, organic electroluminescent elements, gas sensors, organic rectifying elements, organic inverters, information recording elements, etc. There is sex.
Patterning of an organic semiconductor has been performed by a printing technique so far, but there is a limit to fine processing in the patterning by the printing technique. Organic semiconductors are also susceptible to damage.

ここで、特許文献1には、有機半導体層を形成する工程と、前記有機半導体層をマスク層から保護する保護層を前記有機半導体層に積層して形成する工程と、所定のパターンを有する前記マスク層を前記保護層に積層して形成する工程と、前記マスク層をマスクとするエッチングによって前記保護層、さらには前記有機半導体層を同一形状にパターニングする工程とを有する、有機半導体層のパターニング方法において、前記マスク層とは材質が異なり、かつ、親水性を有する有機高分子化合物または絶縁性 無機化合物によって前記保護層を形成することを特徴とする、有機半導体層のパターニング方法が開示されている。   Here, Patent Document 1 includes a step of forming an organic semiconductor layer, a step of forming a protective layer for protecting the organic semiconductor layer from a mask layer on the organic semiconductor layer, and the predetermined pattern. Patterning an organic semiconductor layer, comprising: forming a mask layer on the protective layer; and patterning the protective layer and further the organic semiconductor layer in the same shape by etching using the mask layer as a mask. Disclosed is a method for patterning an organic semiconductor layer, characterized in that the protective layer is formed of an organic polymer compound or an insulating inorganic compound that is different in material from the mask layer and has hydrophilicity. Yes.

特開2006−41317号公報JP 2006-41317 A

ここで、特許文献1(特開2006−41317号公報)について検討したところ、この方法では、パターニング終了後もマスク層が保護膜として残ってしまうことが分かった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、かつ、良好な有機半導体パターンを形成可能な積層体および前記積層体を製造するための、有機半導体製造用キット、ならびに、有機半導体製造用キットに用いる有機半導体製造用レジスト組成物を提供することを目的とする。
Here, when Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-41317) was examined, it was found that with this method, the mask layer remained as a protective film even after the patterning was completed.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a laminate capable of forming a good organic semiconductor pattern, an organic semiconductor manufacturing kit for producing the laminate, and an organic It aims at providing the resist composition for organic-semiconductor manufacture used for the kit for semiconductor manufacture.

本発明者らは詳細に検討した結果、有機半導体膜の一方の上に保護膜、感光性樹脂組成物からなるレジスト膜の順で成膜し、レジスト膜をパターニング後にドライエッチングすることにより、有機半導体にダメージを与えずにパターニングできることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of detailed studies, the inventors have formed a protective film and a resist film made of a photosensitive resin composition in this order on one of the organic semiconductor films. The inventors have found that patterning can be performed without damaging the semiconductor, and the present invention has been completed.

具体的には、下記手段<1>により、好ましくは、<2>〜<21>により、上記課題は解決された。
<1>有機半導体膜と、有機半導体膜上の保護膜と、保護膜上のレジスト膜を有し、レジスト膜が、光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含むネガ型感光性樹脂組成物からなる積層体。
<2>光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、ジアゾニウム塩化合物および/またはアジド化合物である、<1>に記載の積層体。
<3>保護膜が水溶性樹脂を含む、<1>または<2>に記載の積層体。
<4>保護膜が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびプルランの少なくとも1種を含む、<1>〜<3>のいずれかに記載の積層体。
<5>保護膜が、ポリビニルピロリドンを含む、<1>〜<3>のいずれかに記載の積層体。
<6>光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、実質的に水に不溶である、<1>〜<5>のいずれかに記載の積層体。
<7>感光性樹組成物がさらに、光ラジカル重合開始剤を分光増感する増感色素(C)を含む、<1>〜<6>のいずれかに記載の積層体。
<8>感光性樹組成物がさらに、バインダーポリマー(C)を含む、<1>〜<7>のいずれかに記載の積層体。
<9>バインダーポリマー(C)が、共役ジエン系重合体および/またはその環化物を含む、<8>に記載の積層体。
<10>光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含む、有機半導体製造用レジスト組成物と、水溶性樹脂を含む保護膜形成用組成物を含む、有機半導体製造用キット。
<11>水溶性樹脂が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびプルランの少なくとも1種を含む、<10>に記載の有機半導体製造用キット。
<12>水溶性樹脂が、ポリビニルピロリドンを含む、<10>に記載の有機半導体製造用キット。
<13>光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、実質的に水に不溶である、<10>〜<12>のいずれかに記載の有機半導体製造用キット。
<14>有機半導体製造用レジスト組成物が、さらに、光ラジカル重合開始剤を分光増感する増感色素(C)を含む、<10>〜<13>のいずれかに記載の有機半導体製造用キット。
<15>有機半導体製造用レジスト組成物が、さらに、バインダーポリマー(C)を含む、<10>〜<14>のいずれかに記載の有機半導体製造用キット。
<16>バインダーポリマー(C)が、共役ジエン系重合体および/またはその環化物を含む、<15>に記載の有機半導体製造用キット。
<17>光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含む、有機半導体製造用レジスト組成物。
<18>光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、実質的に水に不溶である、<17>に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。
<19>さらに、光ラジカル重合開始剤を分光増感する増感色素(C)を含む、<17>または<18>に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。
<20>さらに、バインダーポリマー(C)を含む、<17>〜<19>のいずれかに記載の有機半導体製造用レジスト組成物。
<21>バインダーポリマー(C)が、共役ジエン系重合体および/またはその環化物を含む、<20>に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。
Specifically, the above problem has been solved by the following means <1>, preferably by <2> to <21>.
<1> Negative photosensitive resin comprising an organic semiconductor film, a protective film on the organic semiconductor film, and a resist film on the protective film, the resist film including a crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction A laminate comprising a resin composition.
<2> The laminate according to <1>, wherein the crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photodenitrogenation reaction is a diazonium salt compound and / or an azide compound.
<3> The laminate according to <1> or <2>, wherein the protective film contains a water-soluble resin.
<4> The laminate according to any one of <1> to <3>, wherein the protective film contains at least one of polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and pullulan.
<5> The laminate according to any one of <1> to <3>, wherein the protective film contains polyvinylpyrrolidone.
<6> The laminate according to any one of <1> to <5>, wherein the crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction is substantially insoluble in water.
<7> The laminate according to any one of <1> to <6>, wherein the photosensitive tree composition further includes a sensitizing dye (C) that spectrally sensitizes the photoradical polymerization initiator.
<8> The laminate according to any one of <1> to <7>, wherein the photosensitive tree composition further comprises a binder polymer (C).
<9> The laminate according to <8>, wherein the binder polymer (C) includes a conjugated diene polymer and / or a cyclized product thereof.
<10> A kit for producing an organic semiconductor comprising a resist composition for producing an organic semiconductor containing a crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photodenitrogenation reaction, and a composition for forming a protective film containing a water-soluble resin.
<11> The kit for manufacturing an organic semiconductor according to <10>, wherein the water-soluble resin contains at least one of polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and pullulan.
<12> The kit for manufacturing an organic semiconductor according to <10>, wherein the water-soluble resin contains polyvinylpyrrolidone.
<13> The kit for producing an organic semiconductor according to any one of <10> to <12>, wherein the crosslinking agent (A) capable of being crosslinked by a photodenitrogenation reaction is substantially insoluble in water.
<14> The organic semiconductor production material according to any one of <10> to <13>, wherein the resist composition for producing an organic semiconductor further contains a sensitizing dye (C) that spectrally sensitizes the photoradical polymerization initiator. kit.
<15> The kit for manufacturing an organic semiconductor according to any one of <10> to <14>, wherein the resist composition for manufacturing an organic semiconductor further contains a binder polymer (C).
<16> The kit for manufacturing an organic semiconductor according to <15>, wherein the binder polymer (C) includes a conjugated diene polymer and / or a cyclized product thereof.
The resist composition for organic-semiconductor manufacture containing the crosslinking agent (A) which can be bridge | crosslinked by <17> photodenitrogenation reaction.
<18> The resist composition for producing an organic semiconductor according to <17>, wherein the crosslinking agent (A) capable of being crosslinked by a photodenitrogenation reaction is substantially insoluble in water.
<19> The resist composition for producing an organic semiconductor according to <17> or <18>, further comprising a sensitizing dye (C) that spectrally sensitizes the photoradical polymerization initiator.
<20> The resist composition for producing an organic semiconductor according to any one of <17> to <19>, further comprising a binder polymer (C).
<21> The resist composition for producing an organic semiconductor according to <20>, wherein the binder polymer (C) includes a conjugated diene polymer and / or a cyclized product thereof.

本発明により、良好な有機半導体パターンを形成可能な積層体、およびかかる積層体を製造するための、有機半導体製造用キット、ならびに、有機半導体製造用キットに用いる有機半導体製造用レジスト組成物を提供可能になった。さらに、パターニング終了後もマスク層が残らない構成とすることが可能になった。   According to the present invention, there are provided a laminate capable of forming a good organic semiconductor pattern, an organic semiconductor production kit for producing such a laminate, and an organic semiconductor production resist composition for use in the organic semiconductor production kit. It became possible. Furthermore, it is possible to have a configuration in which no mask layer remains even after the patterning is completed.

以下に記載する本発明における構成要素の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。   The description of the components in the present invention described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.

本明細書における基(原子団)の表記に於いて、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
また、本明細書中における「活性光線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV光)、X線、電子線等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線または放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
In the description of the group (atomic group) in this specification, the description which does not describe substitution and unsubstituted includes the thing which has a substituent with the thing which does not have a substituent. For example, the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
In addition, “active light” in the present specification means, for example, an emission line spectrum of a mercury lamp, far ultraviolet rays represented by excimer laser, extreme ultraviolet rays (EUV light), X-rays, electron beams, and the like. In the present invention, light means actinic rays or radiation. Unless otherwise specified, “exposure” in this specification is not only exposure with far-ultraviolet rays such as mercury lamps and excimer lasers, X-rays, EUV light, but also drawing with particle beams such as electron beams and ion beams. Are also included in the exposure.

本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。   In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

また、本明細書において、“(メタ)アクリレート”はアクリレートおよびメタクリレートの双方、または、いずれかを表し、“(メタ)アクリル”はアクリルおよびメタクリルの双方、または、いずれかを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイルおよびメタクリロイルの双方、または、いずれかを表す。   In this specification, “(meth) acrylate” represents both and / or acrylate and methacrylate, “(meth) acryl” represents both and / or acryl and “(meth) acrylic” ) "Acryloyl" represents both and / or acryloyl and methacryloyl.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。   In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .

本明細書において固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量の質量百分率である。また、固形分濃度は、特に述べない限り25℃における濃度をいう。   In this specification, solid content concentration is the mass percentage of the mass of the other component except a solvent with respect to the gross mass of a composition. Moreover, solid content concentration says the density | concentration in 25 degreeC unless there is particular mention.

本明細書において、重量平均分子量は、GPC測定によるポリスチレン換算値として定義される。本明細書において、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、例えば、HLC−8220(東ソー(株)製)を用い、カラムとしてTSKgel Super AWM―H(東ソー(株)製、6.0mmID×15.0cmを用いることによって求めることができる。溶離液は特に述べない限り、10mmol/L リチウムブロミドNMP(N−メチルピロリジノン)溶液を用いて測定したものとする。   In this specification, a weight average molecular weight is defined as a polystyrene conversion value by GPC measurement. In this specification, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are, for example, HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation) and TSKgel Super AWM-H (manufactured by Tosoh Corporation, 6) as a column. Unless otherwise stated, the eluent shall be measured using a 10 mmol / L lithium bromide NMP (N-methylpyrrolidinone) solution.

<積層体>
本発明の積層体は、有機半導体膜の表面に、有機半導体膜と、前記有機半導体膜上の保護膜と、前記保護膜上のレジスト膜を有し、前記レジスト膜が、光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含むネガ型感光性樹脂組成物からなることを特徴とする。また、有機半導体膜と保護膜との間、および/または保護膜とレジスト膜との間には、下塗り層を有していてもよい。
<Laminate>
The laminate of the present invention has an organic semiconductor film, a protective film on the organic semiconductor film, and a resist film on the protective film on the surface of the organic semiconductor film, and the resist film is subjected to a photodenitrogenation reaction. It consists of a negative photosensitive resin composition containing a crosslinkable crosslinking agent (A). Further, an undercoat layer may be provided between the organic semiconductor film and the protective film and / or between the protective film and the resist film.

基板上に製膜された有機半導体膜上に通常のレジスト膜を成膜し、パターニングすると、有機半導体膜はレジスト膜に含まれる有機溶剤に容易に溶解または膨潤してしまう。この結果、有機半導体膜はダメージを受けてしまう。
これに対し、本発明では、有機半導体膜とレジスト膜の間に保護膜を設け、有機半導体膜にダメージを与えない構成としている。この場合、レジスト膜と有機半導体膜とが直接接触しないため、有機半導体にダメージが及ぶことを抑制できる。特に、保護膜として水溶性樹脂を用いると、効果的である。
さらに、レジスト膜は感光性樹脂組成物を用いるため、高い保存安定性と微細なパターン形成性を達成できる。
さらにレジスト膜として、光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤は、露光時に窒素ガスが発生するため、空気中の酸素の影響を受けずに硬化が十分に進行することができる。
また、本発明で用いる感光性樹脂組成物は、未露光部の保護膜を溶解または膨潤しない溶剤で容易に除去でき、露光部は保護膜を溶解するする溶剤に対して不溶化することが可能である。さらに、露光で硬化した感光性樹脂組成物は、有機半導体膜をドライエッチ処理するときに、同時に除去することが可能である。
以上のことから、特許文献1(特開2006−41317号公報)ではパターニング終了後も保護層およびレジスト層が残る問題があったが、本発明では、有機半導体膜にダメージを与えることなく、レジスト膜および保護膜が残っていないパターニングされた有機半導体膜を作成することが可能となった。
以下本発明の詳細について説明する。
When an ordinary resist film is formed on the organic semiconductor film formed on the substrate and patterned, the organic semiconductor film is easily dissolved or swollen in the organic solvent contained in the resist film. As a result, the organic semiconductor film is damaged.
On the other hand, in the present invention, a protective film is provided between the organic semiconductor film and the resist film so that the organic semiconductor film is not damaged. In this case, since the resist film and the organic semiconductor film are not in direct contact, it is possible to suppress damage to the organic semiconductor. In particular, it is effective to use a water-soluble resin as the protective film.
Furthermore, since the resist film uses a photosensitive resin composition, high storage stability and fine pattern formability can be achieved.
Further, a crosslinking agent that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction as a resist film generates nitrogen gas during exposure, so that curing can proceed sufficiently without being affected by oxygen in the air.
Further, the photosensitive resin composition used in the present invention can be easily removed with a solvent that does not dissolve or swell the unexposed portion of the protective film, and the exposed portion can be insolubilized with respect to the solvent that dissolves the protective film. is there. Furthermore, the photosensitive resin composition cured by exposure can be simultaneously removed when the organic semiconductor film is dry-etched.
From the above, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-41317) has a problem that the protective layer and the resist layer remain even after the patterning is completed. It became possible to produce a patterned organic semiconductor film in which no film and no protective film remained.
Details of the present invention will be described below.

<有機半導体膜>
本発明で用いる有機半導体膜は、半導体の特性を示す有機材料を含む膜のことである。無機材料からなる半導体の場合と同様に、正孔をキャリアとして伝導するp型有機半導体と、電子をキャリアとして伝導するn型有機半導体がある。有機半導体中のキャリアの流れやすさはキャリア移動度μで表される。用途にもよるが、一般に移動度は高い方がよく、10-7cm2/Vs以上であることが好ましく、10-6cm2/Vs以上であることがより好ましく、10-5cm2/Vs以上であることがさらに好ましい。移動度は電界効果トランジスタ(FET)素子を作製したときの特性や飛行時間計測(TOF)法により求めることができる。
<Organic semiconductor film>
The organic semiconductor film used in the present invention is a film containing an organic material exhibiting semiconductor characteristics. As in the case of a semiconductor made of an inorganic material, there are a p-type organic semiconductor that conducts holes as carriers and an n-type organic semiconductor that conducts electrons as carriers. The ease of carrier flow in the organic semiconductor is represented by carrier mobility μ. Although it depends on the application, in general, the mobility should be higher, preferably 10 −7 cm 2 / Vs or more, more preferably 10 −6 cm 2 / Vs or more, more preferably 10 −5 cm 2 / Vs. More preferably, it is Vs or higher. The mobility can be obtained by characteristics when a field effect transistor (FET) element is manufactured or by a time-of-flight measurement (TOF) method.

有機半導体膜は、通常、基板に成膜して用いることが好ましい。すなわち、有機半導体膜の保護膜が積層している側の反対側の面に基板を有することが好ましい。本発明で用いることができる基板としては、例えば、シリコン、石英、セラミック、ガラスポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムなどの種々の材料を基板として用いることができ、用途に応じていかなる基板を選択してもよい。例えば、フレキシブルな素子の用途の場合にはフレキシブル基板を用いることができる。また、基板の厚さは特に限定されない。   In general, the organic semiconductor film is preferably used after being formed on a substrate. That is, it is preferable to have a substrate on the surface opposite to the side on which the protective film of the organic semiconductor film is laminated. As a substrate that can be used in the present invention, for example, various materials such as silicon, quartz, ceramic, polyester film such as glass polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), and polyimide film may be used as the substrate. Any substrate may be selected according to the application. For example, a flexible substrate can be used in the case of use of a flexible element. Further, the thickness of the substrate is not particularly limited.

使用し得るp型半導体材料としては、ホール輸送性を示す材料であれば有機半導体材料、無機半導体材料のうちいかなる材料を用いてもよいが、好ましくはp型π共役高分子(例えば、置換または無置換のポリチオフェン(例えば、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)など)、ポリセレノフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェンビニレン、ポリアニリンなど)、縮合多環化合物(例えば、置換または無置換のアントラセン、テトラセン、ペンタセン、アントラジチオフェン、ヘキサベンゾコロネンなど)、トリアリールアミン化合物(例えば、m−MTDATA、2−TNATA、NPD、TPD、mCP、CBPなど)、ヘテロ5員環化合物(例えば、置換または無置換のオリゴチオフェン、TTFなど)、フタロシアニン化合物(置換または無置換の各種中心金属のフタロシアニン、ナフタロシアニン、アントラシアニン、テトラピラジノポルフィラジン)、ポルフィリン化合物(置換または無置換の各種中心金属のポルフィリン)、カーボンナノチューブ、半導体ポリマーを修飾したカーボンナノチューブ、グラフェンのいずれかであり、より好ましくはp型π共役高分子、縮合多環化合物、トリアリールアミン化合物、ヘテロ5員環化合物、フタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物のいずれかであり、さらに好ましくは、p型π共役高分子である。   As a p-type semiconductor material that can be used, any material of organic semiconductor material and inorganic semiconductor material may be used as long as it exhibits a hole transport property. Preferably, a p-type π-conjugated polymer (for example, substituted or substituted) is used. Unsubstituted polythiophene (eg, poly (3-hexylthiophene) (P3HT)), polyselenophene, polypyrrole, polyparaphenylene, polyparaphenylene vinylene, polythiophene vinylene, polyaniline, etc.), condensed polycyclic compounds (eg, substituted) Or unsubstituted anthracene, tetracene, pentacene, anthradithiophene, hexabenzocoronene, etc.), triarylamine compounds (eg, m-MTDATA, 2-TNATA, NPD, TPD, mCP, CBP, etc.), hetero 5-membered ring compounds (For example, substituted or unsubstituted options Gothiophene, TTF, etc.), phthalocyanine compounds (substituted or unsubstituted central metal phthalocyanines, naphthalocyanines, anthracocyanines, tetrapyrazinoporphyrazine), porphyrin compounds (substituted or unsubstituted central metal porphyrins), carbon nanotubes Any one of carbon nanotubes and graphene modified with a semiconductor polymer, more preferably any of p-type π-conjugated polymers, condensed polycyclic compounds, triarylamine compounds, hetero 5-membered ring compounds, phthalocyanine compounds, and porphyrin compounds More preferably, it is a p-type π-conjugated polymer.

半導体材料が使用し得るn型半導体材料としては、ホール輸送性を有するものであれば有機半導体材料、無機半導体材料のうち、いかなるものでもよいが、好ましくはフラーレン化合物、電子欠乏性フタロシアニン化合物、ナフタレンテトラカルボニル化合物、ペリレンテトラカルボニル化合物、TCNQ化合物、n型π共役高分子、n型無機半導体であり、より好ましくはフラーレン化合物、電子欠乏性フタロシアニン化合物、ナフタレンテトラカルボニル化合物、ペリレンテトラカルボニル化合物、π共役高分子であり、特に好ましくはフラーレン化合物、π共役高分子である。本発明において、フラーレン化合物とは、置換または無置換のフラーレンを指し、フラーレンとしてはC60、C70、C76、C78、C80、C82、C84、C86、C88、C90、C96、C116、C180、C240、C540などのいずれでもよいが、好ましくは置換または無置換のC60、C70、C86であり、特に好ましくはPCBM([6,6]−フェニル−C61−酪酸メチルエステル)およびその類縁体(C60部分をC70、C86等に置換したもの、置換基のベンゼン環を他の芳香環またはヘテロ環に置換したもの、メチルエステルをn−ブチルエステル、i−ブチルエステル等に置換したもの)である。電子欠乏性フタロシアニン類とは、電子求引基が4つ以上結合した各種中心金属のフタロシアニン(F16MPc、FPc−S8など)、ナフタロシアニン、アントラシアニン、置換または無置換のテトラピラジノポルフィラジンなどである。ナフタレンテトラカルボニル化合物としてはいかなるものでもよいが、好ましくはナフタレンテトラカルボン酸無水物(NTCDA)、ナフタレンビスイミド化合物(NTCDI)、ペリノン顔料(Pigment Orange 43、Pigment Red 194など)である。ペリレンテトラカルボニル化合物としてはいかなるものでもよいが、好ましくはペリレンテトラカルボン酸無水物(PTCDA)、ペリレンビスイミド化合物(PTCDI)、ベンゾイミダゾール縮環体(PV)である。TCNQ化合物とは、置換または無置換のTCNQおよび、TCNQのベンゼン環部分を別の芳香環やヘテロ環に置き換えたものであり、例えば、TCNQ、TCAQ、TCN3Tなどである。さらにグラフェンも挙げられる。型有機半導体材料の特に好ましい例を以下に示す。 As an n-type semiconductor material that can be used as a semiconductor material, any organic semiconductor material or inorganic semiconductor material may be used as long as it has a hole transporting property. Tetracarbonyl compound, perylene tetracarbonyl compound, TCNQ compound, n-type π-conjugated polymer, n-type inorganic semiconductor, more preferably fullerene compound, electron-deficient phthalocyanine compound, naphthalene tetracarbonyl compound, perylene tetracarbonyl compound, π-conjugated Polymers, particularly preferably fullerene compounds and π-conjugated polymers. In the present invention, the fullerene compound refers to a substituted or unsubstituted fullerene. As the fullerene, C 60 , C 70 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , C 86 , C 88 , C 90 are used. , C 96 , C 116 , C 180 , C 240 , C 540 and the like may be used, but substituted or unsubstituted C 60 , C 70 , C 86 are preferable, and PCBM ([6, 6] is particularly preferable. - phenyl -C 61 - those butyric acid methyl ester) and its analogs and (C 60 moiety is substituted with C 70, C 86, etc., those with substitution of the benzene ring substituent in other aromatic ring or heterocyclic ring, methyl ester Is substituted with n-butyl ester, i-butyl ester or the like. Electron-deficient phthalocyanines are phthalocyanines (F 16 MPc, FPc-S8, etc.), naphthalocyanines, anthracyanines, substituted or unsubstituted tetrapyrazinoporphyrazines of various central metals to which 4 or more electron withdrawing groups are bonded. Etc. Any naphthalene tetracarbonyl compound may be used, but naphthalene tetracarboxylic anhydride (NTCDA), naphthalene bisimide compound (NTCDI), and perinone pigment (Pigment Orange 43, Pigment Red 194, etc.) are preferable. Any perylene tetracarbonyl compound may be used, but perylene tetracarboxylic acid anhydride (PTCDA), perylene bisimide compound (PTCDI), and benzimidazole condensed ring (PV) are preferable. The TCNQ compound is a substituted or unsubstituted TCNQ and a compound in which the benzene ring portion of TCNQ is replaced with another aromatic ring or a heterocyclic ring, and examples thereof include TCNQ, TCAQ, TCN3T, and the like. In addition, graphene is also included. Particularly preferred examples of the type organic semiconductor material are shown below.

なお、式中のRとしては、いかなるものでも構わないが、水素原子、置換基または無置換で分岐または直鎖のアルキル基(好ましくは炭素数1〜18、より好ましくは1〜12、さらに好ましくは1〜8のもの)、置換または無置換のアリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは6〜20、より好ましくは6〜14のもの)のいずれかであることが好ましい。   In the formula, R may be any group, but may be a hydrogen atom, a substituent or an unsubstituted branched or straight chain alkyl group (preferably having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 12, more preferably Is preferably 1 to 8), or a substituted or unsubstituted aryl group (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms).

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記材料は、通常、溶剤に配合し、層状に適用して乾燥し、製膜する。適用方法としては、後述する保護膜の記載を参酌できる。
溶剤としては、ヘキサン、オクタン、デカン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、1−メチルナフタレン、1,2−ジクロロベンゼン等の炭化水素系溶剤;例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素系溶剤;例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶剤;例えば、メタノール、プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール等のアルコール系溶剤;例えば、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶剤;例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、1−メチル−2−ピロリドン、1−メチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキサイド等の極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は1種のみを用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。
The above materials are usually blended in a solvent, applied in layers and dried to form a film. As an application method, description of a protective film described later can be referred to.
Solvents include hydrocarbon solvents such as hexane, octane, decane, toluene, xylene, ethylbenzene, 1-methylnaphthalene, and 1,2-dichlorobenzene; for example, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. Halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, chloroform, tetrachloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene and chlorotoluene; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and amyl acetate; For example, methanol, propanol, 1-methoxy-2-propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclohexanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol Alcohol solvents such as alcohol; for example, ether solvents such as dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, anisole; and the like; Examples thereof include polar solvents such as methyl-2-imidazolidinone and dimethyl sulfoxide. These solvent may use only 1 type and may use 2 or more types.

有機半導体膜を形成する組成物(有機半導体形成用組成物)における有機半導体の割合は、好ましくは0.1〜80質量%、より好ましくは0.1〜10質量%であり、これにより任意の厚さの膜を形成できる。   The ratio of the organic semiconductor in the composition for forming the organic semiconductor film (composition for forming an organic semiconductor) is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass. A film having a thickness can be formed.

また、有機半導体形成用組成物には、樹脂バインダーを配合してもよい。この場合、膜を形成する材料とバインダー樹脂とを前述の適当な溶剤に溶解させ、または分散させて塗布液とし、各種の塗布法により薄膜を形成することができる。樹脂バインダーとしては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリシロキサン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン等の絶縁性ポリマー、およびこれらの共重合体、ポリビニルカルバゾール、ポリシラン等の光伝導性ポリマー、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン等の導電性ポリマーなどを挙げることができる。樹脂バインダーは、単独で使用してもよく、あるいは複数併用しても良い。薄膜の機械的強度を考慮するとガラス転移温度の高い樹脂バインダーが好ましく、電荷移動度を考慮すると極性基を含まない構造の樹脂バインダーや光伝導性ポリマー、導電性ポリマーが好ましい。
樹脂バインダーを配合する場合、その配合量は、有機半導体膜中、好ましくは0.1〜30質量%で用いられる。
Moreover, you may mix | blend a resin binder with the composition for organic-semiconductor formation. In this case, the material for forming the film and the binder resin can be dissolved or dispersed in the above-mentioned appropriate solvent to form a coating solution, and the thin film can be formed by various coating methods. Examples of the resin binder include insulating polymers such as polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, polysiloxane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, cellulose, polyethylene, and polypropylene, and copolymers thereof. , Photoconductive polymers such as polyvinyl carbazole and polysilane, and conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole, polyaniline, and polyparaphenylene vinylene. The resin binder may be used alone or in combination. Considering the mechanical strength of the thin film, a resin binder having a high glass transition temperature is preferable, and considering the charge mobility, a resin binder, a photoconductive polymer, or a conductive polymer having a structure not containing a polar group is preferable.
When the resin binder is blended, the blending amount is preferably 0.1 to 30% by mass in the organic semiconductor film.

用途によっては単独および種々の半導体材料や添加剤を添加した混合溶液を塗布し、複数の材料種からなるブレンド膜としてもよい。例えば、光電変換層を作製する場合、別の半導体材料との混合溶液を用いることなどができる。   Depending on the application, a single layer or a mixed solution to which various semiconductor materials and additives are added may be applied to form a blend film composed of a plurality of material types. For example, when a photoelectric conversion layer is manufactured, a mixed solution with another semiconductor material can be used.

また、成膜の際、基板を加熱または冷却してもよく、基板の温度を変化させることで膜質や膜中での分子のパッキングを制御することが可能である。基板の温度としては特に制限はないが、好ましくは−200℃〜400℃、より好ましくは−100℃〜300℃、さらに好ましくは0℃〜200℃である。   In the film formation, the substrate may be heated or cooled, and the film quality and packing of molecules in the film can be controlled by changing the temperature of the substrate. Although there is no restriction | limiting in particular as temperature of a board | substrate, Preferably it is -200 to 400 degreeC, More preferably, it is -100 to 300 degreeC, More preferably, it is 0 to 200 degreeC.

形成された有機半導体膜は、後処理により特性を調整することができる。例えば、加熱処理や溶剤蒸気への暴露により膜のモルホロジーや膜中での分子のパッキングを変化させることで特性を向上させることが可能である。また、酸化性または還元性のガスや溶剤、物質などにさらす、あるいはこれらを混合することで酸化あるいは還元反応を起こし、膜中でのキャリア密度を調整することができる。   The characteristics of the formed organic semiconductor film can be adjusted by post-processing. For example, characteristics can be improved by changing the film morphology and molecular packing in the film by heat treatment or exposure to solvent vapor. Further, by exposing to an oxidizing or reducing gas, solvent, substance, or the like, or mixing them, an oxidation or reduction reaction can be caused to adjust the carrier density in the film.

有機半導体膜の膜厚は、特に制限されず、用いられる電子デバイスの種類などにより異なるが、好ましくは5nm〜50μm、より好ましくは10nm〜5μm、さらに好ましくは20nm〜500nmである。   The thickness of the organic semiconductor film is not particularly limited and varies depending on the type of electronic device used, but is preferably 5 nm to 50 μm, more preferably 10 nm to 5 μm, and still more preferably 20 nm to 500 nm.

<保護膜>
本発明で用いる保護膜は、有機半導体膜の上に形成され、好ましくは、有機半導体膜の表面に形成される。有機半導体膜と保護膜の間には、下塗り層等があっても良い。
保護膜は、有機半導体上に成膜する時に有機半導体にダメージを与えず、また、保護膜上にレジスト膜を塗布した時にインターミキシング(層間混合)を起こさないものが好ましい。保護膜は、水溶性樹脂を含む膜が好ましく、脂溶性樹脂を主成分とする膜であることがより好ましい。主成分とは、保護膜を構成する成分のうち最も多い成分をいい、好ましくは80質量%以上が水溶性樹脂であることをいう。
本発明における水溶性樹脂は、20°Cにおける水に対する溶解度が1%以上である樹脂をいう。
<Protective film>
The protective film used in the present invention is formed on the organic semiconductor film, and is preferably formed on the surface of the organic semiconductor film. There may be an undercoat layer or the like between the organic semiconductor film and the protective film.
The protective film is preferably one that does not damage the organic semiconductor when it is formed on the organic semiconductor, and that does not cause intermixing (interlayer mixing) when a resist film is applied on the protective film. The protective film is preferably a film containing a water-soluble resin, and more preferably a film containing a fat-soluble resin as a main component. The main component means the largest component among the components constituting the protective film, and preferably 80% by mass or more is a water-soluble resin.
The water-soluble resin in the present invention refers to a resin having a solubility in water at 20 ° C. of 1% or more.

保護膜は、有機溶剤を含む現像液に溶解しにくく、水に対して溶解することが好ましい。このため、保護膜に水溶性樹脂を用いる場合、そのsp値(溶解パラメータ)は、18(MPa)1/2以上25(MPa)1/2未満であることが好ましく、20〜24(MPa)1/2であることがより好ましく、21〜24(MPa)1/2であることがさらに好ましい。sp値は、Hoy法によって算出した値であり、Hoy法は、POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITIONに記載がある。
また、保護膜形成用組成物は、2種類以上の樹脂を含んでいてもよいが、この場合、2種類以上の樹脂それぞれが上記範囲を満たしていることが好ましい。
The protective film is difficult to dissolve in a developer containing an organic solvent and is preferably dissolved in water. For this reason, when using water-soluble resin for a protective film, it is preferable that the sp value (solubility parameter) is 18 (MPa) 1/2 or more and less than 25 (MPa) 1/2 , 20-24 (MPa) More preferably, it is 1/2 , and it is more preferable that it is 21-24 (MPa) 1/2 . The sp value is a value calculated by the Hoy method, and the Hoy method is described in POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION.
Moreover, although the composition for protective film formation may contain 2 or more types of resin, it is preferable in this case that 2 or more types of resin each satisfy | fills the said range.

本発明で用いる水溶性樹脂は、ポリビニルピロリドン、水溶性多糖類(水溶性のセルロース(メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等)、プルランまたはプルラン誘導体、デンプン、ヒドロキシプロピルデンプン、カルボキシメチルデンプン、キトサン、シクロデキストリン)、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチルオキサゾリン等を挙げることができ、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、プルランが好ましい。中でも、塗布面状が良く、水での溶解除去のしやすいポリビニルピロリドンがより好ましい。
また、これらの中から、主鎖構造が相違する2種以上を選択して使用してもよく、共重合体として使用してもよい。
Water-soluble resins used in the present invention include polyvinylpyrrolidone, water-soluble polysaccharides (water-soluble cellulose (such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose), pullulan or pullulan derivatives, starch, hydroxypropyl. Starch, carboxymethyl starch, chitosan, cyclodextrin), polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyethyloxazoline, and the like. Polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and pullulan are preferable. Among these, polyvinyl pyrrolidone is preferable because it has a good coated surface and is easily dissolved and removed with water.
Of these, two or more different main chain structures may be selected and used, or may be used as a copolymer.

本発明で用いる保護膜を形成する樹脂の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは500〜400,000であり、より好ましくは2,000〜300,000、さらに好ましくは3,000〜200,000である。
保護膜用樹脂の分散度(分子量分布)は、通常1.0〜3.0であり、好ましくは1.0〜2.6の範囲のものが好ましく使用される。
The weight average molecular weight of the resin forming the protective film used in the present invention is preferably from 500 to 400,000, more preferably from 2,000 to 300,000, still more preferably 3, as a polystyrene-converted value by the GPC method. 000-200,000.
The degree of dispersion (molecular weight distribution) of the protective film resin is usually from 1.0 to 3.0, and preferably in the range of from 1.0 to 2.6.

本発明では、保護膜は、例えば、保護膜形成用組成物を有機半導体膜の上に適用し、乾燥させることよって形成される。
適用方法としては、塗布が好ましい。適用方法の例としては、キャスト法、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング(浸漬)コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、インクジェット法、スピンコート法、ラングミュア−ブロジェット(Langmuir−Blodgett)(LB)法などを挙げることができる。本発明においては、キャスト法、スピンコート法、およびインクジェット法を用いることがさらに好ましい。このようなプロセスにより、表面が平滑で大面積の有機半導体膜等の膜を低コストで生産することが可能となる。
In the present invention, the protective film is formed, for example, by applying a protective film forming composition on the organic semiconductor film and drying it.
As an application method, coating is preferable. Examples of application methods include casting method, blade coating method, wire bar coating method, spray coating method, dipping (dipping) coating method, bead coating method, air knife coating method, curtain coating method, inkjet method, spin coating method, The Langmuir-Blodgett (LB) method can be used. In the present invention, it is more preferable to use a casting method, a spin coating method, and an ink jet method. By such a process, a film such as an organic semiconductor film having a smooth surface and a large area can be produced at low cost.

保護膜形成用組成物の固形分濃度は、0.5〜30質量%であることが好ましく、1.0〜20質量%であることがより好ましく、2.0〜14質量%であることがさらに好ましい。固形分濃度を前記範囲とすることでより均一に塗布することができる。   The solid content concentration of the composition for forming a protective film is preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1.0 to 20% by mass, and 2.0 to 14% by mass. Further preferred. It can apply | coat more uniformly by making solid content concentration into the said range.

保護膜形成用組成物にはさらに塗布性を向上させるための界面活性剤を含有させることが好ましい。   It is preferable that the composition for forming a protective film further contains a surfactant for improving coatability.

界面活性剤としては、表面張力を低下させるものであれば、ノニオン系、アニオン系、両性フッ素系など、どのようなものでもかまわない。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレンステアレート等のポリオキシエチレンアルキルエステル類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート等のソルビタンアルキルエステル類、グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレート等のモノグリセリドアルキルエステル類等、フッ素あるいはシリコンを含むオリゴマー等、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキシド付加物等のノニオン界面活性剤;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩類、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ペンチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ヘキシルナフタレンスルホン酸ナトリウム、オクチルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルナフタレンスルホン酸塩類、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩類、ドデシルスルホン酸ナトリウム等のアルキルスルホン酸塩類、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウム等のスルホコハク酸エステル塩類等のアニオン界面活性剤;ラウリルベタイン、ステアリルベタイン等のアルキルベタイン類、アミノ酸類等の両性界面活性剤が使用可能であるが、特に好ましいのは、有機半導体の電気特性に影響を及ぼす金属イオンの含有量が少なく、かつ消泡性にも優れる、下記式(1)で示されるアセチレン骨格を有するノニオン界面活性剤である。   As the surfactant, any surfactant such as nonionic, anionic, and amphoteric fluorine may be used as long as it reduces the surface tension. Examples of the surfactant include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, and other polyoxyethylene alkyl ethers. Oxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters such as polyoxyethylene stearate, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan distearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate, sorbitan trioleate, etc. Sorbitan alkyl esters, monoglyceride alkyl esters such as glycerol monostearate and glycerol monooleate, Nonionic surfactants such as oligomers containing silicon or silicon, acetylene glycol, ethylene oxide adducts of acetylene glycol, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium butyl naphthalene sulfonate, sodium pentyl naphthalene sulfonate, hexyl Alkyl naphthalene sulfonates such as sodium naphthalene sulfonate and sodium octyl naphthalene sulfonate, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate, alkyl sulfonates such as sodium dodecyl sulfonate, sulfosuccinate esters such as sodium dilauryl sulfosuccinate, etc. Anionic surfactants; alkylbetaines such as lauryl betaine and stearyl betaine, and amphoteric boundaries such as amino acids An activator can be used, but particularly preferred is an acetylene skeleton represented by the following formula (1), which has a low content of metal ions that affect the electrical characteristics of the organic semiconductor and has excellent antifoaming properties. It has a nonionic surfactant.

Figure 2015087611
式(1)中、R1、R2はお互い独立に、置換基を有してもよい炭素数3〜15のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6〜15の芳香族炭化水素基、または置換基を有してもよい炭素数4〜15の複素芳香族環基(置換基としては炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜15の芳香族炭化水素基、炭素数7〜17のアラルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数2〜20のアルコキシ−カルボニル基、炭素数2〜15のアシル基が挙げられる。)を示す。
上記界面活性剤の例として、日信化学工業(株)製、サーフィノールシリーズが例示される。
保護膜形成用組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の添加量は、保護膜としたときに、好ましくは0.05〜8質量%、さらに好ましくは0.07〜5質量%、特に好ましくは0.1〜3質量%の割合で含まれていることが好ましい。
これら界面活性剤は、1種のみ用いてもよいし、2種類以上用いてもよい。
Figure 2015087611
In formula (1), R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 3 to 15 carbon atoms which may have a substituent, or an aromatic carbon atom having 6 to 15 carbon atoms which may have a substituent. A hydrogen group, or a heteroaromatic cyclic group having 4 to 15 carbon atoms which may have a substituent (the substituent is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, carbon And an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy-carbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 15 carbon atoms.
As an example of the surfactant, the Surfinol series manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. is exemplified.
When the composition for forming a protective film contains a surfactant, the amount of the surfactant added is preferably 0.05 to 8% by mass, more preferably 0.07 to 5% by mass, when the protective film is formed. Particularly preferably, it is contained in a proportion of 0.1 to 3% by mass.
These surfactants may be used alone or in combination of two or more.

保護膜は、膜厚20nm〜5μmであることが好ましく、膜厚100nm〜1μmであることがより好ましい。保護組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、成膜性を向上させることにより、上記のような膜厚とすることができる。   The protective film preferably has a thickness of 20 nm to 5 μm, and more preferably has a thickness of 100 nm to 1 μm. By setting the solid content concentration in the protective composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property, the film thickness as described above can be obtained.

保護膜には、染料を含んでいても良い。染料を含むことで、露光光源の波長に合わせて吸収波長を調整することが可能であるため、有機半導体材料の露光によるダメージを効果的に防止することができる。   The protective film may contain a dye. By including the dye, the absorption wavelength can be adjusted in accordance with the wavelength of the exposure light source, and therefore damage due to exposure of the organic semiconductor material can be effectively prevented.

染料としては、アゾ染料、ニトロ染料、ニトソロ染料、スチルベンアゾ染料、ケトイミン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アクリジン染料、キノリン染料、メチン・ポリメチン染料、チアゾール染料、インダミン・インドフェノール染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、硫化染料、アミノケトン染料、オキシケトン染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料などを挙げることができる。
染料は、配合する場合、保護膜の0.1〜10質量%とすることができる。
染料は単独で用いてもよいし、2種以上を選択して使用してもよい。
As dyes, azo dyes, nitro dyes, nitrosolo dyes, stilbene azo dyes, ketoimine dyes, triphenylmethane dyes, xanthene dyes, acridine dyes, quinoline dyes, methine / polymethine dyes, thiazole dyes, indamine / indophenol dyes, azine dyes Oxazine dye, thiazine dye, sulfur dye, aminoketone dye, oxyketone dye, anthraquinone dye, indigoid dye, phthalocyanine dye, and the like.
When mix | blending dye, it can be 0.1-10 mass% of a protective film.
Dyes may be used alone or in combination of two or more.

<感光性樹脂組成物>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、有機半導体製造用レジスト組成物としての役割を果たすものであり、保護膜の上にレジスト膜を形成するのに用いられる。
本発明で用いる感光性樹脂組成物の好ましい実施形態は、は、光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤によって架橋し、sp値が19(MPa)1/2未満の有機溶剤に対して溶解速度が低下する組成物であることが好ましく、18.5(MPa)1/2以下の有機溶剤に対して難溶となる組成物であることがより好ましく、18.0(MPa)1/2以下の有機溶剤に対して溶解速度が低下する組成物であることがさらに好ましい。
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、ネガ型のレジスト組成物であることが、より微細なトレンチ・ホールパターンを形成可能という理由により、特に高い効果を得ることができることから好ましい。
<Photosensitive resin composition>
The photosensitive resin composition used in the present invention plays a role as a resist composition for producing an organic semiconductor, and is used for forming a resist film on a protective film.
In a preferred embodiment of the photosensitive resin composition used in the present invention, the photosensitive resin composition is crosslinked by a crosslinking agent that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction, and the dissolution rate in an organic solvent having an sp value of less than 19 (MPa) 1/2 Is preferably a composition that is hardly soluble in an organic solvent of 18.5 (MPa) 1/2 or less, and 18.0 (MPa) 1/2 or less. More preferably, the composition has a lower dissolution rate in the organic solvent.
The photosensitive resin composition used in the present invention is preferably a negative resist composition because a particularly high effect can be obtained because a finer trench / hole pattern can be formed.

本発明における感光性樹脂組成物は、現像時における残渣の発生が抑制され、かつ、平滑性に優れた表面を有するレジスト膜を形成し得る。
ここで、本発明において「残渣」とは、感光性樹脂組成物を用いてパターン状のレジスト膜を形成した際において、前記パターン状のレジスト膜端部の周縁に存在する残膜を意味する。
The photosensitive resin composition according to the present invention can form a resist film having a surface with suppressed generation of residues during development and excellent smoothness.
Here, in the present invention, the “residue” means a residual film present on the periphery of the edge of the patterned resist film when a patterned resist film is formed using the photosensitive resin composition.

<光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)>
光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)としては、公知の架橋剤の中から適宜選択することができる。例えば、ジアゾニウム塩化合物およびアジド化合物が挙げられる。例えば、以下にジアゾニウム塩化合物、およびアジド化合物について詳細に説明する。
光脱窒素反応により架橋可能とは、活性光線照射により窒素分子が脱離することで発生する活性種(炭素ラジカル、窒素ラジカル、カルベン、ナイトレンなど)により架橋可能な化合物をいう。
本発明における架橋剤の量は、架橋剤の種類に適宜定めることができるが、例えば、感光性樹脂組成物の全固形分に対し、0.1〜50質量%である。
<Crosslinking agent (A) capable of crosslinking by photodenitrogenation reaction>
The crosslinking agent (A) that can be crosslinked by the photodenitrogenation reaction can be appropriately selected from known crosslinking agents. For example, a diazonium salt compound and an azide compound are mentioned. For example, a diazonium salt compound and an azide compound are described in detail below.
The term “crosslinkable by photodenitrogenation” refers to a compound that can be crosslinked by active species (carbon radical, nitrogen radical, carbene, nitrene, etc.) generated by the elimination of nitrogen molecules by irradiation with actinic rays.
Although the quantity of the crosslinking agent in this invention can be suitably defined in the kind of crosslinking agent, it is 0.1-50 mass% with respect to the total solid of the photosensitive resin composition, for example.

<<ジアゾニウム塩化合物>>
ネガ型感光性ジアゾ化合物としては、露光により硬化しうるジアゾ化合物であれば、公知のものを選択して使用することができるが、ジアゾニウム塩とアルドールやアセタールのような反応性カルボニル塩を含有する有機縮合剤との反応生成物が代表的なものとして例示される。具体的には、米国特許第2,063,631号および同第2,667,415号の各明細書に開示されている、ジアゾニウム塩とアルドールやアセタールの如き反応性カルボニル塩を含有する有機縮合剤との反応生成物であるジフェニルアミン−p−ジアゾニウム塩を、さらに、ホルムアルデヒドと縮合させて得られる縮合生成物(所謂感光性ジアゾ樹脂)が挙げられる。この他の有用な縮合ジアゾ化合物は特公昭49−48001号、同49−45322号、同49−45323号の各公報等に開示されており、これらも本発明の感光性樹脂組成物に配合することができる。これらの型の感光性ジアゾ化合物は、通常水溶性無機塩の形で得られ、従ってレジスト膜を形成する場合の塗布液(感光性樹脂組成物)は、水溶液或いは水性溶媒により調整される塗布液とすることができる。
<< diazonium salt compound >>
As the negative photosensitive diazo compound, any known diazo compound that can be cured by exposure can be selected and used, but contains a diazonium salt and a reactive carbonyl salt such as aldol or acetal. A typical reaction product with an organic condensing agent is exemplified. Specifically, an organic condensation containing a diazonium salt and a reactive carbonyl salt such as aldol or acetal disclosed in US Pat. Nos. 2,063,631 and 2,667,415. A condensation product (so-called photosensitive diazo resin) obtained by further condensing diphenylamine-p-diazonium salt, which is a reaction product with an agent, with formaldehyde. Other useful condensed diazo compounds are disclosed in JP-B Nos. 49-48001, 49-45322, 49-45323, etc., and these are also incorporated in the photosensitive resin composition of the present invention. be able to. These types of photosensitive diazo compounds are usually obtained in the form of water-soluble inorganic salts. Therefore, the coating solution (photosensitive resin composition) for forming a resist film is an aqueous solution or a coating solution prepared by an aqueous solvent. It can be.

また、これらの水溶性ジアゾ化合物を、特公昭47−1167号公報に開示された方法により1個またはそれ以上のフェノール性水酸基、スルホン酸基またはその両者を有する芳香族または脂肪族化合物と反応させて実質的に水不溶性の感光性ジアゾ樹脂とし、それをレジスト膜の形成に使用することもできる。また、特開昭56−121031号公報に記載されているように、ヘキサフルオロリン酸塩または、テトラフルオロホウ酸塩と反応させて、水不溶性とした感光性ジアゾ樹脂を使用することもできる。本発明で用いるジアゾニウム塩化合物は、感度の観点から、実質的に水不溶性であることが好ましい。
本発明でいう実質的に水に不溶とは、対象となる化合物のみを酢酸ブチル等の溶剤に溶解し、固形分濃度3.5質量%とした組成物をシリコンウエハ上に塗布して得られる塗膜(膜厚100nm)を形成した際、QCM(水晶発振子マイクロバランス)センサー等を用いて測定した室温(25℃)におけるイオン交換水に対して、該膜を1000秒間浸漬させた際の平均の溶解速度(膜厚の減少速度)が、1nm/s以下、好ましくは0.1nm/s以下であることを示す。
Further, these water-soluble diazo compounds are reacted with an aromatic or aliphatic compound having one or more phenolic hydroxyl groups, sulfonic acid groups, or both by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-1167. Thus, a substantially water-insoluble photosensitive diazo resin can be used to form a resist film. Further, as described in JP-A-56-121031, a photosensitive diazo resin that has been made water-insoluble by reacting with hexafluorophosphate or tetrafluoroborate can also be used. The diazonium salt compound used in the present invention is preferably substantially insoluble in water from the viewpoint of sensitivity.
The “substantially insoluble in water” as used in the present invention is obtained by dissolving only a target compound in a solvent such as butyl acetate and applying a composition having a solid content of 3.5% by mass on a silicon wafer. When the coating film (film thickness 100 nm) was formed, the film was immersed for 1000 seconds in ion-exchanged water at room temperature (25 ° C.) measured using a QCM (quartz crystal microbalance) sensor or the like. The average dissolution rate (thickness reduction rate) is 1 nm / s or less, preferably 0.1 nm / s or less.

水不溶性のジアゾ樹脂を得るために水溶性ジアゾ化合物と反応させるフェノール性水酸基を有する化合物の例としては、ヒドロキシベンゾフェノン、4,4−ビス(4′−ヒドロキシフェニル)ペンタン酸、レゾルシノール、またはジレゾルシノールのようなジフェノール酸が挙げられ、これらはさらにアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基などの置換基を有していてもよい。なお、ここでヒドロキシベンゾフェノンとは、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシベンゾフェノンまたは2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどの誘導体を包含するものである。   Examples of compounds having phenolic hydroxyl groups that are reacted with water-soluble diazo compounds to obtain water-insoluble diazo resins include hydroxybenzophenone, 4,4-bis (4′-hydroxyphenyl) pentanoic acid, resorcinol, or diresorcinol And these may further have a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or a cyano group. Here, hydroxybenzophenone means 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone or 2,2 ', 4,4'-. It includes derivatives such as tetrahydroxybenzophenone.

水不溶性のジアゾ樹脂を得るために水溶性ジアゾ化合物と反応させる 好ましいスルホン酸基を有する化合物(以下、適宜、スルホン酸基含有化合物と称する)としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタリン、フェノール、ナフトールおよびベンゾフェノン等の芳香族化合物にスルホン酸基が導入された芳香族スルホン酸化合物、およびそれらの可溶性塩類が挙げられ、可溶性塩類としては、例えば、前記化合物のアンモニウム塩およびアルカリ金属塩が例示できる。このようなスルホン酸基含有化合物は、さらに、低級アルキル基、ニトロ基、ハロ基、および/またはもう一つのスルホン酸基で置換されていてもよい。   Preferred compounds having a sulfonic acid group to be reacted with a water-soluble diazo compound in order to obtain a water-insoluble diazo resin (hereinafter, appropriately referred to as a sulfonic acid group-containing compound) include, for example, benzene, toluene, xylene, naphthalene, phenol , Aromatic sulfonic acid compounds in which a sulfonic acid group is introduced into an aromatic compound such as naphthol and benzophenone, and soluble salts thereof are exemplified. Examples of the soluble salts include ammonium salts and alkali metal salts of the above compounds. it can. Such a sulfonic acid group-containing compound may be further substituted with a lower alkyl group, a nitro group, a halo group, and / or another sulfonic acid group.

このようなスルホン酸基含有化合物の好ましい具体例としては、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸、2,5−ジメチルベンゼンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタリン−2−スルホン酸、1−ナフトール−2(または4)−スルホン酸、2,4−ジニトロ−1−ナフトール−7−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、m−(p′−アニリノフェニルアゾ)ベンゼンスルホン酸、アリザリンスルホン酸、o−トルイジン−m−スルホン酸およびエタンスルホン酸等が挙げられる。また、スルホン酸基を有する脂肪族化合物としては、アルコールのスルホン酸エステルとその塩類もまた有用である。このような化合物は、通常、アニオン性界面活性剤として容易に入手できる。その例としては、ラウリルサルフェート、アルキルアリールサルフェート、p−ノニルフェニルサルフェート、2−フェニルエチルサルフェート、イソオクチルエノキシジエトキシエチルサルフェート等およびそのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩が挙げられる。   Preferable specific examples of such sulfonic acid group-containing compounds include benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, 2,5-dimethylbenzenesulfonic acid, sodium benzenesulfonate, naphthalene-2-sulfonic acid, 1- Naphthol-2 (or 4) -sulfonic acid, 2,4-dinitro-1-naphthol-7-sulfonic acid, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid, m- (p'-anilinophenylazo) ) Benzenesulfonic acid, alizarin sulfonic acid, o-toluidine-m-sulfonic acid, ethanesulfonic acid and the like. As the aliphatic compound having a sulfonic acid group, sulfonic acid esters of alcohol and salts thereof are also useful. Such compounds are usually readily available as anionic surfactants. Examples thereof include lauryl sulfate, alkylaryl sulfate, p-nonylphenyl sulfate, 2-phenylethyl sulfate, isooctylenoxydiethoxyethyl sulfate and the like, and ammonium salts or alkali metal salts thereof.

実質的に水不溶性の感光性ジアゾ樹脂は、水溶性の感光性ジアゾ樹脂と、前記のフェノール性水酸基、スルホン酸基などを有する芳香族または脂肪族化合物の水溶液を、好ましくはほぼ等量となる量で混合して反応させることにより、沈殿として単離することにより調製することができる。   The substantially water-insoluble photosensitive diazo resin preferably has approximately the same amount of the water-soluble photosensitive diazo resin and the aqueous solution of the aromatic or aliphatic compound having the phenolic hydroxyl group or sulfonic acid group. It can be prepared by isolating as a precipitate by mixing and reacting in amounts.

また、本発明で用いる感光性樹脂組成物に含まれるネガ型感光性ジアゾ化合物としては、英国特許第1,312,925号明細書に記載されているジアゾ樹脂も好ましい。また特開平3−253857号公報に記載されているリンの酸素酸基を含有するジアゾ樹脂、また特開平4−18559号公報に記載されているカルボキシル基含有アルデヒドまたはそのアセタール化合物で縮合したジアゾ樹脂、また特願平3−23031号明細書に記載されているフェノキシ酢酸等のカルボキシ基含有芳香族化合物との共重合ジアゾ樹脂も好ましい。   Moreover, as a negative photosensitive diazo compound contained in the photosensitive resin composition used by this invention, the diazo resin described in British Patent 1,312,925 is also preferable. Further, a diazo resin containing an oxygen acid group of phosphorus described in JP-A-3-253857, and a diazo resin condensed with a carboxyl group-containing aldehyde or an acetal compound thereof described in JP-A-4-18559. Also preferred are copolymerized diazo resins with carboxy group-containing aromatic compounds such as phenoxyacetic acid described in Japanese Patent Application No. 3-23031.

本発明に係る感光性樹脂組成物に特に好適なネガ型感光性ジアゾ化合物としては、4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドの縮合物のドデシルベンゼンスルホン酸塩、4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドとの縮合物、4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドとの縮合物などが例示され、4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドとの縮合物である2−メキトシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルベンゼンスルホン酸塩を挙げることができる。   Negative photosensitive diazo compounds particularly suitable for the photosensitive resin composition according to the present invention include dodecylbenzenesulfonate salt of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde condensate, condensate of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde, 4 Examples include a condensate of -diazodiphenylamine and formaldehyde, and examples thereof include 2-mechito-4-hydroxy-5-benzoylbenzenesulfonate, which is a condensate of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde.

本発明で用いるジアゾニウム化合物は、好ましくは、分子量1,000〜100,000の化合物である。
感光性ジアゾ化合物の含有量は、感光性樹脂組成物中に固形分換算で5〜50質量%含まれているのが適当である。ジアゾ化合物の量が少なくなれば感光性は当然大になるが、経時安定性が低下する。ジアゾ化合物の含有量は8〜30質量%が好ましく、8〜20質量%がより好ましい。
本発明に用いられるジアゾ化合物は、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用しても良い。2種以上併用する場合は、その合計量が上記範囲であることが好ましい。
The diazonium compound used in the present invention is preferably a compound having a molecular weight of 1,000 to 100,000.
The content of the photosensitive diazo compound is suitably 5 to 50% by mass in terms of solid content in the photosensitive resin composition. When the amount of the diazo compound is reduced, the photosensitivity is naturally increased, but the stability with time is lowered. The content of the diazo compound is preferably 8 to 30% by mass, and more preferably 8 to 20% by mass.
You may use the diazo compound used for this invention in combination of 2 or more type as needed. When using 2 or more types together, it is preferable that the total amount is the said range.

<<アジド化合物>>
アジド化合物としては、ジアジド化合物(ビスアジド化合物)であることがより好ましく、芳香族アジド化合物がより好ましい。
芳香族アジド化合物の具体例としては、アジドベンゼン、4,4’−ジアジドジフェニル(別名p−フェニレン−ビスアジド)、アジドアニソール、アジドニトロベンゼン、アジドジメチルアニリン、ジアジドベンゾフェノン(例えば、4,4’−ジアジドベンゾフェノン)、ジアジドジフェニルメタン(例えば、4,4’−ジアジドジフェニルメタン)、ジアジドジフェニルエーテル、ジアジドジフェニルスルホン、ジアジドジフェニルスルフィド、ジアジドスチルベン(例えば、4,4’−ジアジドスチルベン)、アジドカルコン、ジアジドカルコン(例えば、4,4’−ジアジドカルコン)、ジアジドベンザルアセトン、2,6−ジ(パラアジドベンザル)−4−シクロヘキサノン、2,6−ジ(パラアジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、3−(4−(p−1−アジドフェニル)−1,3−ブタジエニル)−5,5−ジメチル−2−シクロヘキサン−1−オンなどを挙げることができる。
アジド化合物としては米国特許第2940,853号明細書に記載されている化合物も挙げられる。
本発明で用いるアジド化合物は、好ましくは、分子量200〜10,000の化合物である。
<< Azide Compound >>
As the azide compound, a diazide compound (bisazide compound) is more preferable, and an aromatic azide compound is more preferable.
Specific examples of the aromatic azide compound include azidobenzene, 4,4′-diazidodiphenyl (also called p-phenylene-bisazide), azidoanisole, azidonitrobenzene, azidodimethylaniline, diazidebenzophenone (for example, 4,4 ′ -Diazidobenzophenone), diazide diphenylmethane (eg, 4,4′-diazidodiphenylmethane), diazide diphenyl ether, diazide diphenylsulfone, diazide diphenyl sulfide, diazidostilbene (eg, 4,4′-diazidostilbene) ), Azido chalcone, diazide chalcone (for example, 4,4′-diazido chalcone), diazidobenzalacetone, 2,6-di (paraazidobenzal) -4-cyclohexanone, 2,6-di (para Azidobenzal) -4-methylcyclohe Sanon, 3- (4- (p-1- azide) -1,3-butadienyl) -5,5-dimethyl-2-cyclohexane-1-one, and the like.
Examples of the azide compound include compounds described in US Pat. No. 2,940,853.
The azide compound used in the present invention is preferably a compound having a molecular weight of 200 to 10,000.

アジド化合物の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、0.01〜205質量%が好ましく、0.1〜10質量%がより好ましく、0.5〜5質量%がさらに好ましい。
本発明に用いられるアジド化合物は、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用しても良い。2種以上併用する場合は、その合計量が上記範囲であることが好ましい。
The content of the azide compound is preferably 0.01 to 205% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and further preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. preferable.
You may use the azide compound used for this invention in combination of 2 or more type as needed. When using 2 or more types together, it is preferable that the total amount is the said range.

<増感色素(B)>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、光ラジカル重合開始剤との組み合わせにおいて、その分解を促進させるために、増感色素を含むことができる。
増感色素は、活性光線または放射線を吸収して電子励起状態となる。電子励起状態となった増感色素は、光ラジカル重合開始剤と接触して、電子移動、エネルギー移動、発熱などの作用が生じる。これにより光ラジカル重合開始剤は化学変化を起こして分解し、ラジカルを生成する。
好ましい増感色素の例としては、以下の化合物類に属しており、かつ350nmから450nm域のいずれかに吸収波長を有する化合物を挙げることができる。
<Sensitizing dye (B)>
The photosensitive resin composition used in the present invention can contain a sensitizing dye in order to promote its decomposition in combination with a radical photopolymerization initiator.
A sensitizing dye absorbs actinic rays or radiation and enters an electronically excited state. The sensitizing dye in an electronically excited state comes into contact with the photo radical polymerization initiator, and effects such as electron transfer, energy transfer, and heat generation occur. As a result, the photoradical polymerization initiator undergoes a chemical change and decomposes to generate radicals.
Examples of preferable sensitizing dyes include compounds belonging to the following compounds and having an absorption wavelength in any of 350 nm to 450 nm.

多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン、アントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン,3,7−ジメトキシアントラセン、9,10−ジプロピルオキシアントラセン)、キサンテン類(例えば、フルオレッセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、キサントン類(例えば、キサントン、チオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン)、シアニン類(例えばチアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、ローダシアニン類、オキソノール類、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アクリドン類(例えば、アクリドン、10−ブチル−2−クロロアクリドン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、スチリル類、ベーススチリル類(例えば、2−[2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル]ベンゾオキサゾール)、クマリン類(例えば、7−ジエチルアミノ4−メチルクマリン、7−ヒドロキシ4−メチルクマリン、2,3,6,7−テトラヒドロ−9−メチル−1H,5H,11H−[1]ベンゾピラノ[6,7,8−ij]キノリジン−11−ノン)。   Polynuclear aromatics (eg, pyrene, perylene, triphenylene, anthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 3,7-dimethoxyanthracene, 9,10-dipropyloxyanthracene), xanthenes (Eg, fluorescein, eosin, erythrosine, rhodamine B, rose bengal), xanthones (eg, xanthone, thioxanthone, dimethylthioxanthone, diethylthioxanthone), cyanines (eg, thiacarbocyanine, oxacarbocyanine), merocyanines ( For example, merocyanine, carbomerocyanine), rhodocyanines, oxonols, thiazines (eg, thionine, methylene blue, toluidine blue), acridines (eg, acridine oleoresin) Di, chloroflavin, acriflavine), acridones (eg, acridone, 10-butyl-2-chloroacridone), anthraquinones (eg, anthraquinone), squariums (eg, squalium), styryls, base styryls ( For example, 2- [2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl] benzoxazole), coumarins (for example, 7-diethylamino 4-methylcoumarin, 7-hydroxy-4-methylcoumarin, 2,3,6,7 -Tetrahydro-9-methyl-1H, 5H, 11H- [1] benzopyrano [6,7,8-ij] quinolidine-11-non).

これら増感色素の中でも、多核芳香族類、アクリドン類、スチリル類、ベーススチリル類、クマリン類が好ましく、多核芳香族類がより好ましい。多核芳香族類の中でもアントラセン誘導体が最も好ましい。   Among these sensitizing dyes, polynuclear aromatics, acridones, styryls, base styryls, and coumarins are preferable, and polynuclear aromatics are more preferable. Of the polynuclear aromatics, anthracene derivatives are most preferred.

増感色素の配合量は、増感色素/光ラジカル重合開始剤の質量比率が0.1/1.0〜10/1.0が好ましく、0.2/1.0〜5.0/1.0がより好ましい。増感色素は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。2種以上用いる場合は、その合計量が上記範囲となる。   The blending amount of the sensitizing dye is preferably such that the mass ratio of the sensitizing dye / photoradical polymerization initiator is 0.1 / 1.0 to 10 / 1.0, and 0.2 / 1.0 to 5.0 / 1. 0.0 is more preferable. Only one kind of sensitizing dye may be used, or two or more kinds thereof may be used. When using 2 or more types, the total amount becomes the said range.

<バインダーポリマー(C)>
本発明に用いられる感光性樹脂組成物は、感度と現像性とドライエッチングへの耐性をバランスよく向上させるために、バインダーポリマー(C)を添加してもよい。
本発明で用いることができるバインダーポリマーとしては、(メタ)アクリル系重合体、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂(好ましくは、ポリビニルブチラール樹脂)、ポリビニルホルマール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、および、ノボラック樹脂が例示される。
<Binder polymer (C)>
The photosensitive resin composition used in the present invention may contain a binder polymer (C) in order to improve the sensitivity, developability, and resistance to dry etching in a balanced manner.
Examples of the binder polymer that can be used in the present invention include (meth) acrylic polymers, polyurethane resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl acetal resins (preferably polyvinyl butyral resins), polyvinyl formal resins, polyamide resins, polyester resins, and epoxies. Resin and novolac resin are exemplified.

本発明において、「(メタ)アクリル系重合体」とは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル(アルキルエステル、アリールエステル、アリルエステルなど)、(メタ)アクリルアミドおよび(メタ)アクリルアミド誘導体などの(メタ)アクリル酸誘導体を重合成分として有する共重合体のことをいう。
ここで、「ポリウレタン樹脂」とは、イソシアネート基を2つ以上有する化合物とヒドロキシル基を2つ以上有する化合物の縮合反応により生成されるポリマーのことをいう。一例として、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリロニトリル/エチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体が例示される。
In the present invention, “(meth) acrylic polymer” means (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester (alkyl ester, aryl ester, allyl ester, etc.), (meth) acrylamide and (meth) acrylamide derivatives. It refers to a copolymer having a (meth) acrylic acid derivative such as
Here, the “polyurethane resin” refers to a polymer produced by a condensation reaction of a compound having two or more isocyanate groups and a compound having two or more hydroxyl groups. An example is 2-hydroxyethyl methacrylate / acrylonitrile / ethyl methacrylate / methacrylic acid copolymer.

「ポリビニルブチラール樹脂」とは、ポリ酢酸ビニルを一部または全て鹸化して得られるポリビニルアルコールとブチルアルデヒドを酸性条件下で反応(アセタール化反応)させて合成されるポリマーのことをいい、さらに、残存したヒドロキシ基と酸基等有する化合物を反応させる方法等により酸基等を導入したポリマーも含まれる。   “Polyvinyl butyral resin” refers to a polymer synthesized by reacting polyvinyl alcohol and butyraldehyde obtained by saponifying part or all of polyvinyl acetate under an acidic condition (acetalization reaction). A polymer having an acid group or the like introduced by a method of reacting a compound having a remaining hydroxy group and an acid group or the like is also included.

「ノボラック樹脂」とは、フェノール類(フェノールやクレゾールなど)とアルデヒド類(ホルムアルデヒドなど)の縮合反応によって生成されるポリマーのことをいう。さらに、残存したヒドロキシ基に対して別の化合物を反応させる方法等により置換基を導入したポリマーも含まれる。
ノボラック樹脂の好適な一例としては、フェノールホルムアルデヒド樹脂、m−クレゾールホルムアルデヒド樹脂、p−クレゾールホルムアルデヒド樹脂、m−/p−混合クレゾールホルムアルデヒド樹脂、フェノール/クレゾール(m−,p−,またはm−/p−混合のいずれでもよい)混合ホルムアルデヒド樹脂等のノボラック樹脂が挙げられる。重量平均分子量が500〜20,000、数平均分子量が200〜10,000のノボラック樹脂が好ましい。また、ノボラック樹脂中のヒドロキシ基に対して別の化合物とを反応させて置換基を導入した化合物も好ましく使用できる。
“Novolak resin” refers to a polymer produced by a condensation reaction of phenols (such as phenol and cresol) and aldehydes (such as formaldehyde). Furthermore, the polymer which introduce | transduced the substituent by the method of making another compound react with the remaining hydroxy group etc. is also contained.
Preferable examples of the novolak resin include phenol formaldehyde resin, m-cresol formaldehyde resin, p-cresol formaldehyde resin, m- / p-mixed cresol formaldehyde resin, phenol / cresol (m-, p-, or m- / p -Any of mixing) Novolak resin such as mixed formaldehyde resin may be mentioned. A novolak resin having a weight average molecular weight of 500 to 20,000 and a number average molecular weight of 200 to 10,000 is preferred. Moreover, the compound which made it react with another compound with respect to the hydroxyl group in a novolak resin and introduce | transduced the substituent can also be used preferably.

本発明で用いることができるバインダーポリマーは、塗布性を調節するために、配合される高分子化合物が例示される。ここでいう塗布性とは、塗布後の膜厚の均一性や塗布後の膜形成性のことをいう。従って、バインダーポリマーは、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらに般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。   The binder polymer that can be used in the present invention is exemplified by a polymer compound to be blended in order to adjust the coating property. The applicability here means the uniformity of the film thickness after application and the film formability after application. Therefore, the binder polymer has various repeating structural units for the purpose of adjusting dry etching resistance, standard developer suitability, substrate adhesion, resist profile, and general required properties such as resolution, heat resistance, and sensitivity. be able to.

このような繰り返し構造単位としては、下記の単量体に相当する繰り返し構造単位を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
これにより、本発明に用いられる感光性樹脂に用いられる樹脂に要求される性能、特に、
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性等の微調整が可能となる。
Examples of such repeating structural units include, but are not limited to, repeating structural units corresponding to the following monomers.
Thereby, the performance required for the resin used for the photosensitive resin used in the present invention, in particular,
(1) Solubility in coating solvent,
(2) Film formability (glass transition point),
(3) Alkali developability,
(4) Membrane slip (hydrophobic, alkali-soluble group selection),
(5) Adhesion of unexposed part to substrate,
(6) Fine adjustment such as dry etching resistance can be performed.

このような単量体として、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。
その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。
As such a monomer, for example, addition polymerization selected from acrylic acid esters, methacrylic acid esters, acrylamides, methacrylamides, allyl compounds, vinyl ethers, vinyl esters, styrenes, crotonic acid esters, etc. Examples include compounds having one unsaturated bond.
In addition, any addition-polymerizable unsaturated compound that can be copolymerized with monomers corresponding to the above various repeating structural units may be copolymerized.

バインダーポリマー(C)において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、感光性樹脂組成物のドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、さらにはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
バインダーポリマー(C)の形態としては、ランダム型、ブロック型、クシ型、スター型のいずれの形態でもよい。バインダーポリマー(C)は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン、またはアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
In the binder polymer (C), the molar ratio of each repeating structural unit is the dry etching resistance of the photosensitive resin composition, the standard developer suitability, the substrate adhesion, the resist profile, and the general required performance of the resist. It is set as appropriate to adjust the resolution, heat resistance, sensitivity, and the like.
The form of the binder polymer (C) may be any of random type, block type, comb type, and star type. The binder polymer (C) can be synthesized, for example, by radical, cation, or anionic polymerization of an unsaturated monomer corresponding to each structure. It is also possible to obtain the desired resin by conducting a polymer reaction after polymerization using an unsaturated monomer corresponding to the precursor of each structure.

バインダーポリマー(C)は、常法に従って(例えばラジカル重合)合成することができる。例えば、一般的合成方法としては、モノマー種および開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、さらには後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明で用いる感光性樹脂組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは、感光性樹脂組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。   The binder polymer (C) can be synthesized according to a conventional method (for example, radical polymerization). For example, as a general synthesis method, a monomer polymerization method in which a monomer species and an initiator are dissolved in a solvent and the polymerization is performed by heating, and a solution of the monomer species and the initiator is dropped into the heating solvent over 1 to 10 hours. The dropping polymerization method is added, and the dropping polymerization method is preferable. Examples of the reaction solvent include ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, diisopropyl ether, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, Furthermore, the solvent which melt | dissolves the photosensitive resin composition used by this invention like the below-mentioned propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and cyclohexanone is mentioned. More preferably, it is preferable to perform polymerization using the same solvent as that used in the photosensitive resin composition. Thereby, generation | occurrence | production of the particle at the time of a preservation | save can be suppressed.

重合反応は、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としては、アゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。所望により開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望のポリマーを回収する。反応の濃度は5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。   The polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. As the polymerization initiator, the polymerization is started using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.). As the radical initiator, an azo-based initiator is preferable, and an azo-based initiator having an ester group, a cyano group, or a carboxyl group is preferable. Preferred initiators include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like. If desired, an initiator is added or added in portions, and after completion of the reaction, it is put into a solvent and a desired polymer is recovered by a method such as powder or solid recovery. The concentration of the reaction is 5 to 50% by mass, preferably 10 to 30% by mass. The reaction temperature is usually 10 ° C to 150 ° C, preferably 30 ° C to 120 ° C, more preferably 60-100 ° C.

反応終了後、室温まで放冷し、精製する。精製は、水洗や適切な溶媒を組み合わせることにより残留単量体やオリゴマー成分を除去する液々抽出法、特定の分子量以下のもののみを抽出除去する限外ろ過等の溶液状態での精製方法や、樹脂溶液を貧溶媒へ滴下することで樹脂を貧溶媒中に凝固させることにより残留単量体等を除去する再沈澱法やろ別した樹脂スラリーを貧溶媒で洗浄する等の固体状態での精製方法等の通常の方法を適用できる。例えば、上記樹脂が難溶或いは不溶の溶媒(貧溶媒)を、この反応溶液の10倍以下の体積量、好ましくは10〜5倍の体積量で、接触させることにより樹脂を固体として析出させる。   After completion of the reaction, the mixture is allowed to cool to room temperature and purified. Purification can be accomplished by a liquid-liquid extraction method that removes residual monomers and oligomer components by combining water and an appropriate solvent, and a purification method in a solution state such as ultrafiltration that extracts and removes only those having a specific molecular weight or less. , Reprecipitation method that removes residual monomer by coagulating resin in poor solvent by dripping resin solution into poor solvent and purification in solid state such as washing filtered resin slurry with poor solvent A normal method such as a method can be applied. For example, the resin is precipitated as a solid by contacting a solvent (poor solvent) in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount of 10 times or less, preferably 10 to 5 times that of the reaction solution.

ポリマー溶液からの沈殿または再沈殿操作の際に用いる溶媒(沈殿または再沈殿溶媒)としては、このポリマーの貧溶媒であればよく、ポリマーの種類に応じて、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ニトロ化合物、エーテル、ケトン、エステル、カーボネート、アルコール、カルボン酸、水、これらの溶媒を含む混合溶媒等の中から適宜選択して使用できる。   The solvent used for the precipitation or reprecipitation operation from the polymer solution (precipitation or reprecipitation solvent) may be a poor solvent for this polymer. Depending on the type of polymer, hydrocarbon, halogenated hydrocarbon, nitro A compound, ether, ketone, ester, carbonate, alcohol, carboxylic acid, water, a mixed solvent containing these solvents, and the like can be appropriately selected for use.

沈殿または再沈殿溶媒の使用量は、効率や収率等を考慮して適宜選択できるが、一般には、ポリマー溶液100質量部に対して、100〜10,000質量部、好ましくは200〜2,000質量部、さらに好ましくは300〜1,000質量部である。
沈殿または再沈殿する際の温度としては、効率や操作性を考慮して適宜選択できるが、通常0〜50℃程度、好ましくは室温付近(例えば20〜35℃程度)である。沈殿または再沈殿操作は、攪拌槽などの慣用の混合容器を用い、バッチ式、連続式等の公知の方法により行うことができる。
沈殿または再沈殿したポリマーは、通常、濾過、遠心分離等の慣用の固液分離に付し、乾燥して使用に供される。濾過は、耐溶剤性の濾材を用い、好ましくは加圧下で行われる。乾燥は、常圧または減圧下(好ましくは減圧下)、30〜100℃程度、好ましくは30〜50℃程度の温度で行われる。
なお、一度、樹脂を析出させて、分離した後に、再び溶媒に溶解させ、この樹脂が難溶或いは不溶の溶媒と接触させてもよい。即ち、上記ラジカル重合反応終了後、ポリマーが難溶或いは不溶の溶媒を接触させ、樹脂を析出させ(工程a)、樹脂を溶液から分離し(工程b)、改めて溶媒に溶解させ樹脂溶液Aを調製(工程c)、その後、この樹脂溶液Aに、この樹脂が難溶或いは不溶の溶媒を、樹脂溶液Aの10倍未満の体積量(好ましくは5倍以下の体積量)で、接触させることにより樹脂固体を析出させ(工程d)、析出した樹脂を分離する(工程e)ことを含む方法でもよい。
The amount of the precipitation or reprecipitation solvent used can be appropriately selected in consideration of efficiency, yield, and the like, but is generally 100 to 10,000 parts by mass, preferably 200 to 2, based on 100 parts by mass of the polymer solution. 000 parts by mass, more preferably 300 to 1,000 parts by mass.
The temperature for precipitation or reprecipitation can be appropriately selected in consideration of efficiency and operability, but is usually about 0 to 50 ° C., preferably around room temperature (for example, about 20 to 35 ° C.). The precipitation or reprecipitation operation can be performed by a known method such as a batch method or a continuous method using a conventional mixing vessel such as a stirring tank.
The precipitated or re-precipitated polymer is usually subjected to common solid-liquid separation such as filtration and centrifugation, and dried before use. Filtration is performed using a solvent-resistant filter medium, preferably under pressure. Drying is performed at a temperature of about 30 to 100 ° C., preferably about 30 to 50 ° C. under normal pressure or reduced pressure (preferably under reduced pressure).
In addition, after depositing and separating the resin once, it may be dissolved again in a solvent, and the resin may be brought into contact with a hardly soluble or insoluble solvent. That is, after completion of the radical polymerization reaction, a solvent in which the polymer is hardly soluble or insoluble is contacted, the resin is precipitated (step a), the resin is separated from the solution (step b), and the resin solution A is dissolved again in the solvent. Preparation (step c), and then contacting the resin solution A with a solvent in which the resin is hardly soluble or insoluble in a volume amount less than 10 times that of the resin solution A (preferably a volume amount not more than 5 times). Alternatively, a method including precipitating a resin solid (step d) and separating the precipitated resin (step e) may be used.

また、組成物の調製後に樹脂が凝集することなどを抑制する為に、例えば、特開2009−037108号公報に記載のように、合成された樹脂を溶剤に溶解して溶液とし、その溶液を30℃〜90℃程度で30分〜4時間程度加熱するような工程を加えてもよい。   In order to prevent the resin from aggregating after the preparation of the composition, for example, as described in JP-A-2009-037108, the synthesized resin is dissolved in a solvent to form a solution. A step of heating at about 30 ° C. to 90 ° C. for about 30 minutes to 4 hours may be added.

本発明で用いることができるバインダーポリマーとしては、共役ジエン系重合体およびその環化物が例示される。共役ジエン系重合体は、共役ジエンのみからなる重合体であってもよいし、他のモノマーとの共重合体であってもよい。共重合体を形成するモノマーとしては、上述のモノマーが例示される。
本発明では、架橋剤(A)として、アジド化合物を用いる場合に、特に好ましく使用できる。露光により発生するナイトレンが二重結合に付加し、効果的に架橋が進行するためと考えられる。
Examples of the binder polymer that can be used in the present invention include conjugated diene polymers and cyclized products thereof. The conjugated diene polymer may be a polymer composed only of conjugated diene or a copolymer with other monomers. Examples of the monomer that forms the copolymer include the monomers described above.
In this invention, when using an azide compound as a crosslinking agent (A), it can use especially preferably. This is probably because nitrene generated by exposure is added to the double bond and the crosslinking proceeds effectively.

共役ジエン系重合体またはその環化物としては、共役ジエン系重合体の環化物であることが好ましい。
本発明に用いられる共役ジエン系重合体の環化物は、ポリマー鎖に下記一般式で表わされる繰り返し単位を持つ重合体または共重合体の環化物であることが好ましい。
The conjugated diene polymer or the cyclized product thereof is preferably a cyclized product of a conjugated diene polymer.
The conjugated diene polymer cyclized product used in the present invention is preferably a polymer or copolymer cyclized product having a repeating unit represented by the following general formula in the polymer chain.

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記一般式中、
1、R2、R3、R4、R5およびR6は各々独立に水素原子、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基などの炭素数1〜5のアルキル基)、またはアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)を表す。
具体例としてはシス−1,4−ブタジエン単位、トランス−1,4−ブタジエン単位、シス−1,4−イソプレン単位、トランス−1,4−イソプレン単位、シス−1,4−ペンタジエン単位、トランス−1,4−ペンタジエン単位、1,4−ジフェニルブタジエン単位、1,2−ブタジエン単位、3,4−イソプレン単位、1,2−ペンタジエン単位、3,4−ジフェニルブタジエン単位などを有する重合体、またはこれらの共役ジエン単位と不飽和化合物単位、例えば、スチレン単位、α−メチルスチレン単位、パラメチルスチレン単位などのビニル芳香族化合物単位、エテレノ単位、プロピレン単位、イノブチレン単位などのオレフィン化合物単位とを有する共重合体の環化物を挙げることができる。もちろん天然ゴムの環化物も用いることができる。本発明では、環化イソプレンゴムが特に好ましい。
本発明に用いられる共役ジエン系重合体の環化物の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、特公昭60−57584号公報、特公昭57−44682号公報等に記載されているように共役ジエン系重合体を不活性溶媒中で、一般式
CFn3-nSO3
(ここで、Rは水素原子、アルキル基またはCFn3-nSO2であり、nは1、2または3である)で表わされるフッ素含有置換スルホン酸化合物と接触させて環化することによって得ることができる。
前記フッ素含有置換スルホン酸化合物としては、トリフルオロメタンスルホン酸、またはこの酸の無水物、メチルエステル、エチルエステル若しくは酸クロリドなどが好ましく、トリフルオロメタンスルホン酸が特に好ましい。
共役ジエン系重合体は、まず不活性溶媒に溶解し、ついでフッ素含有置換スルホン酸化合物と接触させて環化させるが、環化物製造時に用いられる溶媒としては、不活性炭化水素(例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタノン、ベンゼン、トルエン、キシレン等)、不活性ハロゲン化炭化水素(例えば、二塩化メチレン、クロロベンゼンなど)が好適に挙げられる。
これらの溶剤は、塗布性などの観点から、2種以上を混合する形態も好ましい。
環化物製造時のフッ素含有置換スルホン酸化合物の使用量は、共役ジエン系重合体の繰り返し単位当り、モル比で1/6000〜1/10であることが好ましく、1/5000〜1/20であることがより好ましい。
環化反応は、通常、常圧下40℃〜溶媒沸点の温度範囲で行うが、勿論、加圧下で行ってもよい。例えば、溶媒がキシレンの場合、通常、常圧下60〜120℃の温度で行う。なお、この環化反応は非常に速い反応であり、触媒添加直後に、ほぼ反応が完了すると考えられ、その環化率は、通常、10分後のものと1時間後のものとはほとんど変わらない。
In the above general formula,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group (eg, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group), or aryl Represents a group (eg, phenyl, naphthyl, etc.).
Specific examples include cis-1,4-butadiene units, trans-1,4-butadiene units, cis-1,4-isoprene units, trans-1,4-isoprene units, cis-1,4-pentadiene units, trans A polymer having -1,4-pentadiene unit, 1,4-diphenylbutadiene unit, 1,2-butadiene unit, 3,4-isoprene unit, 1,2-pentadiene unit, 3,4-diphenylbutadiene unit, etc. Alternatively, these conjugated diene units and unsaturated compound units, for example, vinyl aromatic compound units such as styrene units, α-methylstyrene units, paramethylstyrene units, and olefin compound units such as ethereno units, propylene units, and isobutylene units. The cyclized product of the copolymer which has can be mentioned. Of course, natural rubber cyclized products can also be used. In the present invention, cyclized isoprene rubber is particularly preferred.
The method for producing the cyclized product of the conjugated diene polymer used in the present invention is not particularly limited. For example, as described in JP-B-60-57584, JP-B-57-44682, etc. A conjugated diene polymer in an inert solvent and having the general formula CF n H 3-n SO 3 R
(Wherein R is a hydrogen atom, an alkyl group or CF n H 3-n SO 2 , n is 1, 2 or 3) and is cyclized by contact with the fluorine-containing substituted sulfonic acid compound represented by Can be obtained by:
As the fluorine-containing substituted sulfonic acid compound, trifluoromethanesulfonic acid, or an anhydride thereof, methyl ester, ethyl ester or acid chloride is preferable, and trifluoromethanesulfonic acid is particularly preferable.
The conjugated diene polymer is first dissolved in an inert solvent and then cyclized by contacting with a fluorine-containing substituted sulfonic acid compound. As the solvent used in the production of the cyclized product, an inert hydrocarbon (for example, pentane, Suitable examples include hexane, heptanone, benzene, toluene, xylene, and the like) and inert halogenated hydrocarbons (for example, methylene dichloride, chlorobenzene, and the like).
A form in which two or more of these solvents are mixed is also preferable from the viewpoint of applicability and the like.
The amount of the fluorine-containing substituted sulfonic acid compound used in the production of the cyclized product is preferably 1/6000 to 1/10 in molar ratio per repeating unit of the conjugated diene polymer, and is 1/5000 to 1/20. More preferably.
The cyclization reaction is usually performed in a temperature range of 40 ° C. to the boiling point of the solvent under normal pressure, but may be performed under pressure. For example, when the solvent is xylene, the reaction is usually performed at a temperature of 60 to 120 ° C. under normal pressure. This cyclization reaction is a very fast reaction, and it is considered that the reaction is almost completed immediately after the addition of the catalyst. The cyclization rate is usually almost the same as that after 10 minutes and that after 1 hour. Absent.

本発明に用いられる共役ジエン系重合体の環化物の環化率としては特に制限はないが、50%以上であることが好ましく、50〜95%であることがより好ましく、60〜75%であることがさらに好ましい。
なお、環化率は、1H−NMR分析により、原料として用いた共役ジエン系重合体の環化反応前後における二重結合由来のプロトンのピーク面積をそれぞれ測定し、環化反応前を100としたときの環化反応後の環化物に残存する二重結合の割合を求め、計算式=(100−環化物中に残存する二重結合の割合)により表される値(%)である。
The cyclization rate of the cyclized product of the conjugated diene polymer used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 50% or more, more preferably 50 to 95%, and 60 to 75%. More preferably it is.
The cyclization rate was determined by measuring the peak area of protons derived from double bonds before and after the cyclization reaction of the conjugated diene polymer used as a raw material by 1 H-NMR analysis. The ratio of the double bond remaining in the cyclized product after the cyclization reaction is calculated, and is a value (%) represented by the calculation formula = (100−the ratio of the double bond remaining in the cyclized product).

本発明で用いるバインダーポリマー(C)の重量平均分子量は、下限値が、10,000以上、2,000以上、3,000以上、5,000以上、10,000以上の順に好ましく、上限値は、300,000以下、250,000以下、200,000以下、100,000以下、50,000以下、20,000以下、10,000以下の順に好ましい。
また、数平均分子量は、1,000以上が好ましく、2,000〜250,000がより好ましい。
多分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、通常1.0〜10.0であり、好ましくは1.0〜3.0、より好ましくは、1.1〜2.6、さらに好ましくは1.2〜2.4、特に好ましくは1.4〜2.2である。分子量分布が上記範囲を満たしていると、解像度、レジスト形状が優れ、かつ、レジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
本発明で用いる感光性樹脂組成物において、バインダーポリマー(C)の組成物全体中の配合率の下限値は、全固形分中、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、60質量%以上、70質量%以上の順に好ましく、上限値は、99質量%以下、90質量%以下、80質量%以下の順に好ましい。
また、本発明において、バインダーポリマー(C)は、1種で使用してもよいし、2種類以上数併用してもよい。
The lower limit of the weight average molecular weight of the binder polymer (C) used in the present invention is preferably 10,000 or more, 2,000 or more, 3,000 or more, 5,000 or more, and 10,000 or more in order, and the upper limit is 300,000 or less, 250,000 or less, 200,000 or less, 100,000 or less, 50,000 or less, 20,000 or less, or 10,000 or less.
Further, the number average molecular weight is preferably 1,000 or more, and more preferably 2,000 to 250,000.
The polydispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) is usually 1.0 to 10.0, preferably 1.0 to 3.0, more preferably 1.1 to 2.6, and still more preferably. It is 1.2 to 2.4, particularly preferably 1.4 to 2.2. When the molecular weight distribution satisfies the above range, the resolution and resist shape are excellent, the side wall of the resist pattern is smooth, and the roughness is excellent.
In the photosensitive resin composition used in the present invention, the lower limit of the blending ratio of the binder polymer (C) in the entire composition is 5% by mass or more, 10% by mass or more, 20% by mass or more, 30% in the total solid content. It is preferable in the order of mass% or more, 60 mass% or more, and 70 mass% or more, and the upper limit is preferably 99 mass% or less, 90 mass% or less, and 80 mass% or less.
In the present invention, the binder polymer (C) may be used alone or in combination of two or more.

<その他の成分>
本発明における感光性樹脂組成物には、その他の成分を含有することができる。
<Other ingredients>
The photosensitive resin composition in the present invention can contain other components.

<<光ラジカル重合開始剤>>
本発明で用いるネガ型感光性樹脂組成物は重合開始剤を含有していてもよい。これにより、感光性架橋剤の架橋反応を促進することができる。重合開始剤として、以下の光ラジカル重合開始剤を用いることができる。
光ラジカル開始剤は、後述するラジカル重合性化合物における重合反応(架橋反応)を開始する能力を有していれば特に限定されず、公知の重合開始剤の中から適宜選択することができる。例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましい。また、光励起された増感色素と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよい。
また、光ラジカル重合開始剤は、約300nm〜800nm(好ましくは330nm〜500nm)の範囲内に少なくとも約50の分子吸光係数を有する化合物を、少なくとも1種含有していることが好ましい。
<< Photoradical polymerization initiator >>
The negative photosensitive resin composition used in the present invention may contain a polymerization initiator. Thereby, the crosslinking reaction of a photosensitive crosslinking agent can be accelerated | stimulated. The following radical photopolymerization initiators can be used as the polymerization initiator.
The photo radical initiator is not particularly limited as long as it has the ability to initiate a polymerization reaction (crosslinking reaction) in a radical polymerizable compound described later, and can be appropriately selected from known polymerization initiators. For example, those having photosensitivity to visible light from the ultraviolet region are preferable. Moreover, the activator which produces | generates an active radical by producing a certain effect | action with the photosensitized sensitizing dye may be sufficient.
The radical photopolymerization initiator preferably contains at least one compound having a molecular extinction coefficient of at least about 50 within a range of about 300 nm to 800 nm (preferably 330 nm to 500 nm).

光ラジカル重合開始剤としては、公知の化合物を用いることができ、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体(例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの、トリハロメチル基を有するものなど)、アシルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体等のオキシム化合物、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテル、アミノアセトフェノン化合物、ヒドロキシアセトフェノン、アゾ系化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、有機ホウ素化合物、鉄アレーン錯体などが挙げられる。   As the radical photopolymerization initiator, known compounds can be used. For example, halogenated hydrocarbon derivatives (for example, those having a triazine skeleton, those having an oxadiazole skeleton, those having a trihalomethyl group), Acylphosphine compounds such as acylphosphine oxide, oxime compounds such as hexaarylbiimidazole and oxime derivatives, organic peroxides, thio compounds, ketone compounds, aromatic onium salts, ketoxime ethers, aminoacetophenone compounds, hydroxyacetophenones, azo series Examples thereof include compounds, azide compounds, metallocene compounds, organoboron compounds, iron arene complexes, and the like.

トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Bull.Chem.Soc.Japan,42、2924(1969)記載の化合物、英国特許1388492号明細書記載の化合物、特開昭53−133428号公報記載の化合物、独国特許3337024号明細書記載の化合物、F.C.SchaeferなどによるJ.Org.Chem.;29、1527(1964)記載の化合物、特開昭62−58241号公報記載の化合物、特開平5−281728号公報記載の化合物、特開平5−34920号公報記載化合物、米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物、などが挙げられる。   Examples of the halogenated hydrocarbon compound having a triazine skeleton include those described in Wakabayashi et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924 (1969), a compound described in British Patent 1388492, a compound described in JP-A-53-133428, a compound described in German Patent 3337024, F.I. C. J. Schaefer et al. Org. Chem. 29, 1527 (1964), compounds described in JP-A-62-258241, compounds described in JP-A-5-281728, compounds described in JP-A-5-34920, US Pat. No. 4,221,976 And the compounds described in the book.

米国特許第4212976号明細書に記載されている化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物(例えば、2−トリクロロメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリブロモメチル−5−(2−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール;2−トリクロロメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−クロロスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−メトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリクロロメチル−5−(4−n−ブトキシスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−トリプロモメチル−5−スチリル−1,3,4−オキサジアゾールなど)などが挙げられる。   Examples of the compounds described in US Pat. No. 4,221,976 include compounds having an oxadiazole skeleton (for example, 2-trichloromethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloro Methyl-5- (4-chlorophenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5 (2-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 2-tribromomethyl-5- (2-naphthyl)- 1,3,4-oxadiazole; 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-chlorostyryl)- , 3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (1-naphthyl) -1,3 4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (4-n-butoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-tripromomethyl-5-styryl-1,3,4-oxadi Azole etc.).

また、上記以外の光ラジカル重合開始剤として、アクリジン誘導体(例えば、9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9,9’−アクリジニル)ヘプタンなど)、N−フェニルグリシンなど、ポリハロゲン化合物(例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトンなど)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフラノイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3’−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリン、7−ベンゾトリアゾール−2−イルクマリン、また、特開平5−19475号公報、特開平7−271028号公報、特開2002−363206号公報、特開2002−363207号公報、特開2002−363208号公報、特開2002−363209号公報などに記載のクマリン化合物など)、アシルホスフィンオキサイド類(例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、LucirinTPOなど)、メタロセン類(例えば、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフロロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、η5−シクロペンタジエニル−η6−クメニル−アイアン(1+)−ヘキサフロロホスフェート(1−)など)、特開昭53−133428号公報、特公昭57−1819号公報、同57−6096号公報、および米国特許第3615455号明細書に記載された化合物などが挙げられる。   In addition, as photo radical polymerization initiators other than the above, polyhalogen compounds (for example, 9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane, etc.), N-phenylglycine (for example, 9-phenylacridine, etc.) , Carbon tetrabromide, phenyl tribromomethyl sulfone, phenyl trichloromethyl ketone, etc.), coumarins (for example, 3- (2-benzofuranoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2-benzofuroyl) -7- ( 1-pyrrolidinyl) coumarin, 3-benzoyl-7-diethylaminocoumarin, 3- (2-methoxybenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-dimethylaminobenzoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3,3′-carbonyl Bis (5,7-di-n-propoxycoumarin), 3,3 -Carbonylbis (7-diethylaminocoumarin), 3-benzoyl-7-methoxycoumarin, 3- (2-furoyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (4-diethylaminocinnamoyl) -7-diethylaminocoumarin, 7-methoxy -3- (3-pyridylcarbonyl) coumarin, 3-benzoyl-5,7-dipropoxycoumarin, 7-benzotriazol-2-ylcoumarin, JP-A-5-19475, JP-A-7-271028, JP-A-2002-363206, JP-A-2002-363207, JP-A-2002-363208, JP-A-2002-363209, etc.), acylphosphine oxides (for example, bis (2 , 4,6-Trimethylbenzoyl) -pheni Phosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentylphenylphosphine oxide, Lucirin TPO, etc.), metallocenes (for example, bis (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl) -Bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium, η5-cyclopentadienyl-η6-cumenyl-iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-), etc.) And compounds described in JP-A-53-133428, JP-B-57-1819, JP-A-57-6096, and US Pat. No. 3,615,455.

上記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、2−メチルベンゾフェノン、3−メチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−メトキシベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4−ブロモベンゾフェノン、2−カルボキシベンゾフェノン、2−エトキシカルボニルベンゾフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸またはそのテトラメチルエステル、4,4’−ビス(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン類(例えば、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビスジシクロヘキシルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジヒドロキシエチルアミノ)ベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、2−クロロ−チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、2−ベンジル−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−1−ブタノン、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロパノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類(例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール)、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。
市販品では、カヤキュアーDETX(日本化薬製)も好適に用いられる。
Examples of the ketone compound include benzophenone, 2-methylbenzophenone, 3-methylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4-bromobenzophenone, 2-carboxybenzophenone, 2-ethoxycarbonylbenzophenone, benzophenonetetracarboxylic acid or tetramethyl ester thereof, 4,4′-bis (dialkylamino) benzophenone (for example, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bisdicyclohexyl) Amino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (dihydroxyethylamino) benzophenone, 4-methoxy-4′-dimethylaminobenzof Non, 4,4′-dimethoxybenzophenone, 4-dimethylaminobenzophenone, 4-dimethylaminoacetophenone, benzyl, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-methylanthraquinone, phenanthraquinone, xanthone, thioxanthone, 2-chloro -Thioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, fluorenone, 2-benzyl-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -1-propanone, 2-hydroxy-2-methyl- [4- (1-methylvinyl) phenyl] propanol oligomer, benzoin, benzoin ethers (for example, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoy Propyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin phenyl ether, benzyl dimethyl ketal), acridone, chloro acridone, N- methyl acridone, N- butyl acridone, N- butyl - such as chloro acrylic pyrrolidone.
Kayacure DETX (manufactured by Nippon Kayaku) is also suitably used as a commercial product.

光ラジカル重合開始剤としては、ヒドロキシアセトフェノン化合物、アミノアセトフェノン化合物、および、アシルホスフィン化合物も好適に用いることができる。より具体的には、例えば、特開平10−291969号公報に記載のアミノアセトフェノン系開始剤、特許第4225898号公報に記載のアシルホスフィンオキシド系開始剤も用いることができる。
ヒドロキシアセトフェノン系開始剤としては、IRGACURE−184、DAROCUR−1173、IRGACURE−500、IRGACURE−2959、IRGACURE−127(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤としては、市販品であるIRGACURE−907、IRGACURE−369、および、IRGACURE−379(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。アミノアセトフェノン系開始剤として、365nmまたは405nm等の長波光源に吸収波長がマッチングされた特開2009−191179号公報に記載の化合物も用いることができる。また、アシルホスフィン系開始剤としては市販品であるIRGACURE−819やDAROCUR−TPO(商品名:いずれもBASF社製)を用いることができる。
As the photoradical polymerization initiator, hydroxyacetophenone compounds, aminoacetophenone compounds, and acylphosphine compounds can also be suitably used. More specifically, for example, aminoacetophenone initiators described in JP-A-10-291969 and acylphosphine oxide initiators described in Japanese Patent No. 4225898 can also be used.
As the hydroxyacetophenone-based initiator, IRGACURE-184, DAROCUR-1173, IRGACURE-500, IRGACURE-2959, IRGACURE-127 (trade names: all manufactured by BASF) can be used. As the aminoacetophenone-based initiator, commercially available products IRGACURE-907, IRGACURE-369, and IRGACURE-379 (trade names: all manufactured by BASF) can be used. As the aminoacetophenone-based initiator, a compound described in JP-A-2009-191179 in which an absorption wavelength is matched with a long wave light source such as 365 nm or 405 nm can also be used. As the acylphosphine-based initiator, commercially available products such as IRGACURE-819 and DAROCUR-TPO (trade names: both manufactured by BASF) can be used.

光ラジカル重合開始剤として、より好ましくはオキシム系化合物が挙げられる。オキシム系開始剤の具体例としては、特開2001−233842号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報記載の化合物、特開2006−342166号公報記載の化合物を用いることができる。   More preferred examples of the photo radical polymerization initiator include oxime compounds. Specific examples of the oxime initiator include compounds described in JP-A No. 2001-233842, compounds described in JP-A No. 2000-80068, and compounds described in JP-A No. 2006-342166.

光ラジカル重合開始剤として好適に用いられる、オキシム誘導体等のオキシム化合物としては、例えば、3−ベンゾイロキシイミノブタン−2−オン、3−アセトキシイミノブタン−2−オン、3−プロピオニルオキシイミノブタン−2−オン、2−アセトキシイミノペンタン−3−オン、2−アセトキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ベンゾイロキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オン、3−(4−トルエンスルホニルオキシ)イミノブタン−2−オン、および2−エトキシカルボニルオキシイミノ−1−フェニルプロパン−1−オンなどが挙げられる。   Examples of oxime compounds such as oxime derivatives that are preferably used as photo radical polymerization initiators include 3-benzoyloxyiminobutane-2-one, 3-acetoxyiminobutan-2-one, and 3-propionyloxyimibutane. 2-one, 2-acetoxyiminopentan-3-one, 2-acetoxyimino-1-phenylpropan-1-one, 2-benzoyloxyimino-1-phenylpropan-1-one, 3- (4- Toluenesulfonyloxy) iminobutan-2-one and 2-ethoxycarbonyloxyimino-1-phenylpropan-1-one.

オキシムエステル化合物としては、J.C.S.Perkin II(1979年)p p.1653−1660)、J.C.S.Perkin II(1979年)pp.156−162、Journal of Photopolymer Science and Technology(1995年)pp.202−232、特開2000−66385号公報記載の化合物、特開2000−80068号公報、特表2004−534797号公報、特開2006−342166号公報の各公報に記載の化合物等が挙げられる。
市販品ではIRGACURE−OXE01(BASF社製)、IRGACURE−OXE02(BASF社製)も好適に用いられる。
Examples of oxime ester compounds include J.M. C. S. Perkin II (1979) p. 1653-1660), J.M. C. S. Perkin II (1979) pp. 156-162, Journal of Photopolymer Science and Technology (1995) pp. 202-232, compounds described in JP-A No. 2000-66385, compounds described in JP-A No. 2000-80068, JP-T 2004-534797, JP-A No. 2006-342166, and the like.
IRGACURE-OXE01 (manufactured by BASF) and IRGACURE-OXE02 (manufactured by BASF) are also preferably used as commercial products.

また上記記載以外のオキシムエステル化合物として、カルバゾールN位にオキシムが連結した特表2009−519904号公報に記載の化合物、ベンゾフェノン部位にヘテロ置換基が導入された米国特許7626957号公報に記載の化合物、色素部位にニトロ基が導入された特開2010−15025号公報および米国特許公開2009−292039号記載の化合物、国際公開特許2009−131189号公報に記載のケトオキシム系化合物、トリアジン骨格とオキシム骨格を同一分子内に含有する米国特許7556910号公報に記載の化合物、405nmに吸収極大を有しg線光源に対して良好な感度を有する特開2009−221114号公報記載の化合物、などを用いてもよい。   Further, as oxime ester compounds other than those described above, compounds described in JP-T 2009-519904, in which an oxime is linked to the N-position of carbazole, compounds described in US Pat. No. 7,626,957 in which a hetero substituent is introduced into the benzophenone moiety, A compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-15025 and US Patent Publication No. 2009-292039 in which a nitro group is introduced at the dye site, a ketoxime compound described in International Patent Publication No. 2009-131189, the triazine skeleton and the oxime skeleton are identical A compound described in US Pat. No. 7,556,910 contained in the molecule, a compound described in JP-A-2009-221114 having an absorption maximum at 405 nm and good sensitivity to a g-line light source, and the like may be used. .

好ましくはさらに、特開2007−231000号公報、および、特開2007−322744号公報に記載される環状オキシム化合物に対しても好適に用いることができる。環状オキシム化合物の中でも、特に特開2010−32985号公報、特開2010−185072号公報に記載されるカルバゾール色素に縮環した環状オキシム化合物は、高い光吸収性を有し高感度化の観点から好ましい。
また、オキシム化合物の特定部位に不飽和結合を有する特開2009−242469号公報に記載の化合物も、重合不活性ラジカルから活性ラジカルを再生することで高感度化を達成でき好適に使用することができる。
特に好ましくは、特開2007−269779号公報に示される特定置換基を有するオキシム化合物や、特開2009−191061号公報に示されるチオアリール基を有するオキシム化合物が挙げられる。
Preferably, it can also be suitably used for the cyclic oxime compounds described in JP2007-231000A and JP2007-322744A. Among the cyclic oxime compounds, the cyclic oxime compounds fused to the carbazole dyes described in JP2010-32985A and JP2010-185072A in particular have high light absorptivity from the viewpoint of high sensitivity. preferable.
Further, the compound described in JP-A-2009-242469 having an unsaturated bond at a specific site of the oxime compound can be preferably used because it can achieve high sensitivity by regenerating active radicals from polymerization inert radicals. it can.
Particularly preferred are oxime compounds having a specific substituent as disclosed in JP-A-2007-2699779 and oxime compounds having a thioaryl group as disclosed in JP-A-2009-191061.

アゾ系化合物としては、アゾベンゼン化合物が好ましく、ジアゾアミノベンゼン化合物がより好ましい。   As the azo compound, an azobenzene compound is preferable, and a diazoaminobenzene compound is more preferable.

化合物のモル吸光係数は、公知の方法を用いることができるが、具体的には、例えば、紫外可視分光光度計(Varian社製Carry−5 spctrophotometer)にて、酢酸エチル溶媒を用い、0.01g/Lの濃度で測定することが好ましい。   A known method can be used for the molar extinction coefficient of the compound. Specifically, for example, 0.01 g of an ultraviolet-visible spectrophotometer (Varian Inc., Carry-5 spctrophotometer) is used with an ethyl acetate solvent. It is preferable to measure at a concentration of / L.

光ラジカル重合開始剤は、イオン性でも非イオン性であってもよいが、露光感度の観点および保護膜との混合を避けるために、非イオン性光ラジカル開始剤であることが好ましい。
非イオン性光ラジカル開始剤としては、トリハロメチルトリアジン化合物、ベンジルジメチルケタール化合物、α−ヒドロキシケトン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリルイミダゾールダイマー、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物およびその誘導体、シクロペンタジエン−ベンゼン−鉄錯体およびその塩、ハロメチルオキサジアゾール化合物、3−アリール置換クマリン化合物、アゾベンゼン化合物からなる群より選択される化合物が好ましい。
The photoradical polymerization initiator may be ionic or nonionic, but is preferably a nonionic photoradical initiator in view of exposure sensitivity and avoiding mixing with a protective film.
Nonionic photo radical initiators include trihalomethyltriazine compounds, benzyldimethylketal compounds, α-hydroxyketone compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, oxime compounds, triallylimidazole dimers, benzothiazoles Compounds selected from the group consisting of compounds, benzophenone compounds, acetophenone compounds and derivatives thereof, cyclopentadiene-benzene-iron complexes and salts thereof, halomethyloxadiazole compounds, 3-aryl-substituted coumarin compounds, and azobenzene compounds are preferred.

さらに好ましくは、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、アシルホスフィン化合物、フォスフィンオキサイド化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物であり、トリハロメチルトリアジン化合物、α−アミノケトン化合物、オキシム化合物、トリアリールイミダゾールダイマー、ベンゾフェノン化合物、アゾベンゼン化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物がより好ましく、オキシム化合物を用いるのがさらに好ましい。   More preferred are trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, acylphosphine compounds, phosphine oxide compounds, oxime compounds, triarylimidazole dimers, benzophenone compounds, acetophenone compounds, trihalomethyltriazine compounds, α-aminoketone compounds, oximes. At least one compound selected from the group consisting of a compound, a triarylimidazole dimer, a benzophenone compound, and an azobenzene compound is more preferable, and an oxime compound is more preferable.

感光性樹脂組成物中の光ラジカル重合開始剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対し0.1質量%以上50質量%以下が好ましく、0.1質量%以上30質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上20質量%以下がさらに好ましく、1質量%以上10質量%以下が特に好ましい。
光ラジカル重合開始剤は、1種類のみ単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。光ラジカル重合開始剤を2種類以上併用する場合は、その合計量が上記範囲であることが好ましい。
The content of the photo radical polymerization initiator in the photosensitive resin composition is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or more and 30% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. The following is more preferable, 0.1% by mass or more and 20% by mass or less is further preferable, and 1% by mass or more and 10% by mass or less is particularly preferable.
Only one type of radical photopolymerization initiator may be used alone, or two or more types may be used in combination. When two or more types of radical photopolymerization initiators are used in combination, the total amount is preferably in the above range.

<<ラジカル重合性化合物>>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、ラジカル重合性化合物を含んでいてもよい。ラジカル重合性化合物は、以下で説明するラジカル重合性化合物の中から任意に選択することができる。
<< Radically polymerizable compound >>
The photosensitive resin composition used in the present invention may contain a radical polymerizable compound. The radically polymerizable compound can be arbitrarily selected from among radically polymerizable compounds described below.

ラジカル重合性化合物の官能基数は、1分子中におけるラジカル重合性基の数を意味する。ラジカル重合性基とは、典型的には、活性光線もしくは放射線の照射、または、ラジカルの作用により、重合することが可能な基である。   The number of functional groups of the radical polymerizable compound means the number of radical polymerizable groups in one molecule. The radically polymerizable group is typically a group that can be polymerized by irradiation with actinic rays or radiation, or by the action of radicals.

ラジカル重合性基は、例えば、付加重合反応し得る官能基であることが好ましい。付加重合反応し得る官能基としては、エチレン性不飽和結合基が挙げられる。エチレン性不飽和結合基としては、スチリル基、(メタ)アクリロイル基およびアリル基が好ましく、(メタ)アクリロイル基がより好ましい。すなわち、本発明で用いるラジカル重合性化合物は、(メタ)アクリレート化合物であることが好ましく、アクリレート化合物であることがさらに好ましい。   The radical polymerizable group is preferably a functional group that can undergo an addition polymerization reaction, for example. Examples of the functional group that can undergo an addition polymerization reaction include an ethylenically unsaturated bond group. As an ethylenically unsaturated bond group, a styryl group, a (meth) acryloyl group and an allyl group are preferable, and a (meth) acryloyl group is more preferable. That is, the radical polymerizable compound used in the present invention is preferably a (meth) acrylate compound, and more preferably an acrylate compound.

ラジカル重合性化合物は、例えば、モノマーやプレポリマー、すなわち、2量体、3量体およびオリゴマー、ポリマー、またはそれらの混合物ならびにそれらの多量体などの化学的形態のいずれであってもよいが、モノマーおよび/またはオリゴマーが好ましく、モノマーがより好ましい。
モノマーは、典型的には、低分子化合物であり、分子量2000以下が好ましく、1500以下がより好ましく、分子量900以下がさらに好ましい。なお、分子量の下限は、通常、100以上である。
オリゴマーは、典型的には、比較的低い分子量の重合体であり、10個から100個のモノマーが結合した重合体であることが好ましい。重量平均分子量は、2,000〜20,000が好ましく、2,000〜15,000がより好ましく、2,000〜10,000がさらに好ましい。
ポリマーは、高い分子量の重合体であり、重量平均分子量が20,000以上であることが好ましい。
The radical polymerizable compound may be in any chemical form such as, for example, a monomer or a prepolymer, that is, a dimer, a trimer and an oligomer, a polymer, or a mixture thereof and a multimer thereof. Monomers and / or oligomers are preferred, and monomers are more preferred.
The monomer is typically a low molecular compound, preferably has a molecular weight of 2000 or less, more preferably 1500 or less, and still more preferably a molecular weight of 900 or less. In addition, the minimum of molecular weight is 100 or more normally.
The oligomer is typically a polymer having a relatively low molecular weight, and is preferably a polymer in which 10 to 100 monomers are bonded. The weight average molecular weight is preferably 2,000 to 20,000, more preferably 2,000 to 15,000, and still more preferably 2,000 to 10,000.
The polymer is a high molecular weight polymer and preferably has a weight average molecular weight of 20,000 or more.

ラジカル重合性化合物は、保護膜との混合を避けるために、実質的に水に不溶であることが好ましい。実質的に水に不溶とは、ラジカル重合性化合物のみを酢酸ブチル等の溶剤に溶解し、固形分濃度3.5質量%とした組成物をシリコンウエハ上に塗布して得られる塗膜(膜厚100nm)を形成した際、QCM(水晶発振子マイクロバランス)センサー等を用いて測定した室温(25℃)におけるイオン交換水に対して、上記塗膜を1000秒間浸漬させた際の平均の溶解速度(膜厚の減少速度)が、1nm/s以下、好ましくは0.1nm/s以下であることを示す。
本発明で用いるラジカル重合性化合物は、25℃における水に対する溶解度が1.0g/水100g以下であることが好ましく、溶解度が0.1g/水100g以下であることがより好ましい。このような構成とすることにより、保護膜に水溶性樹脂を用いた場合も、保護膜にラジカル重合性化合物が浸透しにくくなり、本発明の効果がより効果的に発揮される。
In order to avoid mixing with the protective film, the radically polymerizable compound is preferably substantially insoluble in water. “Substantially insoluble in water” means a coating film (film) obtained by dissolving only a radical polymerizable compound in a solvent such as butyl acetate and applying a composition having a solid content of 3.5% by mass on a silicon wafer. The average dissolution when the coating film was immersed for 1000 seconds in ion-exchanged water at room temperature (25 ° C.) measured using a QCM (quartz crystal microbalance) sensor or the like. It indicates that the speed (thickness reduction rate) is 1 nm / s or less, preferably 0.1 nm / s or less.
The radically polymerizable compound used in the present invention preferably has a water solubility at 25 ° C. of 1.0 g / 100 g or less, more preferably 0.1 g / 100 g or less of water. By adopting such a configuration, even when a water-soluble resin is used for the protective film, the radical polymerizable compound is less likely to penetrate into the protective film, and the effects of the present invention are more effectively exhibited.

感光性樹脂組成物中のラジカル重合性化合物の重合性基当量(mmol/g)は、0.1〜7.0が好ましく、1.0〜6.0がより好ましく、2.0〜5.0がさらに好ましい。ラジカル重合性化合物の重合性基当量が高くなりすぎると、硬化時の硬化収縮によりレジスト層に亀裂が入る可能性がある。一方、ラジカル重合性化合物の重合性基当量が低すぎると、硬化性が不十分になる可能性がある。なお、重合性基当量(mmol/g)は、感光性樹脂組成物の全固形分質量当たりに含まれる重合性基の(mmol)数を表す。   The polymerizable group equivalent (mmol / g) of the radical polymerizable compound in the photosensitive resin composition is preferably 0.1 to 7.0, more preferably 1.0 to 6.0, and 2.0 to 5. 0 is more preferable. If the polymerizable group equivalent of the radical polymerizable compound becomes too high, the resist layer may crack due to curing shrinkage during curing. On the other hand, if the polymerizable group equivalent of the radical polymerizable compound is too low, the curability may be insufficient. In addition, polymeric group equivalent (mmol / g) represents the number of (mmol) of the polymeric group contained per total solid content mass of the photosensitive resin composition.

ラジカル重合性化合物がモノマーまたはオリゴマーである場合の例としては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など)やそのエステル類、アミド類、ならびにこれらの多量体が挙げられ、好ましくは、不飽和カルボン酸と多価アルコール化合物とのエステル、および不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミド類、ならびにこれらの多量体である。
また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能もしくは多官能イソシアネート類或いはエポキシ類との付加反応物や、単官能もしくは多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。
また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル或いはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類、チオール類との置換反応物も好適である。
また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン等のビニルベンゼン誘導体、ビニルエーテル、アリルエーテル等に置き換えた化合物群を使用することも可能である。
Examples of the case where the radical polymerizable compound is a monomer or an oligomer include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, And multimers thereof. Preferred are esters of unsaturated carboxylic acids and polyhydric alcohol compounds, amides of unsaturated carboxylic acids and polyhydric amine compounds, and multimers thereof.
Further, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having a nucleophilic substituent such as hydroxyl group, amino group, mercapto group and the like with monofunctional or polyfunctional isocyanates or epoxies, monofunctional or polyfunctional. A dehydration condensation reaction product with a functional carboxylic acid is also preferably used.
Further, an addition reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol, and further a halogen group A substituted reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a detachable substituent such as a tosyloxy group and a monofunctional or polyfunctional alcohol, amine or thiol is also suitable.
As another example, it is also possible to use a compound group in which an unsaturated phosphonic acid, a vinylbenzene derivative such as styrene, vinyl ether, allyl ether or the like is used instead of the unsaturated carboxylic acid.

多価アルコール化合物と不飽和カルボン酸とのエステルのモノマーの具体例としては、アクリル酸エステルとして、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、テトラメチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリメチロールエタントリアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ソルビトールトリアクリレート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールペンタアクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、イソシアヌール酸エチレンオキシド(EO)変性トリアクリレート、ポリエステルアクリレートオリゴマー等がある。   Specific examples of esters of polyhydric alcohol compounds and unsaturated carboxylic acids include acrylic acid esters such as ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, and tetramethylene glycol diacrylate. , Propylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, trimethylolethane triacrylate, hexanediol diacrylate, 1,4-cyclohexanediol diacrylate, tetra Ethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, di Intererythritol diacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, sorbitol triacrylate, sorbitol tetraacrylate, sorbitol pentaacrylate, sorbitol hexaacrylate, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, isocyanuric acid ethylene oxide (EO) modified tri Examples include acrylates and polyester acrylate oligomers.

メタクリル酸エステルとしては、テトラメチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ソルビトールトリメタクリレート、ソルビトールテトラメタクリレート、ビス〔p−(3−メタクリルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕ジメチルメタン、ビス−〔p−(メタクリルオキシエトキシ)フェニル〕ジメチルメタン等がある。   Methacrylic acid esters include tetramethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, Hexanediol dimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol dimethacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, sorbitol trimethacrylate, sorbitol tetramethacrylate, bis [p- (3-methacryloxy- 2-hydroxypro ) Phenyl] dimethyl methane, bis - [p- (methacryloxyethoxy) phenyl] dimethyl methane.

イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。   Itaconic acid esters include ethylene glycol diitaconate, propylene glycol diitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4-butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, pentaerythritol diitaconate And sorbitol tetritaconate.

クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。   Examples of crotonic acid esters include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, and sorbitol tetradicrotonate.

イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等がある。   Examples of isocrotonic acid esters include ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate, and sorbitol tetraisocrotonate.

マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。   Examples of maleic acid esters include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate, and sorbitol tetramaleate.

その他のエステルの例として、例えば、特公昭46−27926号公報、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報記載のアミノ基を含有するもの等も好適に用いられ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   Examples of other esters include aliphatic alcohol esters described in JP-B-46-27926, JP-B-51-47334, JP-A-57-196231, and JP-A-59-5240. Gazettes, those having an aromatic skeleton described in JP-A-59-5241, JP-A-2-226149, those containing an amino group described in JP-A-1-165613, and the like are preferably used. These contents are incorporated herein.

また、多価アミン化合物と不飽和カルボン酸とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。   Specific examples of amide monomers of polyvalent amine compounds and unsaturated carboxylic acids include methylene bis-acrylamide, methylene bis-methacrylamide, 1,6-hexamethylene bis-acrylamide, 1,6-hexamethylene bis-methacrylic. Examples include amide, diethylenetriamine trisacrylamide, xylylene bisacrylamide, and xylylene bismethacrylamide.

その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭54−21726号公報記載のシクロへキシレン構造を有するものをあげることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   Examples of other preferable amide monomers include those having a cyclohexylene structure described in JP-B No. 54-21726, the contents of which are incorporated herein.

また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性モノマーも好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記一般式(A)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
CH2=C(R4)COOCH2CH(R5)OH (A)
(ただし、R4およびR5は、HまたはCH3を示す。)
また、特開昭51−37193号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号公報、特公昭56−17654号公報、特公昭62−39417号公報、特公昭62−39418号公報記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適であり、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
In addition, urethane-based addition polymerizable monomers produced by using an addition reaction of isocyanate and hydroxyl group are also suitable. Specific examples thereof include, for example, one molecule described in JP-B-48-41708. A vinylurethane compound containing two or more polymerizable vinyl groups in one molecule obtained by adding a vinyl monomer containing a hydroxyl group represented by the following general formula (A) to a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups Etc.
CH 2 = C (R 4) COOCH 2 CH (R 5) OH (A)
(However, R 4 and R 5 represent H or CH 3. )
Also, urethane acrylates such as those described in JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, JP-B-2-16765, JP-B-58-49860, JP-B-56- Urethane compounds having an ethylene oxide skeleton described in Japanese Patent No. 17654, Japanese Patent Publication No. 62-39417, and Japanese Patent Publication No. 62-39418 are also suitable, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

また、ラジカル重合性モノマーとしては、特開2009−288705号公報の段落番号0095〜段落番号0108に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   Further, as the radically polymerizable monomer, compounds described in paragraphs 0095 to 0108 of JP-A-2009-288705 can be preferably used in the present invention, and the contents thereof are described in the present specification. Incorporated.

また、ラジカル重合性モノマーとしては、少なくとも1個の付加重合可能なエチレン基を有する、常圧下で100℃以上の沸点を持つエチレン性不飽和基を持つ化合物も好ましい。
その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、等の単官能のアクリレートやメタアクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、グリセリンやトリメチロールエタン等の多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後(メタ)アクリレート化したもの、特公昭48−41708号、特公昭50−6034号、特開昭51−37193号各公報に記載されているようなウレタン(メタ)アクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、特公昭52−30490号各公報に記載されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能のアクリレートやメタアクリレートおよびこれらの混合物を挙げることができる。
多官能カルボン酸にグリシジル(メタ)アクリレート等の環状エーテル基とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させ得られる多官能(メタ)アクリレートなども挙げることができる。
また、その他の好ましいラジカル重合性モノマーとして、特開2010−160418号公報、特開2010−129825号公報、特許第4364216号等に記載される、フルオレン環を有し、エチレン性重合性基を2官能以上有する化合物、カルド樹脂も使用することが可能であり、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
さらに、ラジカル重合性モノマーのその他の例としては、特公昭46−43946号公報、特公平1−40337号公報、特公平1−40336号公報記載の特定の不飽和化合物や、特開平2−25493号公報記載のビニルホスホン酸系化合物等もあげることができる。また、ある場合には、特開昭61−22048号公報記載のペルフルオロアルキル基を含有する構造が好適に使用される。さらに日本接着協会誌 vol.20、No.7、300〜308ページ(1984年)に光硬化性モノマーおよびオリゴマーとして紹介されているものも使用することができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
Further, as the radically polymerizable monomer, a compound having at least one addition-polymerizable ethylene group and having an ethylenically unsaturated group having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure is also preferable.
Examples include monofunctional acrylates and methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolethanetri (Meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, hexanediol (Meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) iso Polyfunctional alcohols such as anurate, glycerin and trimethylolethane, which are added with ethylene oxide or propylene oxide and then (meth) acrylated, Japanese Patent Publication No. 48-41708, Japanese Patent Publication No. 50-6034, Japanese Patent Publication No. 51- Urethane (meth) acrylates as described in JP-B-37193, polyester acrylates described in JP-A-48-64183, JP-B-49-43191, JP-B-52-30490, Mention may be made of polyfunctional acrylates and methacrylates such as epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resins and (meth) acrylic acid, and mixtures thereof.
A polyfunctional (meth) acrylate obtained by reacting a polyfunctional carboxylic acid with a compound having a cyclic ether group such as glycidyl (meth) acrylate and an ethylenically unsaturated group can also be used.
Further, as other preferable radical polymerizable monomers, those having a fluorene ring described in JP 2010-160418 A, JP 2010-129825 A, Japanese Patent No. 4364216, etc., and having 2 ethylenic polymerizable groups. It is also possible to use a compound having a functionality or higher, a cardo resin, the contents of which are incorporated herein.
Further, other examples of the radical polymerizable monomer include specific unsaturated compounds described in JP-B-46-43946, JP-B-1-40337, JP-B-1-40336, and JP-A-2-25493. And vinyl phosphonic acid-based compounds described in the Japanese Patent Publication. In some cases, a structure containing a perfluoroalkyl group described in JP-A-61-22048 is preferably used. Furthermore, Journal of Japan Adhesion Association vol. 20, no. 7, pages 300 to 308 (1984) can also be used as photocurable monomers and oligomers, the contents of which are incorporated herein.

また、常圧下で100℃以上の沸点を有し、少なくとも一つの付加重合可能なエチレン性不飽和基を持つ化合物としては、特開2008−292970号公報の段落番号0254〜0257に記載の化合物も好適であり、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   Further, as a compound having a boiling point of 100 ° C. or higher under normal pressure and having at least one ethylenically unsaturated group capable of addition polymerization, compounds described in paragraph numbers 0254 to 0257 of JP-A-2008-292970 are also included. These contents are preferred and are incorporated herein.

上記のほか、下記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性モノマーも好適に用いることができる。なお、式中、Tがオキシアルキレン基の場合には、炭素原子側の末端がRに結合する。   In addition to the above, radically polymerizable monomers represented by the following general formulas (MO-1) to (MO-5) can also be suitably used. In the formula, when T is an oxyalkylene group, the terminal on the carbon atom side is bonded to R.

Figure 2015087611
Figure 2015087611

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記一般式において、nは0〜14の整数であり、mは1〜8の整数である。一分子内に複数存在するR、T、は、各々同一であっても、異なっていてもよい。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表されるラジカル重合性モノマーの各々において、複数のRの内の少なくとも1つは、−OC(=O)CH=CH2、または、−OC(=O)C(CH3)=CH2で表される基を表す。
上記一般式(MO−1)〜(MO−5)で表される、ラジカル重合性モノマーの具体例としては、特開2007−269779号公報の段落番号0248〜0251に記載されている化合物を本発明においても好適に用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
In the above general formula, n is an integer of 0 to 14, and m is an integer of 1 to 8. A plurality of R and T present in one molecule may be the same or different.
In each of the radical polymerizable monomers represented by the general formulas (MO-1) to (MO-5), at least one of the plurality of Rs is —OC (═O) CH═CH 2 , or represents an -OC (= O) C (CH 3) = groups represented by CH 2.
Specific examples of the radical polymerizable monomer represented by the above general formulas (MO-1) to (MO-5) include the compounds described in paragraphs 0248 to 0251 of JP-A-2007-26979. It can be used suitably also in invention, These contents are integrated in this specification.

また、特開平10−62986号公報において一般式(1)および(2)としてその具体例と共に記載の、上記多官能アルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加させた後に(メタ)アクリレート化した化合物も、ラジカル重合性モノマーとして用いることができる。   In addition, compounds that are (meth) acrylated after adding ethylene oxide or propylene oxide to the polyfunctional alcohol described in JP-A-10-62986 as general formulas (1) and (2) together with specific examples thereof are also included. Can be used as a radical polymerizable monomer.

中でも、ラジカル重合性モノマーとしては、ジペンタエリスリトールトリアクリレート(市販品としては KAYARAD D−330;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート(市販品としては KAYARAD D−320;日本化薬株式会社製)ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD D−310;日本化薬株式会社製)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(市販品としては KAYARAD DPHA;日本化薬株式会社製)、およびこれらの(メタ)アクリロイル基がエチレングリコール、プロピレングリコール残基を介している構造が好ましい。これらのオリゴマータイプも使用できる。   Among these, as the radical polymerizable monomer, dipentaerythritol triacrylate (KAYARAD D-330 as a commercial product; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), dipentaerythritol tetraacrylate (as a commercial product, KAYARAD D-320; Nippon Kayaku) Dipentaerythritol penta (meth) acrylate (manufactured by K.K.) and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (commercially available KAYARAD DPHA; Nippon Kayaku Co., Ltd.) And a structure in which these (meth) acryloyl groups are mediated by ethylene glycol and propylene glycol residues. These oligomer types can also be used.

ラジカル重合性モノマーとしては、多官能モノマーであって、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等の酸基を有していても良い。従って、エチレン性化合物が、上記のように混合物である場合のように未反応のカルボキシル基を有するものであれば、これをそのまま利用することができるが、必要において、上述のエチレン性化合物のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を導入しても良い。この場合、使用される非芳香族カルボン酸無水物の具体例としては、無水テトラヒドロフタル酸、アルキル化無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、アルキル化無水ヘキサヒドロフタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸が挙げられる。   The radically polymerizable monomer is a polyfunctional monomer and may have an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphoric acid group. Therefore, if the ethylenic compound has an unreacted carboxyl group as in the case of a mixture as described above, this can be used as it is. The acid group may be introduced by reacting the group with a non-aromatic carboxylic acid anhydride. In this case, specific examples of the non-aromatic carboxylic acid anhydride used include tetrahydrophthalic anhydride, alkylated tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, alkylated hexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, anhydrous Maleic acid is mentioned.

酸基を有するモノマーとしては、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と不飽和カルボン酸とのエステルであり、脂肪族ポリヒドロキシ化合物の未反応のヒドロキシル基に非芳香族カルボン酸無水物を反応させて酸基を持たせた多官能モノマーが好ましく、特に好ましくは、このエステルにおいて、脂肪族ポリヒドロキシ化合物がペンタエリスリトールおよび/またはジペンタエリスリトールであるものである。市販品としては、例えば、東亞合成株式会社製の多塩基酸変性アクリルオリゴマーとして、M−510、M−520などが挙げられる。   The monomer having an acid group is an ester of an aliphatic polyhydroxy compound and an unsaturated carboxylic acid, and an unreacted hydroxyl group of the aliphatic polyhydroxy compound is reacted with a non-aromatic carboxylic acid anhydride to form an acid group. The polyfunctional monomer provided is preferred, and particularly preferably in this ester, the aliphatic polyhydroxy compound is pentaerythritol and / or dipentaerythritol. Examples of commercially available products include M-510 and M-520 as polybasic acid-modified acrylic oligomers manufactured by Toagosei Co., Ltd.

本発明では、必要に応じて、モノマーとして酸基を有しない多官能モノマーと酸基を有する多官能モノマーを併用しても良い。
酸基を有する多官能モノマーの好ましい酸価としては、0.1〜40mg−KOH/gであり、特に好ましくは5〜30mg−KOH/gである。多官能モノマーの酸価が低すぎると現像溶解特性が落ち、高すぎると製造や取扱いが困難になり光重合性能が落ち、画素の表面平滑性等の硬化性が劣るものとなる傾向にある。従って、異なる酸基の多官能モノマーを2種以上併用する場合、或いは酸基を有しない多官能モノマーを併用する場合、全体の多官能モノマーとしての酸基が上記範囲に入るように調整することが好ましい。
また、ラジカル重合性モノマーとして、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体を含有することが好ましい。
カプロラクトン構造を有する多官能性単量体としては、その分子内にカプロラクトン構造を有する限り特に限定されるものではないが、例えば、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセロール、トリメチロールメラミン等の多価アルコールと、(メタ)アクリル酸およびε−カプロラクトンをエステル化することにより得られる、ε−カプロラクトン変性多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。なかでも下記一般式(B)で表されるカプロラクトン構造を有する多官能性単量体が好ましい。
In this invention, you may use together the polyfunctional monomer which does not have an acid group as a monomer, and the polyfunctional monomer which has an acid group as needed.
A preferable acid value of the polyfunctional monomer having an acid group is 0.1 to 40 mg-KOH / g, and particularly preferably 5 to 30 mg-KOH / g. If the acid value of the polyfunctional monomer is too low, the development and dissolution characteristics are lowered, and if it is too high, the production and handling are difficult, the photopolymerization performance is lowered, and the curability such as the surface smoothness of the pixel tends to be inferior. Accordingly, when two or more polyfunctional monomers having different acid groups are used in combination, or when a polyfunctional monomer having no acid group is used in combination, the acid groups as the entire polyfunctional monomer should be adjusted so as to fall within the above range. Is preferred.
Moreover, it is preferable to contain the polyfunctional monomer which has a caprolactone structure as a radically polymerizable monomer.
The polyfunctional monomer having a caprolactone structure is not particularly limited as long as it has a caprolactone structure in the molecule. For example, trimethylolethane, ditrimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, penta Ε-caprolactone modified polyfunctionality obtained by esterifying polyhydric alcohol such as erythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, glycerin, diglycerol, trimethylolmelamine, (meth) acrylic acid and ε-caprolactone ( Mention may be made of (meth) acrylates. Especially, the polyfunctional monomer which has a caprolactone structure represented with the following general formula (B) is preferable.

一般式(B)

Figure 2015087611
General formula (B)
Figure 2015087611

(式中、6個のRは全てが下記一般式(C)で表される基であるか、または6個のRのうち1〜5個が下記一般式(C)で表される基であり、残余が下記一般式(D)で表される基である。) (In the formula, all six Rs are groups represented by the following general formula (C), or 1 to 5 of the six Rs are groups represented by the following general formula (C). And the remainder is a group represented by the following general formula (D).)

一般式(C)

Figure 2015087611
General formula (C)
Figure 2015087611

(式中、R1は水素原子またはメチル基を示し、mは1または2の数を示し、「*」は結合手であることを示す。) (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, m represents a number of 1 or 2, and “*” represents a bond.)

一般式(D)

Figure 2015087611
Formula (D)
Figure 2015087611

(式中、R1は水素原子またはメチル基を示し、「*」は結合手であることを示す。)
このようなカプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、例えば、日本化薬(株)からKAYARAD DPCAシリーズとして市販されており、DPCA−20(上記一般式(B)〜(D)においてm=1、一般式(C)で表される基の数=2、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−30(同式、m=1、一般式(C)で表される基の数=3、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−60(同式、m=1、一般式(C)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)、DPCA−120(同式においてm=2、一般式(C)で表される基の数=6、R1が全て水素原子である化合物)等を挙げることができる。
本発明において、カプロラクトン構造を有する多官能性単量体は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and “*” represents a bond.)
Polyfunctional monomers having such a caprolactone structure are commercially available from Nippon Kayaku Co., Ltd. as the KAYARAD DPCA series, for example, and DPCA-20 (m = 1, the number of groups represented by the general formula (C) = 2, a compound in which R 1 is all hydrogen atoms, DPCA-30 (same formula, m = 1, the group represented by the general formula (C) Number = 3, compound in which R 1 is all hydrogen atoms), DPCA-60 (same formula, m = 1, number of groups represented by general formula (C) = 6, compound in which R 1 is all hydrogen atoms ), DPCA-120 (a compound in which m = 2 in the formula, the number of groups represented by the general formula (C) = 6, and all R 1 are hydrogen atoms).
In this invention, the polyfunctional monomer which has a caprolactone structure can be used individually or in mixture of 2 or more types.

また、多官能モノマーとしては、下記一般式(i)または(ii)で表される化合物の群から選択される少なくとも1種であることも好ましい。   In addition, the polyfunctional monomer is preferably at least one selected from the group of compounds represented by the following general formula (i) or (ii).

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記一般式(i)および(ii)中、Eは、各々独立に、−((CH2)yCH2O)−、または−((CH2)yCH(CH3)O)−を表し、yは、各々独立に0〜10の整数を表し、Xは、各々独立に、(メタ)アクリロイル基、水素原子、またはカルボキシル基を表す。
上記一般式(i)中、(メタ)アクリロイル基の合計は3個または4個であり、mは各々独立に0〜10の整数を表し、各mの合計は0〜40の整数である。但し、各mの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
上記一般式(ii)中、(メタ)アクリロイル基の合計は5個または6個であり、nは各々独立に0〜10の整数を表し、各nの合計は0〜60の整数である。但し、各nの合計が0の場合、Xのうちいずれか1つはカルボキシル基である。
In the general formulas (i) and (ii), each E independently represents — ((CH 2 ) yCH 2 O) —, or — ((CH 2 ) yCH (CH 3 ) O) —, and y Each independently represents an integer of 0 to 10, and each X independently represents a (meth) acryloyl group, a hydrogen atom, or a carboxyl group.
In the general formula (i), the total number of (meth) acryloyl groups is 3 or 4, each m independently represents an integer of 0 to 10, and the total of each m is an integer of 0 to 40. However, when the total of each m is 0, any one of X is a carboxyl group.
In the general formula (ii), the total number of (meth) acryloyl groups is 5 or 6, each n independently represents an integer of 0 to 10, and the total of each n is an integer of 0 to 60. However, when the total of each n is 0, any one of X is a carboxyl group.

上記一般式(i)中、mは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各mの合計は、2〜40の整数が好ましく、2〜16の整数がより好ましく、4〜8の整数が特に好ましい。
上記一般式(ii)中、nは、0〜6の整数が好ましく、0〜4の整数がより好ましい。
また、各nの合計は、3〜60の整数が好ましく、3〜24の整数がより好ましく、6〜12の整数が特に好ましい。
In the general formula (i), m is preferably an integer of 0 to 6, and more preferably an integer of 0 to 4.
Moreover, the integer of 2-40 is preferable, the integer of 2-16 is more preferable, and the integer of 4-8 is especially preferable as the sum total of each m.
In the general formula (ii), n is preferably an integer of 0 to 6, and more preferably an integer of 0 to 4.
Further, the total of each n is preferably an integer of 3 to 60, more preferably an integer of 3 to 24, and particularly preferably an integer of 6 to 12.

また、一般式(i)または一般式(ii)中の−((CH2)yCH2O)−または−((CH2)yCH(CH3)O)−は、酸素原子側の末端がXに結合する形態が好ましい。 In general formula (i) or formula (ii) in the - ((CH 2) yCH 2 O) - or - ((CH 2) yCH ( CH 3) O) - , the terminal oxygen atom side X The form which couple | bonds with is preferable.

特に、一般式(ii)において、6個のX全てがアクリロイル基である形態が好ましい。   In particular, in the general formula (ii), a form in which all six Xs are acryloyl groups is preferable.

上記一般式(i)または(ii)で表される化合物は、従来公知の工程である、ペンタエリスリト−ルまたはジペンタエリスリト−ルにエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを開環付加反応により開環骨格を結合する工程と、開環骨格の末端水酸基に、例えば(メタ)アクリロイルクロライドを反応させて(メタ)アクリロイル基を導入する工程と、から合成することができる。各工程は良く知られた工程であり、当業者は容易に一般式(i)または(ii)で表される化合物を合成することができる。   The compound represented by the general formula (i) or (ii) is a ring-opening skeleton obtained by ring-opening addition reaction of ethylene oxide or propylene oxide to pentaerythritol or dipentaerythritol, which is a conventionally known process. And a step of reacting, for example, (meth) acryloyl chloride with the terminal hydroxyl group of the ring-opening skeleton to introduce a (meth) acryloyl group. Each step is a well-known step, and a person skilled in the art can easily synthesize a compound represented by the general formula (i) or (ii).

上記一般式(i)、(ii)で表される化合物の中でも、ペンタエリスリトール誘導体および/またはジペンタエリスリトール誘導体がより好ましい。
具体的には、下記式(a)〜(f)で表される化合物(以下、「例示化合物(a)〜(f)」ともいう。)が挙げられ、中でも、例示化合物(a)、(b)、(e)、(f)が好ましい。
Among the compounds represented by the general formulas (i) and (ii), pentaerythritol derivatives and / or dipentaerythritol derivatives are more preferable.
Specific examples include compounds represented by the following formulas (a) to (f) (hereinafter also referred to as “exemplary compounds (a) to (f)”), and among them, exemplary compounds (a) and ( b), (e) and (f) are preferred.

Figure 2015087611
Figure 2015087611

Figure 2015087611
Figure 2015087611

一般式(i)、(ii)で表されるラジカル重合性モノマーの市販品としては、例えばサートマー社製のエチレンオキシ鎖を4個有する4官能アクリレートであるSR−494、日本化薬株式会社製のペンチレンオキシ鎖を6個有する6官能アクリレートであるDPCA−60、イソブチレンオキシ鎖を3個有する3官能アクリレートであるTPA−330などが挙げられる。   Examples of commercially available radical polymerizable monomers represented by general formulas (i) and (ii) include SR-494, a tetrafunctional acrylate having four ethyleneoxy chains manufactured by Sartomer, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. DPCA-60, which is a hexafunctional acrylate having 6 pentyleneoxy chains, and TPA-330, which is a trifunctional acrylate having 3 isobutyleneoxy chains.

また、ラジカル重合性モノマーとしては、特公昭48−41708号、特開昭51−37193号公報、特公平2−32293号公報、特公平2−16765号公報に記載されているようなウレタンアクリレート類や、特公昭58−49860号公報、特公昭56−17654号公報、特公昭62−39417号公報、特公昭62−39418号公報記載のエチレンオキサイド系骨格を有するウレタン化合物類も好適である。さらに、重合性モノマーとして、特開昭63−277653号公報、特開昭63−260909号公報、特開平1−105238号公報に記載される、分子内にアミノ構造やスルフィド構造を有する付加重合性モノマー類を用いることもできる。
ラジカル重合性モノマーの市販品としては、ウレタンオリゴマーUAS−10、UAB−140(山陽国策パルプ社製)、UA−7200、A−TMMT、A−9300、AD−TMP、A−DPH、A−TMM−3、A−TMPT、A−TMPT−9EO、U−4HA、U−15HA、A−BPE−4、A−BPE−20(新中村化学社製)、DPHA−40H(日本化薬社製)、UA−306H、UA−306T、UA−306I、AH−600、T−600、AI−600、ライトアクリレート TMP−A(共栄社製)などが挙げられる。
Examples of the radical polymerizable monomer include urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-A-51-37193, JP-B-2-32293, and JP-B-2-16765. Also suitable are urethane compounds having an ethylene oxide skeleton as described in JP-B-58-49860, JP-B-56-17654, JP-B-62-39417, and JP-B-62-39418. Furthermore, addition polymerizable compounds having an amino structure or a sulfide structure in the molecule described in JP-A-63-277653, JP-A-63-260909, and JP-A-1-105238 as polymerizable monomers. Monomers can also be used.
Commercially available products of radical polymerizable monomers include urethane oligomers UAS-10, UAB-140 (manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp Co., Ltd.), UA-7200, A-TMMT, A-9300, AD-TMP, A-DPH, A-TMM. -3, A-TMPT, A-TMPT-9EO, U-4HA, U-15HA, A-BPE-4, A-BPE-20 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), DPHA-40H (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) UA-306H, UA-306T, UA-306I, AH-600, T-600, AI-600, light acrylate TMP-A (manufactured by Kyoeisha) and the like.

本発明におけるラジカル重合性モノマーは、2官能以下のラジカル重合性モノマーおよび3官能以上のラジカル重合性モノマーについて、それぞれ、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用することが好ましく、三次元架橋構造を有するという点から、3官能以上のラジカル重合性モノマーを少なくとも1種含むことが好ましい。   The radical polymerizable monomer in the present invention may be used singly or in combination of two or more types for the bifunctional or lower radical polymerizable monomer and the trifunctional or higher functional radical polymerizable monomer, From the viewpoint of having a three-dimensional cross-linking structure, it is preferable to include at least one kind of tri- or higher functional radical polymerizable monomer.

ラジカル重合性モノマーは、1種類のみ用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ラジカル重合性モノマーの含有量は、良好な感度の観点から、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、5〜95質量%が好ましく、10〜90質量%がより好ましく、20〜80質量%がさらに好ましい。
Only one type of radical polymerizable monomer may be used, or two or more types may be used in combination.
From the viewpoint of good sensitivity, the content of the radical polymerizable monomer is preferably 5 to 95% by mass, more preferably 10 to 90% by mass, and more preferably 20 to 80% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. % Is more preferable.

ラジカル重合性化合物がポリマーである場合、ラジカル重合性のポリマーとしては、(メタ)アクリル系重合体、スチレン系重合体、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂(好ましくは、ポリビニルブチラール樹脂)、ポリビニルホルマール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、などを用いることができ、ポリマーの側鎖にラジカル重合性基を有している。   When the radical polymerizable compound is a polymer, examples of the radical polymerizable polymer include (meth) acrylic polymer, styrene polymer, polyurethane resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetal resin (preferably polyvinyl butyral resin), A polyvinyl formal resin, a polyamide resin, a polyester resin, an epoxy resin, a novolac resin, or the like can be used, and has a radical polymerizable group in the side chain of the polymer.

ラジカル重合性ポリマーは、一般的に、重合する部分構造を有するモノマーをラジカル重合などにより重合することで合成され、重合する部分構造を有するモノマーに由来する繰り返し単位を有する。重合する部分構造としては例えばエチレン性重合性部分構造を挙げることができる。   The radical polymerizable polymer is generally synthesized by polymerizing a monomer having a partial structure to be polymerized by radical polymerization or the like, and has a repeating unit derived from the monomer having a partial structure to be polymerized. Examples of the partial structure to be polymerized include an ethylenically polymerizable partial structure.

側鎖にラジカル重合性基を有する高分子化合物の製造方法の観点から、(メタ)アクリル系重合体、ポリウレタン樹脂が好ましく使用できる。   From the viewpoint of a method for producing a polymer compound having a radical polymerizable group in the side chain, a (meth) acrylic polymer and a polyurethane resin can be preferably used.

ラジカル重合性基は、例えば、付加重合反応し得る官能基であることが好ましく、付加重合反応し得る官能基としては、エチレン性不飽和基が挙げられる。エチレン性不飽和結合基としては、スチリル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、ビニルオキシ基、アルキニル基が好ましい。中でも、感度の点から、(メタ)アクリルロイル基を有することが特に好ましい。   The radical polymerizable group is preferably, for example, a functional group that can undergo an addition polymerization reaction, and examples of the functional group that can undergo an addition polymerization reaction include an ethylenically unsaturated group. As the ethylenically unsaturated bond group, a styryl group, an allyl group, a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a vinyloxy group, and an alkynyl group are preferable. Among these, it is particularly preferable to have a (meth) acryloyl group from the viewpoint of sensitivity.

ラジカル重合性ポリマーは、例えば、その重合性基にフリーラジカル(重合開始ラジカルまたは重合性化合物の重合過程の生長ラジカル)が付加し、高分子化合物間で直接にまたは重合性モノマーの重合連鎖を介して付加重合して、高分子化合物の分子間に架橋が形成されて硬化する。または、高分子化合物中の原子(例えば、官能性架橋基に隣接する炭素原子上の水素原子)がフリーラジカルにより引き抜かれてラジカルが生成し、それが互いに結合することによって、高分子化合物の分子間に架橋が形成されて硬化する。   In the radical polymerizable polymer, for example, free radicals (polymerization initiating radicals or growth radicals in the polymerization process of a polymerizable compound) are added to the polymerizable group, and the polymer is directly or via a polymerization chain of polymerizable monomers. As a result of the addition polymerization, a cross-link is formed between the molecules of the polymer compound and cured. Alternatively, atoms in the polymer compound (for example, a hydrogen atom on a carbon atom adjacent to the functional bridging group) are extracted by free radicals to form radicals, which are bonded to each other, thereby forming a molecule of the polymer compound. Crosslinks are formed between them and harden.

具体的には、高分子化合物は、ラジカル重合性基として、下記一般式(1)で表される基、下記一般式(2)で表される基、および下記一般式(3)で表される基からなる群より選ばれる1種以上の基を有することが好ましく、下記一般式(1)で表される基を有することがより好ましい。   Specifically, the polymer compound is represented by a group represented by the following general formula (1), a group represented by the following general formula (2), and the following general formula (3) as a radical polymerizable group. It is preferable to have one or more groups selected from the group consisting of the following groups, and more preferable to have a group represented by the following general formula (1).

Figure 2015087611
Figure 2015087611

(式中、XおよびYはそれぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子または−N(R12)−を表す。Zは酸素原子、硫黄原子、−N(R12)−またはフェニレン基を表す。R1〜R12はそれぞれ独立に、水素原子または1価の置換基を表す。) (In the formula, X and Y each independently represent an oxygen atom, a sulfur atom or —N (R 12 ) —. Z represents an oxygen atom, a sulfur atom, —N (R 12 ) — or a phenylene group. R 1 to R 12 each independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent.)

一般式(1)において、R1〜R3はそれぞれ独立して水素原子または1価の置換基を表し、例えばR1としては、水素原子、1価の有機基、例えば、置換基を有してもよいアルキル基などが挙げられ、なかでも、水素原子、メチル基、メチルアルコキシ基、メチルエステル基が好ましい。また、R2およびR3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有しても良いアルコキシ基、置換基を有しても良いアリールオキシ基、置換基を有しても良いアルキルアミノ基、置換基を有しても良いアリールアミノ基、置換基を有しても良いアルキルスルホニル基、置換基を有しても良いアリールスルホニル基などが挙げられ、なかでも水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール基が好ましい。ここで、導入しうる置換基としてはメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、イソプロピオキシカルボニル基、メチル基、エチル基、フェニル基等が挙げられる。Xは、酸素原子、硫黄原子、または、−N(R12)−を表し、R12としては、水素原子、置換基を有しても良いアルキル基などが挙げられる。 In the general formula (1), R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent. For example, R 1 has a hydrogen atom or a monovalent organic group, for example, a substituent. And an alkyl group which may be used. Among them, a hydrogen atom, a methyl group, a methylalkoxy group and a methyl ester group are preferable. R 2 and R 3 may each independently have a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, a dialkylamino group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a sulfo group, a nitro group, a cyano group, or a substituent. Alkyl group, aryl group which may have a substituent, alkoxy group which may have a substituent, aryloxy group which may have a substituent, alkylamino group which may have a substituent, substituted An arylamino group that may have a group, an alkylsulfonyl group that may have a substituent, an arylsulfonyl group that may have a substituent, and the like. Among them, a hydrogen atom, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group An alkyl group which may have a substituent and an aryl group which may have a substituent are preferable. Here, examples of the substituent that can be introduced include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, an isopropyloxycarbonyl group, a methyl group, an ethyl group, and a phenyl group. X represents an oxygen atom, a sulfur atom, or —N (R 12 ) —, and examples of R 12 include a hydrogen atom and an alkyl group which may have a substituent.

一般式(2)において、R4〜R8は、それぞれ独立して水素原子または1価の置換基を表し、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリールアミノ基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基などが挙げられ、なかでも、水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基が好ましい。導入しうる置換基としては、一般式(1)において挙げたものが例示される。Yは、酸素原子、硫黄原子、または−N(R12)−を表す。R12としては、一般式(1)において挙げたものが挙げられる。 In the general formula (2), R 4 to R 8 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent, such as a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, a dialkylamino group, a carboxyl group, or an alkoxycarbonyl group. , A sulfo group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. A good aryloxy group, an alkylamino group which may have a substituent, an arylamino group which may have a substituent, an alkylsulfonyl group which may have a substituent, an aryl which may have a substituent Examples thereof include a sulfonyl group, and among them, a hydrogen atom, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkyl group which may have a substituent, and an aryl group which may have a substituent are preferable. Examples of the substituent that can be introduced include those listed in the general formula (1). Y represents an oxygen atom, a sulfur atom, or —N (R 12 ) —. Examples of R 12 include those listed in general formula (1).

一般式(3)において、R9〜R11は、それぞれ独立して水素原子または1価の置換基を表し、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、スルホ基、ニトロ基、シアノ基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアルキルアミノ基、置換基を有してもよいアリールアミノ基、置換基を有してもよいアルキルスルホニル基、置換基を有してもよいアリールスルホニル基などが挙げられ、なかでも、水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基が好ましい。ここで、置換基としては、一般式(1)において挙げたものが同様に例示される。Zは、酸素原子、硫黄原子、−N(R12)−またはフェニレン基を表す。R12としては、一般式(1)において挙げたものが挙げられる。これらの中で、一般式(1)で表わされるメタクリロイル基を有するラジカル重合性基が好ましい。 In the general formula (3), R 9 to R 11 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent, such as a hydrogen atom, a halogen atom, an amino group, a dialkylamino group, a carboxyl group, or an alkoxycarbonyl group. , A sulfo group, a nitro group, a cyano group, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. A good aryloxy group, an alkylamino group which may have a substituent, an arylamino group which may have a substituent, an alkylsulfonyl group which may have a substituent, an aryl which may have a substituent Examples thereof include a sulfonyl group, and among them, a hydrogen atom, a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, an alkyl group which may have a substituent, and an aryl group which may have a substituent are preferable. Here, as a substituent, what was mentioned in General formula (1) is illustrated similarly. Z represents an oxygen atom, a sulfur atom, —N (R 12 ) — or a phenylene group. Examples of R 12 include those listed in general formula (1). Among these, a radical polymerizable group having a methacryloyl group represented by the general formula (1) is preferable.

ラジカル重合性ポリマーにおいてラジカル重合性基(例えば、上記のようなエチレン性不飽和基)を有する構造単位を導入する場合、その含有量は、ポリマー1g当たり、ヨウ素滴定(ラジカル重合性基の含有量の測定)により、好ましくは0.1〜10.0mmol、より好ましくは1.0〜7.0mmol、最も好ましくは2.0〜5.5mmolである。この範囲で、良好な感度と良好な保存安定性が得られる。
ラジカル重合性ポリマーは、典型的には、ラジカル重合性基を有する繰り返し単位を有しており、その場合における、ラジカル重合性基を有する繰り返し単位の含有量は、ラジカル重合性ポリマーの全繰り返し単位に対して、1〜70mol%であることが好ましく、2〜60mol%であることがより好ましく、5〜50mol%であることがさらに好ましい。
In the case of introducing a structural unit having a radical polymerizable group (for example, an ethylenically unsaturated group as described above) in the radical polymerizable polymer, the content thereof is iodine titration (content of radical polymerizable group per 1 g of polymer). The measurement is preferably 0.1 to 10.0 mmol, more preferably 1.0 to 7.0 mmol, and most preferably 2.0 to 5.5 mmol. Within this range, good sensitivity and good storage stability can be obtained.
The radical polymerizable polymer typically has a repeating unit having a radical polymerizable group, and in this case, the content of the repeating unit having a radical polymerizable group is the total number of repeating units of the radical polymerizable polymer. 1 to 70 mol% is preferable, 2 to 60 mol% is more preferable, and 5 to 50 mol% is more preferable.

ラジカル重合性基は、(a)ポリマー側鎖のヒドロキシ基と、ラジカル重合反応性基を有するイソシアネート類を用いたウレタン化反応、(b)ポリマー側鎖のヒドロキシ基と、ラジカル重合反応性基を有するカルボン酸、カルボン酸ハライド、スルホン酸ハライド、またはカルボン酸無水物を用いたエステル化反応、(c)ポリマー側鎖のカルボキシ基またはその塩と、ラジカル重合反応性基を有するイソシアネート類を用いた反応、(d)ポリマー側鎖のハロゲン化カルボニル基、カルボキシ基またはその塩と、ラジカル重合反応性基を有するアルコール類を用いたエステル化反応、(e)ポリマー側鎖のハロゲン化カルボニル基、カルボキシ基またはその塩と、ラジカル重合反応性基を有するアミン類を用いたアミド化反応、(f)ポリマー側鎖のアミノ基と、ラジカル重合反応性基を有するカルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、スルホン酸ハロゲン化物、またはカルボン酸無水物を用いたアミド化反応、(g)ポリマー側鎖のエポキシ基と、ラジカル重合反応性基を有する各種求核性化合物との開環反応、(h)ポリマー側鎖のハロアルキル基とラジカル重合反応性基を有するアルコール類とのエーテル化反応、により導入することができる。   The radical polymerizable group includes (a) a urethanization reaction using a hydroxyl group on the polymer side chain and an isocyanate having a radical polymerization reactive group, and (b) a hydroxyl group on the polymer side chain, and a radical polymerization reactive group. Esterification reaction using carboxylic acid, carboxylic acid halide, sulfonic acid halide, or carboxylic acid anhydride, (c) carboxy group of the polymer side chain or a salt thereof, and isocyanate having a radical polymerization reactive group Reaction, (d) esterification reaction using a carbonyl halide, carboxy group or a salt thereof on the polymer side chain and an alcohol having a radical polymerization reactive group, (e) a carbonyl halide group on the polymer side chain, carboxy An amidation reaction using a group or a salt thereof and an amine having a radical polymerization reactive group, (f) An amidation reaction using a carboxylic acid having a radical polymerization reactive group, a carboxylic acid halide, a sulfonic acid halide, or a carboxylic anhydride, and (g) an epoxy group on the polymer side chain. , A ring-opening reaction with various nucleophilic compounds having a radical polymerization reactive group, and (h) an etherification reaction between a haloalkyl group on the polymer side chain and an alcohol having a radical polymerization reactive group. .

ラジカル重合性ポリマーは、前述した一般式(1)〜(3)で表される基を少なくとも一つ有する繰り返し単位を有することが好ましい。そのような繰り返し単位としては、具体的には、下記一般式(4)で表される繰り返し単位がより好ましい。   The radical polymerizable polymer preferably has a repeating unit having at least one group represented by the general formulas (1) to (3). As such a repeating unit, specifically, a repeating unit represented by the following general formula (4) is more preferable.

Figure 2015087611
Figure 2015087611

一般式(4)中、R101〜R103は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、またはハロゲン原子を表す。Tは、上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるラジカル重合性基を表し、好ましい態様も上述のラジカル重合性基において説明したものと同様である。 In General Formula (4), R 101 to R 103 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom. T represents a radical polymerizable group represented by any one of the above general formulas (1) to (3), and a preferred embodiment is the same as that described in the above radical polymerizable group.

一般式(4)中、Aは、単結合、または、−CO−、−O−、−NH−、2価の脂肪族基、2価の芳香族基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる2価の連結基を表す。組み合わせからなるAの具体例L1〜L18を以下に挙げる。なお、下記例において左側が主鎖に結合し、右側が上記一般式(1)〜(3)のいずれかで表されるラジカル重合性基に結合する。 In general formula (4), A is selected from the group consisting of a single bond, or —CO—, —O—, —NH—, a divalent aliphatic group, a divalent aromatic group, and combinations thereof. Represents a divalent linking group. Specific examples L 1 to L 18 of A composed of combinations are listed below. In the following examples, the left side is bonded to the main chain, and the right side is bonded to the radical polymerizable group represented by any one of the general formulas (1) to (3).

1:−CO−NH−2価の脂肪族基−O−CO−NH−2価の脂肪族基−
2:−CO−NH−2価の脂肪族基−
3:−CO−2価の脂肪族基−
4:−CO−O−2価の脂肪族基−
5:−2価の脂肪族基−
6:−CO−NH−2価の芳香族基−
7:−CO−2価の芳香族基−
8:−2価の芳香族基−
9:−CO−O−2価の脂肪族基−CO−O−2価の脂肪族基−
10:−CO−O−2価の脂肪族基−O−CO−2価の脂肪族基−
11:−CO−O−2価の芳香族基−CO−O−2価の脂肪族基−
12:−CO−O−2価の芳香族基−O−CO−2価の脂肪族基−
13:−CO−O−2価の脂肪族基−CO−O−2価の芳香族基−
14:−CO−O−2価の脂肪族基−O−CO−2価の芳香族基−
15:−CO−O−2価の芳香族基−CO−O−2価の芳香族基−
16:−CO−O−2価の芳香族基−O−CO−2価の芳香族基−
17:−CO−O−2価の芳香族基−O−CO−NH−2価の脂肪族基−
18:−CO−O−2価の脂肪族基−O−CO−NH−2価の脂肪族基−
L 1 : -CO-NH-2 valent aliphatic group -O-CO-NH-2 valent aliphatic group-
L 2: -CO-NH-2 divalent aliphatic group -
L 3 : —CO-2 valent aliphatic group—
L 4: -CO-O-2 divalent aliphatic group -
L 5 : a divalent aliphatic group
L 6: -CO-NH-2-valent aromatic group -
L 7 : —CO-2 valent aromatic group—
L 8 : -valent aromatic group-
L 9 : -CO-O-2 valent aliphatic group -CO-O-2 valent aliphatic group-
L 10 : -CO-O-2 valent aliphatic group -O-CO-2 valent aliphatic group-
L 11 : -CO-O-2 valent aromatic group -CO-O-2 valent aliphatic group-
L 12: -CO-O-2-valent aromatic group -O-CO-2 divalent aliphatic group -
L 13: -CO-O-2 divalent aliphatic group -CO-O-2-valent aromatic group -
L 14 : -CO-O-2 valent aliphatic group -O-CO-2 valent aromatic group-
L 15: -CO-O-2-valent aromatic group -CO-O-2-valent aromatic group -
L 16: -CO-O-2-valent aromatic group -O-CO-2-valent aromatic group -
L 17: -CO-O-2-valent aromatic group -O-CO-NH-2 divalent aliphatic group -
L 18 : -CO-O-2 valent aliphatic group -O-CO-NH-2 valent aliphatic group-

ここで2価の脂肪族基とは、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基、置換アルキニレン基またはポリアルキレンオキシ基を意味する。なかでもアルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、および置換アルケニレン基が好ましく、アルキレン基および置換アルキレン基がさらに好ましい。
2価の脂肪族基は、環状構造よりも鎖状構造の方が好ましく、さらに分岐を有する鎖状構造よりも直鎖状構造の方が好ましい。2価の脂肪族基の炭素原子数は、1〜20であることが好ましく、1〜15であることがより好ましく、1〜12であることがさらに好ましく、1〜10であることがさらにまた好ましく、1〜8であることがよりさらに好ましく、1〜4であることが特に好ましい。
2価の脂肪族基の置換基の例としては、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、シアノ基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基およびジアリールアミノ基等が挙げられる。
Here, the divalent aliphatic group means an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkynylene group, a substituted alkynylene group or a polyalkyleneoxy group. Of these, an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, and a substituted alkenylene group are preferable, and an alkylene group and a substituted alkylene group are more preferable.
The divalent aliphatic group preferably has a chain structure rather than a cyclic structure, and more preferably has a straight chain structure than a branched chain structure. The number of carbon atoms of the divalent aliphatic group is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, further preferably 1 to 12, and further preferably 1 to 10. 1 to 8 is more preferable, and 1 to 4 is particularly preferable.
Examples of the substituent of the divalent aliphatic group include a halogen atom (F, Cl, Br, I), a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a cyano group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and an acyl group. , Alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, acyloxy group, monoalkylamino group, dialkylamino group, arylamino group and diarylamino group.

2価の芳香族基の例としては、フェニレン基、置換フェニレン基、ナフタレン基および置換ナフタレン基が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
2価の芳香族基の置換基の例としては、上記2価の脂肪族基の置換基の例に加えて、アルキル基が挙げられる。
Examples of the divalent aromatic group include a phenylene group, a substituted phenylene group, a naphthalene group, and a substituted naphthalene group, and a phenylene group is preferable.
Examples of the substituent for the divalent aromatic group include an alkyl group in addition to the examples of the substituent for the divalent aliphatic group.

ラジカル重合性ポリマーは、本発明の効果を損なわない限りにおいて、ラジカル重合性基を有する繰り返し単位に加えて他の繰り返し単位を有することが好ましい。(メタ)アクリル系重合体のようにラジカル重合で合成可能な高分子化合物の場合は、他の繰り返し単位を加えるために、ラジカル重合性モノマーを共重合させることが好ましい。共重合させることができるモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、N,N−2置換アクリルアミド類、N,N−2置換メタクリルアミド類、スチレン類、アクリロニトリル類、メタクリロニトリル類などから選ばれるモノマーが挙げられる。   The radical polymerizable polymer preferably has other repeating units in addition to the repeating unit having a radical polymerizable group, as long as the effects of the present invention are not impaired. In the case of a polymer compound that can be synthesized by radical polymerization such as a (meth) acrylic polymer, it is preferable to copolymerize a radical polymerizable monomer in order to add another repeating unit. Examples of monomers that can be copolymerized include acrylic esters, methacrylic esters, N, N-2 substituted acrylamides, N, N-2 substituted methacrylamides, styrenes, acrylonitriles, and methacrylonitrile. And monomers selected from among the above.

具体的には、例えば、アルキルアクリレート(アルキル基の炭素原子数は1〜20のものが好ましい)等のアクリル酸エステル類、(具体的には、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−tert−オクチル、クロロエチルアクリレート、2,2−ジメチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキシペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ペンタエリヌリトールモノアクリレート、グリシジルアクリレート、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートなど)、アリールアクリレート(例えば、フェニルアクリレートなど)、アルキルメタクリレート(該アルキル基の炭素原子は1〜20のものが好ましい)等のメタクリル酸エステル類(例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、クロロベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクゾレート、5−ヒドロキシペンチルメタクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレート、グリシジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなど)、アリールメタクリレート(例えば、フェニルメタクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタクリレートなど)、スチレン、アルキルスチレン等のスチレン(例えば、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレン、ベンジルスチレン、クロロメチルスチレン、トリフルオルメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセトキシメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(例えばメトキシスチレン、4−メトキシ−3−メチルスチレン、ジメトキシスチレンなど)、ハロゲンスチレン(例えばクロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレン、テトラクロロスチレン、ペンタクロロスチレン、プロムスチレン、ジブロムスチレン、ヨードスチレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フルオル−3−トリフルオルメチルスチレンなど)、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。   Specifically, for example, acrylic esters such as alkyl acrylate (alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable), (specifically, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylic acid) Propyl, butyl acrylate, amyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, octyl acrylate, tert-octyl acrylate, chloroethyl acrylate, 2,2-dimethylhydroxypropyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, trimethylolpropane monoacrylate, Pentaerythritol monoacrylate, glycidyl acrylate, benzyl acrylate, methoxybenzyl acrylate, furfuryl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, etc.), aryl acrylate (eg , Phenyl acrylate, etc.), methacrylic acid esters (eg, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate) such as alkyl methacrylate (the alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms). , Amyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, chlorobenzyl methacrylate, octyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl methacrylate, trimethylolpropane Monomethacrylate, pentaerythritol monomethacrylate, glycidyl methacrylate, Sulfyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, etc.), aryl methacrylate (eg, phenyl methacrylate, cresyl methacrylate, naphthyl methacrylate, etc.), styrene such as styrene, alkyl styrene (eg, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, Diethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene, cyclohexyl styrene, decyl styrene, benzyl styrene, chloromethyl styrene, trifluoromethyl styrene, ethoxymethyl styrene, acetoxymethyl styrene, etc.), alkoxy styrene (eg methoxy styrene, 4-methoxy -3-methylstyrene, dimethoxystyrene, etc.), halogen styrene (for example, black Rostyrene, dichlorostyrene, trichlorostyrene, tetrachlorostyrene, pentachlorostyrene, promstyrene, dibromostyrene, iodostyrene, fluorostyrene, trifluorostyrene, 2-bromo-4-trifluoromethylstyrene, 4-fluoro-3 -Trifluoromethylstyrene etc.), acrylonitrile, methacrylonitrile and the like.

重合性ポリマーは、実質的に水に不溶であることが好ましいため、重合性ポリマーは親水基を有しても有さなくても良いが、有さないことが好ましい。   Since the polymerizable polymer is preferably substantially insoluble in water, the polymerizable polymer may or may not have a hydrophilic group, but it is preferably not.

親水基としては、例えば、カルボキシル基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、ビススルホニルイミド基、α位が電子求引性基で置換された脂肪族アルコール(例えばヘキサフロロイソプロパノール基、−C(CF32OH)、OH基、などを挙げることができる。 Examples of the hydrophilic group include a carboxyl group, a sulfonamide group, a sulfonylimide group, a bissulfonylimide group, and an aliphatic alcohol substituted with an electron-withdrawing group at the α-position (for example, hexafluoroisopropanol group, —C (CF 3 ) 2 OH), OH groups, and the like.

ラジカル重合性ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、2,500以上が好ましく、2,500〜1,000,000がより好ましく、5,000〜1,000,000がさらに好ましい。高分子化合物(A)の分散度(重量平均分子量/数平均分子量)は、1.1〜10が好ましい。   The weight average molecular weight (Mw) of the radical polymerizable polymer is preferably 2,500 or more, more preferably 2,500 to 1,000,000, and even more preferably 5,000 to 1,000,000. The dispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the polymer compound (A) is preferably 1.1 to 10.

ラジカル重合性ポリマーは、必要に応じて2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ラジカル重合性ポリマーの含有量は、良好な感度の観点から、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、5〜95質量%が好ましく、10〜90質量%がより好ましく、20〜80質量%がさらに好ましい。
You may use a radically polymerizable polymer in combination of 2 or more type as needed.
From the viewpoint of good sensitivity, the content of the radical polymerizable polymer is preferably 5 to 95% by mass, more preferably 10 to 90% by mass, and more preferably 20 to 80% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition. % Is more preferable.

以下に、ラジカル重合性ポリマーの具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、ポリマー構造の組成比はモル百分率を表す。   Specific examples of the radical polymerizable polymer are shown below, but the present invention is not limited thereto. The composition ratio of the polymer structure represents a mole percentage.

Figure 2015087611
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<溶剤>
本発明における感光性樹脂組成物は、溶剤を含むことが好ましい。
本発明における感光性樹脂組成物は、必須成分である特定樹脂および特定光酸発生剤、ならびに、各種添加剤の任意成分を、溶剤に溶解した溶液として調製されることが好ましい。
<Solvent>
The photosensitive resin composition in the present invention preferably contains a solvent.
The photosensitive resin composition in the present invention is preferably prepared as a solution in which optional components of the specific resin and the specific photoacid generator, which are essential components, and various additives are dissolved in a solvent.

溶剤としては、公知の溶剤を用いることができ、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エステル類、ケトン類、アミド類、ラクトン類等が例示できる。   As the solvent, known solvents can be used, such as ethylene glycol monoalkyl ethers, ethylene glycol dialkyl ethers, ethylene glycol monoalkyl ether acetates, propylene glycol monoalkyl ethers, propylene glycol dialkyl ethers, propylene glycol monoalkyl ethers. Alkyl ether acetates, diethylene glycol dialkyl ethers, diethylene glycol monoalkyl ether acetates, dipropylene glycol monoalkyl ethers, dipropylene glycol dialkyl ethers, dipropylene glycol monoalkyl ether acetates, esters, ketones, amides, Examples include lactones.

溶剤としては、例えば、(1)エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;(2)エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル等のエチレングリコールジアルキルエーテル類;(3)エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;(4)プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;(5)プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類;   Examples of the solvent include (1) ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether; (2) ethylene glycol dimethyl ether and ethylene glycol diethyl ether. Ethylene glycol dialkyl ethers such as ethylene glycol dipropyl ether; (3) ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate (4) Propylene glycol Propylene glycol monoalkyl ethers such as methyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether; (5) propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, etc. Propylene glycol dialkyl ethers;

(6)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;(7)ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類;(8)ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;(9)ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類;(10)ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルメチルエーテル等のジプロピレングリコールジアルキルエーテル類; (6) Propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate; (7) diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol ethyl Diethylene glycol dialkyl ethers such as methyl ether; (8) diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, etc. (9) Dipropylene glycol monoalkyl ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether; (10) Dipropylene glycol dimethyl ether Dipropylene glycol dialkyl ethers such as dipropylene glycol diethyl ether and dipropylene glycol ethyl methyl ether;

(11)ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;(12)乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−プロピル、乳酸イソプロピル、乳酸n−ブチル、乳酸イソブチル、乳酸n−アミル、乳酸イソアミル等の乳酸エステル類;(13)酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸n−アミル、酢酸イソアミル、酢酸n−ヘキシル、酢酸2−エチルヘキシル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸イソブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸エチル、酪酸n−プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸n−ブチル、酪酸イソブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類;(14)ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸エチル、メトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネート、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類; (11) Dipropylene glycol monoalkyl ether acetates such as dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monopropyl ether acetate, dipropylene glycol monobutyl ether acetate; (12) methyl lactate, lactic acid Lactic acid esters such as ethyl, n-propyl lactate, isopropyl lactate, n-butyl lactate, isobutyl lactate, n-amyl lactate, isoamyl lactate; (13) n-butyl acetate, isobutyl acetate, n-amyl acetate, isoamyl acetate, N-hexyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, ethyl propionate, n-propyl propionate, isopropyl propionate, n-butyl propionate, isobutyl propionate, methyl butyrate , Ethyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, n-butyl butyrate, isobutyl butyrate and the like; (14) ethyl hydroxyacetate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, Ethyl 2-hydroxy-3-methylbutyrate, ethyl methoxyacetate, ethyl ethoxyacetate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl Acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, 3-methyl-3-methoxybutyl butyrate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate Other esters such as;

(15)メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;(16)N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;(17)γ−ブチロラクトン等のラクトン類等を挙げることができる。
また、これらの溶剤にさらに必要に応じて、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナール、ベンジルアルコール、アニソール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等の溶剤を添加することもできる。
上記した溶剤のうち、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、および/または、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類が好ましく、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、および/または、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが特に好ましい。
これら溶剤は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
(15) ketones such as methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, cyclohexanone; (16) N-methylformamide, N, N-dimethyl Examples include amides such as formamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone; and (17) lactones such as γ-butyrolactone.
In addition, benzyl ethyl ether, dihexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonal as necessary for these solvents , Benzyl alcohol, anisole, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like can also be added.
Of the solvents described above, propylene glycol monoalkyl ether acetates and / or diethylene glycol dialkyl ethers are preferred, and diethylene glycol ethyl methyl ether and / or propylene glycol monomethyl ether acetate are particularly preferred.
These solvents can be used alone or in combination of two or more.

感光性樹脂組成物が溶剤を含む場合、溶剤の含有量は、固形分100質量部当たり、1〜3,000質量部であることが好ましく、5〜2,000質量部であることがより好ましく、10〜1,500質量部であることがさらに好ましい。
また、感光性樹脂組成物が溶剤を含む場合、組成物中の溶剤の量は、10〜95質量%であることが好ましく、60〜95質量%であることがより好ましく、70〜90質量%がより好ましい。
When the photosensitive resin composition contains a solvent, the content of the solvent is preferably 1 to 3,000 parts by mass, more preferably 5 to 2,000 parts by mass per 100 parts by mass of the solid content. More preferably, it is 10 to 1,500 parts by mass.
Moreover, when the photosensitive resin composition contains a solvent, the amount of the solvent in the composition is preferably 10 to 95% by mass, more preferably 60 to 95% by mass, and 70 to 90% by mass. Is more preferable.

<<界面活性剤>>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、界面活性剤を含むことが好ましい。
界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、または、両性のいずれでも使用することができるが、好ましい界面活性剤はノニオン系界面活性剤である。
ノニオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン高級アルキルエーテル類、ポリオキシエチレン高級アルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレングリコールの高級脂肪酸ジエステル類、フッ素系、シリコーン系界面活性剤を挙げることができる。
<< Surfactant >>
The photosensitive resin composition used in the present invention preferably contains a surfactant.
As the surfactant, any of anionic, cationic, nonionic, or amphoteric surfactants can be used, but a preferred surfactant is a nonionic surfactant.
Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene higher alkyl ethers, polyoxyethylene higher alkyl phenyl ethers, higher fatty acid diesters of polyoxyethylene glycol, fluorine-based and silicone surfactants. .

感光性樹脂組成物は、界面活性剤として、フッ素系界面活性剤、および/または、シリコーン系界面活性剤を含有することがより好ましい。
これらのフッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤として、例えば、特開昭62−36663号、特開昭61−226746号、特開昭61−226745号、特開昭62−170950号、特開昭63−34540号、特開平7−230165号、特開平8−62834号、特開平9−54432号、特開平9−5988号、特開2001−330953号各公報記載の界面活性剤を挙げることができ、市販の界面活性剤を用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えば、エフトップEF301、EF303、(以上、新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(以上、住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(以上、DIC(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(以上、旭硝子(株)製)、PF−6320等のPolyFoxシリーズ(OMNOVA社製)等のフッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤を挙げることができる。また、ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)も、シリコーン系界面活性剤として用いることができる。
The photosensitive resin composition more preferably contains a fluorine-based surfactant and / or a silicone-based surfactant as the surfactant.
As these fluorosurfactants and silicone surfactants, for example, JP-A-62-36663, JP-A-61-226746, JP-A-61-226745, JP-A-62-170950, Surfactants described in JP-A-63-34540, JP-A-7-230165, JP-A-8-62834, JP-A-9-54432, JP-A-9-5988, and JP-A-2001-330953 are listed. Commercially available surfactants can also be used.
Examples of commercially available surfactants that can be used include EFTOP EF301, EF303 (above, Shin-Akita Kasei Co., Ltd.), Florard FC430, 431 (above, Sumitomo 3M Co., Ltd.), MegaFuck F171, F173, PolyFox series (OMNOVA) such as F176, F189, R08 (above, manufactured by DIC Corporation), Surflon S-382, SC101, 102, 103, 104, 105, 106 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), PF-6320, etc. Fluorine-based surfactants or silicone-based surfactants, etc.). Polysiloxane polymer KP-341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) can also be used as a silicone surfactant.

また、界面活性剤として、下記式(1)で表される構成単位Aおよび構成単位Bを含み、テトラヒドロフラン(THF)を溶剤とした場合のゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000以上10,000以下である共重合体を好ましい例として挙げることができる。   In addition, as a surfactant, it contains a structural unit A and a structural unit B represented by the following formula (1), and is a weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography using tetrahydrofuran (THF) as a solvent. A preferred example is a copolymer having (Mw) of 1,000 or more and 10,000 or less.

Figure 2015087611
(式(1)中、R1およびR3はそれぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、R2は炭素数1以上4以下の直鎖アルキレン基を表し、R4は水素原子または炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、Lは炭素数3以上6以下のアルキレン基を表し、pおよびqは重合比を表す質量百分率であり、pは10質量%以上80質量%以下の数値を表し、qは20質量%以上90質量%以下の数値を表し、rは1以上18以下の整数を表し、nは1以上10以下の整数を表す。)
Figure 2015087611
(In the formula (1), R 1 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 represents a hydrogen atom or carbon number. 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, L represents an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms, p and q are mass percentages representing a polymerization ratio, and p is a numerical value of 10 mass% to 80 mass%. Q represents a numerical value of 20% to 90% by mass, r represents an integer of 1 to 18, and n represents an integer of 1 to 10.

上記Lは、下記式(2)で表される分岐アルキレン基であることが好ましい。式(2)におけるR5は、炭素数1以上4以下のアルキル基を表し、相溶性と被塗布面に対する濡れ性の点で、炭素数1以上3以下のアルキル基が好ましく、炭素数2または3のアルキル基がより好ましい。 L is preferably a branched alkylene group represented by the following formula (2). R 5 in the formula (2) represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in terms of compatibility and wettability to the coated surface. More preferred is an alkyl group of 3.

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記共重合体の重量平均分子量(Mw)は、1,500以上5,000以下がより好ましい。
これら界面活性剤は、1種単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
本発明で用いる感光性樹脂組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の添加量は、固形分100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、0.01〜10質量部であることがより好ましく、0.01〜1質量部であることがさらに好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the copolymer is more preferably from 1,500 to 5,000.
These surfactants can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
When the photosensitive resin composition used by this invention contains surfactant, it is preferable that the addition amount of surfactant is 10 mass parts or less with respect to 100 mass parts of solid content, and 0.01-10 mass Part is more preferable, and 0.01 to 1 part by mass is even more preferable.

さらに、必要に応じて、本発明における感光性樹脂組成物には、酸化防止剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、色材、可塑剤、熱ラジカル発生剤、熱酸発生剤、酸増殖剤、紫外線吸収剤、増粘剤、および、有機または無機の沈殿防止剤などの、公知の添加剤を加えることができる。これらの詳細は、特開2011−209692号公報の段落番号0143〜0148の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。   Furthermore, if necessary, the photosensitive resin composition in the present invention includes an antioxidant, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor, a coloring material, a plasticizer, a thermal radical generator, a thermal acid generator, an acid multiplier, Known additives such as ultraviolet absorbers, thickeners, and organic or inorganic suspending agents can be added. Details of these can be referred to the descriptions in paragraph numbers 0143 to 0148 of JP2011-209692A, and the contents thereof are incorporated in the present specification.

<<酸化防止剤>>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、キノン系酸化防止剤、窒素系酸化防止剤、ホフファイト系酸化防止剤などが使用できる。
<< Antioxidant >>
The photosensitive resin composition used in the present invention preferably contains an antioxidant. As the antioxidant, a phenol-based antioxidant, a sulfur-based antioxidant, a quinone-based antioxidant, a nitrogen-based antioxidant, a phosphite-based antioxidant, and the like can be used.

フェノール系酸化防止剤としては例えば、p−メトキシフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(4,4’−ブチリデン−ビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール))、BASF(株)製「Irganox1010」、「Irganox1330」、「Irganox3114」、「Irganox1035」、住友化学(株)製「Sumilizer MDP−S」、「Sumilizer GA−80」などが挙げられる。
硫黄系酸化防止剤としては例えば、3,3’−チオジプロピオネートジステアリル、住友化学(株)製「Sumilizer TPM」、「Sumilizer TPS」、「Sumilizer TP−D」などが挙げられる。
キノン系酸化防止剤としては例えば、p-ベンゾキノン、2−tert−ブチル−1,4−ベンゾキノンなどが挙げられる。
窒素系酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤が好ましく、例えば、ジメチルアニリンやフェノチアジンなどが挙げられる。
ホフファイト系酸化防止剤としては、(例えば、Irgafos168の名称で、BASF社から販売されているトリス(2,4‐ジtert‐ブチルフェニル)ホスファイト)などが挙げられる。
上記酸化防止剤の中では、Irganox1010、Irganox1330、Irganox1726、3,3’−チオジプロピオネートジステアリルが好ましく、Irganox1010、Irganox1330がより好ましく、Irganox1330が特に好ましい。
4,4’−ブチリデン−ビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)
酸化防止剤は1種のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせてもよい。
Examples of phenolic antioxidants include p-methoxyphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (4,4′-butylidene-bis (6-tert-butyl-m-cresol)), Examples include “Irganox 1010”, “Irganox 1330”, “Irganox 3114”, “Irganox 1035” manufactured by BASF Corporation, “Sumizer MDP-S”, “Sumilizer GA-80” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and the like.
Examples of the sulfur-based antioxidant include 3,3′-thiodipropionate distearyl, “Sumilizer TPM”, “Sumilizer TPS”, “Sumilizer TP-D” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., and the like.
Examples of the quinone antioxidant include p-benzoquinone and 2-tert-butyl-1,4-benzoquinone.
As the nitrogen-based antioxidant, an amine-based antioxidant is preferable, and examples thereof include dimethylaniline and phenothiazine.
Examples of the hofphite-based antioxidant include tris (2,4-ditert-butylphenyl) phosphite sold by BASF under the name Irgafos 168).
Among the above antioxidants, Irganox 1010, Irganox 1330, Irganox 1726, and 3,3′-thiodipropionate distearyl are preferred, Irganox 1010 and Irganox 1330 are more preferred, and Irganox 1330 is particularly preferred.
4,4'-Butylidene-bis (6-tert-butyl-m-cresol)
Only one type of antioxidant may be used, or two or more types may be combined.

酸化防止剤の分子量は加熱中の昇華防止の観点から、窒素気流下、20℃/分の一定速度昇温条件のもと測定された際に質量が1質量%減少する温度は250℃以上が好ましく、270℃以上がより好ましく、300℃以上が特に好ましい。上限は特に定めるものではないが、例えば、500℃以下とすることができる。   From the viewpoint of preventing sublimation during heating, the molecular weight of the antioxidant is 250 ° C. or more when the mass is reduced by 1% by mass when measured under a nitrogen stream under a constant temperature raising condition of 20 ° C./min. Preferably, 270 ° C. or higher is more preferable, and 300 ° C. or higher is particularly preferable. The upper limit is not particularly defined, but can be, for example, 500 ° C. or less.

酸化防止剤の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1〜6質量%であることが好ましく、0.2〜5質量%であることがより好ましく、0.5〜4質量%であることが特に好ましい。この範囲にすることで、形成された膜の十分な透明性が得られ、且つ、パターン形成時の感度も良好となる。また、酸化防止剤以外の添加剤として、"高分子添加剤の新展開((株)日刊工業新聞社)"に記載の各種紫外線吸収剤や、金属不活性化剤等を本発明の感光性樹脂組成物に添加してもよい。 The content of the antioxidant is preferably 0.1 to 6% by mass, more preferably 0.2 to 5% by mass, based on the total solid content of the photosensitive resin composition. It is particularly preferably 5 to 4% by mass. By setting it within this range, sufficient transparency of the formed film can be obtained, and the sensitivity at the time of pattern formation becomes good. Further, as additives other than antioxidants, various ultraviolet absorbers described in "New Development of Polymer Additives (Nikkan Kogyo Shimbun Co., Ltd.)", metal deactivators, and the like can be used. You may add to a resin composition.

<<連鎖移動剤>>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、連鎖移動剤を含んでいてもよい。連鎖移動剤は、例えば高分子辞典第三版(高分子学会編、2005年)683−684頁に定義されている。連鎖移動剤としては、例えば、分子内にSH、PH、SiH、GeHを有する化合物群が用いられる。これらは、低活性のラジカル種に水素供与して、ラジカルを生成するか、もしくは、酸化された後、脱プロトンすることによりラジカルを生成しうる。特に、チオール化合物(例えば、2−メルカプトベンズイミダゾール類、2−メルカプトベンズチアゾール類、2−メルカプトベンズオキサゾール類、3−メルカプトトリアゾール類、5−メルカプトテトラゾール類等)を好ましく用いることができる。
<< Chain transfer agent >>
The photosensitive resin composition used in the present invention may contain a chain transfer agent. The chain transfer agent is defined, for example, in Polymer Dictionary 3rd Edition (edited by Polymer Society, 2005) pages 683-684. As the chain transfer agent, for example, a compound group having SH, PH, SiH, GeH in the molecule is used. These can donate hydrogen to low-activity radical species to generate radicals, or can be oxidized and then deprotonated to generate radicals. In particular, thiol compounds (for example, 2-mercaptobenzimidazoles, 2-mercaptobenzthiazoles, 2-mercaptobenzoxazoles, 3-mercaptotriazoles, 5-mercaptotetrazoles, etc.) can be preferably used.

感光性樹脂組成物が連鎖移動剤を含む場合、連鎖移動剤の配合量は、感光性樹脂組成物の全固形分100質量部に対し、好ましくは0.01〜20質量部、さらに好ましくは1〜10質量部、特に好ましくは1〜5質量部である。
連鎖移動剤は、1種類のみでもよいし、2種類以上であってもよい。連鎖移動剤が2種類以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
When the photosensitive resin composition contains a chain transfer agent, the amount of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 1 with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the photosensitive resin composition. -10 parts by mass, particularly preferably 1-5 parts by mass.
Only one type of chain transfer agent may be used, or two or more types may be used. When there are two or more chain transfer agents, the total is preferably within the above range.

<<重合禁止剤>>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の製造中または保存中において光ラジカル重合開始剤およびラジカル重合性化合物の不要な熱重合を防止するために、少量の重合禁止剤を添加するのが好ましい。
重合禁止剤は、例えば、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ピロガロール、tert−ブチルカテコール、ベンゾキノン、4,4′−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、N−ニトロソ−N−フェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩が好適に挙げられる。
感光性樹脂組成物が重合禁止剤を含む場合、重合禁止剤の配合量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対して0.005〜5質量%が好ましい。
重合禁止剤は、1種類のみでもよいし、2種類以上であってもよい。重合禁止剤が2種類以上の場合は、その合計が上記範囲であることが好ましい。
<< Polymerization inhibitor >>
The photosensitive resin composition used in the present invention contains a small amount of a polymerization inhibitor in order to prevent unnecessary thermal polymerization of the radical photopolymerization initiator and the radical polymerizable compound during the production or storage of the photosensitive resin composition. It is preferable to add.
Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-tert-butyl-p-cresol, pyrogallol, tert-butylcatechol, benzoquinone, 4,4'-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol). 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), N-nitroso-N-phenylhydroxylamine aluminum salt is preferable.
When the photosensitive resin composition contains a polymerization inhibitor, the blending amount of the polymerization inhibitor is preferably 0.005 to 5% by mass with respect to the total solid content of the photosensitive resin composition.
Only one type of polymerization inhibitor may be used, or two or more types may be used. When there are two or more polymerization inhibitors, the total is preferably in the above range.

<<色材>>
本発明で用いる感光性樹脂組成物は、色材を含有していてもよい。色材としては染料、顔料等が挙げられ、効果の観点からは染料であることが好ましい。
染料、顔料等の色材は増感色素として機能することがある。増感色素は、感光性架橋剤の架橋反応を向上し得る。
<< Color material >>
The photosensitive resin composition used in the present invention may contain a color material. Examples of the color material include dyes and pigments, and dyes are preferable from the viewpoint of effects.
Color materials such as dyes and pigments may function as sensitizing dyes. The sensitizing dye can improve the crosslinking reaction of the photosensitive crosslinking agent.

染料ないし顔料等の色材としては、ナフタラジン(1,2‐ビス(1‐ナフチルメチレン)ヒドラジン)、p−ヒドロキシ−p−ジメチルアミノアゾベンゼン、パリファーストイエロー(オリエント化学製)、スミプラストイエロー(住友化学製)、マクロレタスイエロー(バイエル製)、Seres Blue GN01(バイエル製)、クラリアント社から商品名「ホスタルックス KCB」、イーストマン社から商品名「OB−1」、チバスペシャリティケミカルズ社から「OB」、住友精化社から商品名「TBO」、日本曹達社から商品名「ケイコール」、日本化薬社から商品名「カヤライト」、「カヤセットイエロー」及び「カヤクリルローダミンFB」、BASF社から商品名「Lumogen F Ywllow083」、「Lumogen F Ywllow170」、「Lumogen F Orange240」、「「Lumogen F Pink285」、「Lumogen F Red305」、「Lumogen F Violet570」、「Lumogen F Blue650」及び「Lumogen F Green850」、シンロイヒ社から商品名「FZ−2801」、「FZ−2802」、「FZ−2803」、「FZ−2817」、「FZ−2808」、「FZ−SB」、「FZ−5009」、「FX−301」、「FX−303」、「FX−307」及び「FX−327」、デイグロ社から商品名「ZQ−19」、「ZQ−18」、「ZQ−19」、「IPO−13」、「IPO−18」、「IPO−19」、「NX−13」、「GPL−11」、「GPL−13」、「Z−11」及び「Z−13」、猪名川顔料社から商品名「ローダミンBレーキ」、ケイコールC(日本曹達製)にて市販されている。
オイル着色剤としては、例えばオイルレッド SST extra、オイルレッド5B、カラーメイトブルー、ブルーSS、オイルイエロー、イエローSS(いずれもシラド化学製)、オイルブルー#603(オリエント工業株式会社製)等があげられるがこれらに限られない。その他、アゾ系色素化合物、アゾ含金系色素化合物、一般繊維用の蛍光増白剤等の化合物が挙げられる。
As coloring materials such as dyes and pigments, naphthalazine (1,2-bis (1-naphthylmethylene) hydrazine), p-hydroxy-p-dimethylaminoazobenzene, Paris First Yellow (manufactured by Orient Chemical), Sumiplast Yellow (Sumitomo) Chemical), Macroletus Yellow (Bayer), Seres Blue GN01 (Bayer), Clariant's product name “Hostalux KCB”, Eastman's product name “OB-1”, Ciba Specialty Chemicals' “OB” "Product name" TBO "from Sumitomo Seika Co., Ltd., product name" Kay Coal "from Nippon Soda Co., Ltd., product names" Kayalite "," Kayaset Yellow "and" Kayakril Rhodamine FB "from BASF Product name "Lumogen F Ywllow083", "Lum Gen F Ywllow 170 "," Lumogen F Orange240 "," Lumogen F Pink285 "," Lumogen F Red305 "," Lumogen F Violet 570 "," Lumogen F Blue 650 "and" Lumogen F Blue 650 " 2801 "," FZ-2802 "," FZ-2803 "," FZ-2817 "," FZ-2808 "," FZ-SB "," FZ-5209 "," FX-301 "," FX-303 " , “FX-307” and “FX-327”, trade names “ZQ-19”, “ZQ-18”, “ZQ-19”, “IPO-13”, “IPO-18”, “IPO” -19 "," NX-13 "," GPL-11 "," GPL- 3 "," Z-11 "and" Z-13 ", trade name Inagawa pigment Inc." Rhodamine B lake ", is commercially available at Keikoru C (manufactured by Nippon Soda).
Examples of the oil colorant include oil red SST extra, oil red 5B, color mate blue, blue SS, oil yellow, yellow SS (all manufactured by Silado Chemical), oil blue # 603 (manufactured by Orient Kogyo Co., Ltd.), and the like. However, it is not limited to these. Other examples include azo dye compounds, azo metal-containing dye compounds, and fluorescent whitening agents for general fibers.

色材は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(II)は色材を含有していても含有していなくてもよいが、含有する場合、色材の含有量は、感光性樹脂組成物の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜5質量%がより好ましく、0.1〜1質量%であることがよりさらに好ましい。
A color material may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
The actinic ray-sensitive or radiation-sensitive resin composition (II) may or may not contain a color material, but when it is contained, the content of the color material is the total amount of the photosensitive resin composition. 0.01-10 mass% is preferable with respect to solid content, 0.05-5 mass% is more preferable, and it is still more preferable that it is 0.1-1 mass%.

レジスト膜の膜厚は、解像力向上の観点から、100〜2000nmで使用されることが好ましく、より好ましくは、100〜1000nm、さらに好ましくは300〜1500nm、特に好ましくは300〜850nmで使用されることが好ましい。感光性樹脂組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性、製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。
膜厚が高くなりすぎると、重合性化合物の硬化収縮によりレジスト層に亀裂が入る可能性がある。一方、膜厚が低すぎると後述するドライエッチング処理にて保護膜および有機半導体膜を除去する時に、マスク性を十分に確保できない可能性がある。
The thickness of the resist film is preferably 100 to 2000 nm, more preferably 100 to 1000 nm, still more preferably 300 to 1500 nm, and particularly preferably 300 to 850 nm, from the viewpoint of improving resolution. Is preferred. Such a film thickness can be obtained by setting the solid content concentration in the photosensitive resin composition to an appropriate range to give an appropriate viscosity and improving the coating property and film forming property.
If the film thickness becomes too high, the resist layer may crack due to curing shrinkage of the polymerizable compound. On the other hand, if the film thickness is too low, there is a possibility that sufficient masking properties cannot be ensured when the protective film and the organic semiconductor film are removed by the dry etching process described later.

<有機半導体膜のパターニング方法>
本発明における有機半導体膜のパターニング方法は、
(1)有機半導体膜の上に、保護膜形成用組成物を用いて保護膜を成膜する工程、
(2)保護膜の有機半導体膜と反対側の上に、感光性樹脂組成物からなるレジスト膜を成膜する工程、
(3)レジスト膜を露光する工程、
(4)有機溶剤を含む現像液を用いて現像しマスクパターンを作製する工程、
(5)ドライエッチング処理にて非マスク部の保護膜および上記有機半導体膜を除去する工程、
(6)保護膜を溶解する工程、
を含むことを特徴とする。
<Organic semiconductor film patterning method>
The patterning method of the organic semiconductor film in the present invention is:
(1) forming a protective film on the organic semiconductor film using the protective film forming composition;
(2) forming a resist film made of a photosensitive resin composition on the side of the protective film opposite to the organic semiconductor film;
(3) a step of exposing the resist film;
(4) a step of developing using a developer containing an organic solvent to produce a mask pattern;
(5) a step of removing the non-masked protective film and the organic semiconductor film by dry etching,
(6) a step of dissolving the protective film,
It is characterized by including.

<<(1)有機半導体膜の上に、保護膜を成膜する工程>>
本発明の有機半導体膜のパターニング方法は、有機半導体膜の上に保護膜を成膜する工程を含む。保護膜は、保護膜形成用組成物を有機半導体膜の上に適用することによって設ける。保護膜の適用方法は好ましくは、塗布である。保護膜は好ましくは、水溶性樹脂を主成分とする膜である。通常は、基板の上に有機半導体膜を製膜した後に、本工程を行う。この場合、保護膜は、有機半導体の基板側の面と反対側の面に成膜する。保護膜は、通常、有機半導体膜の表面に設けられるが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の層を設けてもよい。具体的には、水溶性の下塗り層等が挙げられる。また、保護膜は1枚のみ設けられていてもよいし、2枚以上設けられていてもよい。
<< (1) Step of Forming Protective Film on Organic Semiconductor Film >>
The organic semiconductor film patterning method of the present invention includes a step of forming a protective film on the organic semiconductor film. The protective film is provided by applying a composition for forming a protective film on the organic semiconductor film. The method for applying the protective film is preferably coating. The protective film is preferably a film mainly composed of a water-soluble resin. Usually, this process is performed after forming an organic semiconductor film on a substrate. In this case, the protective film is formed on the surface opposite to the surface of the organic semiconductor on the substrate side. The protective film is usually provided on the surface of the organic semiconductor film, but other layers may be provided without departing from the spirit of the present invention. Specific examples include a water-soluble undercoat layer. Further, only one protective film may be provided, or two or more protective films may be provided.

<<(2)保護膜の有機半導体膜と反対側の上に、感光性樹脂組成物からなるレジスト膜を成膜する工程>>
上記(1)の工程後、(2)保護膜の有機半導体側の面と反対側の上に、感光性樹脂組成物からなるレジスト膜を形成する。レジスト膜は通常保護膜の表面に感光性樹脂組成物を適用して形成されるが、下塗り層等の膜を介していてもよい。感光性樹脂組成物の適用方法は、上記保護膜形成用組成物の記載を参酌できる。
<< (2) Step of forming a resist film made of a photosensitive resin composition on the side of the protective film opposite to the organic semiconductor film >>
After the step (1), (2) a resist film made of a photosensitive resin composition is formed on the side of the protective film opposite to the surface on the organic semiconductor side. The resist film is usually formed by applying a photosensitive resin composition to the surface of the protective film, but it may be through a film such as an undercoat layer. For the method of applying the photosensitive resin composition, the description of the protective film forming composition can be referred to.

感光性樹脂組成物の固形分濃度は、通常1.0〜20質量%であり、好ましくは、1.5〜17質量%、さらに好ましくは2.0〜15質量%である。固形分濃度を上記範囲とすることで、レジスト溶液を保護膜上に均一に塗布することができ、さらには高解像性および矩形なプロファイルを有するレジストパターンを形成することが可能になる。固形分濃度とは、樹脂組成物の総質量に対する、溶剤を除く他のレジスト成分の質量の質量百分率である。   The solid content concentration of the photosensitive resin composition is usually 1.0 to 20% by mass, preferably 1.5 to 17% by mass, and more preferably 2.0 to 15% by mass. By setting the solid content concentration in the above range, the resist solution can be uniformly applied on the protective film, and further, a resist pattern having high resolution and a rectangular profile can be formed. The solid content concentration is the mass percentage of the mass of other resist components excluding the solvent with respect to the total mass of the resin composition.

<(3)レジスト膜を露光する工程>
(2)工程でレジスト膜を成膜後、上記レジスト膜を露光する。具体的には、レジスト膜に所定のパターンを有するマスクを介して、活性光線を照射する。露光は1回のみ行ってもよく、複数回行ってもよい。本発明で用いる感光性樹脂組成物は、光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤を含む。このような架橋剤を含むことにより、露光すると露光部分に架橋構造が形成され、パターニングが可能となりレジスト膜として機能する。
具体的には、感光性樹脂組成物の乾燥塗膜を設けた基板に所定のパターンの活性光線を照射する。露光はマスクを介して行ってもよいし、所定のパターンを直接描画してもよい。波長300nm以上450nm以下の波長、好ましくは365nmを有する活性光線が好ましく使用できる。この工程の後、必要に応じて露光後加熱工程(PEB)を行ってもよい。
<(3) Step of exposing resist film>
(2) After the resist film is formed in the step, the resist film is exposed. Specifically, actinic rays are irradiated to the resist film through a mask having a predetermined pattern. Exposure may be performed only once or multiple times. The photosensitive resin composition used by this invention contains the crosslinking agent which can be bridge | crosslinked by photodenitrogenation reaction. By including such a cross-linking agent, when exposed, a cross-linked structure is formed in the exposed portion, and patterning becomes possible and functions as a resist film.
Specifically, an actinic ray having a predetermined pattern is irradiated onto a substrate provided with a dry coating film of the photosensitive resin composition. Exposure may be performed through a mask, or a predetermined pattern may be drawn directly. Actinic rays having a wavelength of 300 nm to 450 nm, preferably 365 nm, can be preferably used. After this step, a post-exposure heating step (PEB) may be performed as necessary.

活性光線による露光には、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、レーザ発生装置、LED光源などを用いることができる。
水銀灯を用いる場合にはg線(436nm)、i線(365nm)、h線(405nm)などの波長を有する活性光線が好ましく使用できる。水銀灯はレーザに比べると、大面積の露光に適するという点で好ましい。
For exposure with actinic light, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a chemical lamp, a laser generator, an LED light source, or the like can be used.
When a mercury lamp is used, actinic rays having wavelengths such as g-line (436 nm), i-line (365 nm), and h-line (405 nm) can be preferably used. Mercury lamps are preferred in that they are suitable for large area exposure compared to lasers.

レーザを用いる場合には固体(YAG)レーザでは343nm、355nmが好適に用いられ、エキシマレーザでは351nm(XeF)が好適に用いられ、さらに半導体レーザでは375nm、405nmが好適に用いられる。この中でも、安定性、コスト等の点から355nm、405nmがより好ましい。レーザは1回あるいは複数回に分けて、塗膜に照射することができる。   When a laser is used, 343 nm and 355 nm are preferably used for a solid (YAG) laser, 351 nm (XeF) is preferably used for an excimer laser, and 375 nm and 405 nm are preferably used for a semiconductor laser. Among these, 355 nm and 405 nm are more preferable from the viewpoints of stability and cost. The coating can be irradiated with the laser once or a plurality of times.

レーザの1パルス当たりのエネルギー密度は0.1mJ/cm2以上10,000mJ/cm2以下であることが好ましい。塗膜を十分に硬化させるには、0.3mJ/cm2以上がより好ましく、0.5mJ/cm2以上が最も好ましく、アブレーション現象により塗膜を分解させないようにするには、1,000mJ/cm2以下がより好ましく、500mJ/cm2以下が最も好ましい。
また、パルス幅は、0.1nsec以上30,000nsec以下であることが好ましい。アブレーション現象により色塗膜を分解させないようにするには、0.5nsec以上がより好ましく、1nsec以上が最も好ましく、スキャン露光の際に合わせ精度を向上させるには、1,000nsec以下がより好ましく、50nsec以下が最も好ましい。 さらに、レーザの周波数は、1Hz以上50,000Hz以下が好ましく、10Hz以上1,000Hz以下がより好ましい。
さらに、レーザの周波数は、露光処理時間を短くするには、10Hz以上がより好ましく、100Hz以上が最も好ましく、スキャン露光の際に合わせ精度を向上させるには、10,000Hz以下がより好ましく、1,000Hz以下が最も好ましい。
The energy density per pulse of the laser is preferably 0.1 mJ / cm 2 or more and 10,000 mJ / cm 2 or less. In order to sufficiently cure the coating film, 0.3 mJ / cm 2 or more is more preferable, and 0.5 mJ / cm 2 or more is most preferable. To prevent the coating film from being decomposed by an ablation phenomenon, 1,000 mJ / cm 2 is preferable. cm 2 or less is more preferable, and 500 mJ / cm 2 or less is most preferable.
The pulse width is preferably 0.1 nsec or more and 30,000 nsec or less. In order not to decompose the color coating film due to the ablation phenomenon, 0.5 nsec or more is more preferable, and 1 nsec or more is most preferable, and in order to improve the alignment accuracy at the time of scanning exposure, 1,000 nsec or less is more preferable, Most preferred is 50 nsec or less. Furthermore, the frequency of the laser is preferably 1 Hz to 50,000 Hz, more preferably 10 Hz to 1,000 Hz.
Furthermore, the frequency of the laser is more preferably 10 Hz or more, most preferably 100 Hz or more for shortening the exposure processing time, and more preferably 10,000 Hz or less for improving the alignment accuracy during the scan exposure. 000 Hz or less is most preferable.

レーザは水銀灯と比べると、焦点を絞ることが容易であり、露光工程でのパターン形成のマスクが不要でコストダウンできるという点で好ましい。
本発明に使用可能な露光装置としては、特に制限はないが市販されているものとしては、Callisto((株)ブイ・テクノロジー製)やAEGIS((株)ブイ・テクノロジー製)やDF2200G(大日本スクリーン製造(株)製)などが使用可能である。また上記以外の装置も好適に用いられる。
また、必要に応じて長波長カットフィルタ、短波長カットフィルタ、バンドパスフィルタのような分光フィルタを通して照射光を調整することもできる。
Compared with a mercury lamp, a laser is preferable in that the focus can be easily reduced and a mask for forming a pattern in the exposure process is not necessary and the cost can be reduced.
The exposure apparatus that can be used in the present invention is not particularly limited, but commercially available exposure apparatuses include Callisto (buoy technology), AEGIS (buoy technology) and DF2200G (Dainippon). Screen Manufacturing Co., Ltd.) can be used. Further, devices other than those described above are also preferably used.
Moreover, irradiation light can also be adjusted through spectral filters, such as a long wavelength cut filter, a short wavelength cut filter, and a band pass filter, as needed.

<(4)有機溶剤を含む現像液を用いて現像しマスクパターンを作製する工程>
(3)工程でレジスト膜を露光後、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する。現像はネガ型が好ましい。現像液に含まれる溶剤のsp値は、19MPa1/2未満であることが好ましく、18MPa1/2以下であることがより好ましい。
<(4) Step of developing using a developer containing an organic solvent to produce a mask pattern>
(3) After the resist film is exposed in the step, it is developed using a developer containing an organic solvent. Development is preferably a negative type. Sp value of the solvent contained in the developer is preferably less than 19 MPa 1/2, and more preferably 18 MPa 1/2 or less.

本発明で用いる現像液が含む有機溶剤としては、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アミド系溶剤等の極性溶剤および炭化水素系溶剤を用いることができる。
ケトン系溶剤としては、例えば、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、1−ヘキサノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等を挙げることができる。
アミド系溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
上記の溶剤は、1種類のみでも、2種以上用いてもよい。また、上記以外の溶剤と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。ここでの実質的とは、例えば、現像液全体としての含水率が3質量%以下であり、より好ましくは測定限界以下であることをいう。
すなわち、有機系現像液に対する有機溶剤の使用量は、現像液の全量に対して、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることが好ましい。
特に、有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤およびアミド系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。
また、有機系現像液は、必要に応じて塩基性化合物を適当量含有していてもよい。
As the organic solvent contained in the developer used in the present invention, polar solvents such as ketone solvents, ester solvents, amide solvents, and hydrocarbon solvents can be used.
Examples of ketone solvents include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 1-hexanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, Examples include methylcyclohexanone, phenylacetone, methylethylketone, methylisobutylketone, acetylacetone, acetonylacetone, ionone, diacetylalcohol, acetylcarbinol, acetophenone, methylnaphthylketone, isophorone, and propylene carbonate.
Examples of ester solvents include methyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl. Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, etc. Can be mentioned.
Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, hexamethylphosphoric triamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. Can be used.
Examples of the hydrocarbon solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, octane and decane.
The above solvents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may mix and use with solvents other than the above. However, in order to fully exhibit the effects of the present invention, the water content of the developer as a whole is preferably less than 10% by mass, and more preferably substantially free of moisture. The term “substantially” as used herein means, for example, that the water content of the entire developing solution is 3% by mass or less, and more preferably the measurement limit or less.
That is, the amount of the organic solvent used in the organic developer is preferably 90% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, with respect to the total amount of the developer.
In particular, the organic developer is preferably a developer containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ketone solvents, ester solvents and amide solvents.
The organic developer may contain an appropriate amount of a basic compound as required.

有機系現像液の蒸気圧は、20℃に於いて、5kPa以下が好ましく、3kPa以下がさらに好ましく、2kPa以下が特に好ましい。有機系現像液の蒸気圧を5kPa以下にすることにより、現像液の基板上あるいは現像カップ内での蒸発が抑制され、ウェハ面内の温度均一性が向上し、結果としてウェハ面内の寸法均一性が良化する。
5kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4−ヘプタノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
特に好ましい範囲である2kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1−オクタノン、2−オクタノン、1−ノナノン、2−ノナノン、4−ヘプタノン、2−ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
The vapor pressure of the organic developer is preferably 5 kPa or less, more preferably 3 kPa or less, and particularly preferably 2 kPa or less at 20 ° C. By setting the vapor pressure of the organic developer to 5 kPa or less, evaporation of the developer on the substrate or in the developing cup is suppressed, and the temperature uniformity in the wafer surface is improved. As a result, the dimensions in the wafer surface are uniform. Sexuality improves.
Specific examples having a vapor pressure of 5 kPa or less include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 2-heptanone (methyl amyl ketone), 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, Ketone solvents such as cyclohexanone, methylcyclohexanone, phenylacetone, methyl isobutyl ketone, butyl acetate, pentyl acetate, isopentyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl Ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, formate , Ester solvents such as propyl formate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, amide solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, toluene, xylene, etc. Examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents, and aliphatic hydrocarbon solvents such as octane and decane.
Specific examples having a vapor pressure of 2 kPa or less, which is a particularly preferable range, include 1-octanone, 2-octanone, 1-nonanone, 2-nonanone, 4-heptanone, 2-hexanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, and methylcyclohexanone. , Ketone solvents such as phenylacetone, butyl acetate, amyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, 3- Ester solvents such as methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl lactate, butyl lactate, propyl lactate, N-methyl-2-pyrrole Emissions, N, N- dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide amide solvents, aromatic hydrocarbon solvents such as xylene, octane, aliphatic hydrocarbon solvents decane.

現像液には、必要に応じて界面活性剤を適当量添加することができる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、上記保護膜形成用組成物の欄で述べた界面活性剤が好ましく用いられる。
現像液に界面化成剤を配合する場合、その配合量は現像液の全量に対して、通常0.001〜5質量%、好ましくは0.005〜2質量%、さらに好ましくは0.01〜0.5質量%である。
An appropriate amount of a surfactant can be added to the developer as necessary.
Although it does not specifically limit as surfactant, For example, the surfactant described in the column of the said composition for protective film formation is used preferably.
When the interfacial chemical is added to the developer, the amount is usually 0.001 to 5% by mass, preferably 0.005 to 2% by mass, more preferably 0.01 to 0%, based on the total amount of the developer. 0.5% by mass.

現像方法としては、例えば、現像液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、基板表面に現像液を表面張力によって盛り上げて一定時間静止することで現像する方法(パドル法)、基板表面に現像液を噴霧する方法(スプレー法)、一定速度で回転している基板上に一定速度で現像液吐出ノズルをスキャンしながら現像液を吐出しつづける方法(ダイナミックディスペンス法)などを適用することができる。
上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液をレジスト膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧(吐出される現像液の単位面積あたりの流速)は好ましくは2mL/sec/mm2以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm2以下、さらに好ましくは1mL/sec/mm2以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると0.2mL/sec/mm2以上が好ましい。
吐出される現像液の吐出圧を上記の範囲とすることにより、現像後のレジスト残渣に由来するパターンの欠陥を著しく低減することができる。
このメカニズムの詳細は定かではないが、恐らくは、吐出圧を上記範囲とすることで、現像液がレジスト膜に与える圧力が小さくなり、レジスト膜・レジストパターンが不用意に削られたり崩れたりすることが抑制されるためと考えられる。
なお、現像液の吐出圧(mL/sec/mm2)は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。
As a development method, for example, a method in which a substrate is immersed in a tank filled with a developer for a certain period of time (dip method), a method in which the developer is raised on the surface of the substrate by surface tension and is left stationary for a certain time (paddle) Method), a method of spraying the developer on the substrate surface (spray method), a method of continuously discharging the developer while scanning the developer discharge nozzle on the substrate rotating at a constant speed (dynamic dispensing method) Etc. can be applied.
When the various development methods described above include a step of discharging the developer from the developing nozzle of the developing device toward the resist film, the discharge pressure of the discharged developer (the flow rate per unit area of the discharged developer) is preferably 2mL / sec / mm 2 or less, more preferably 1.5mL / sec / mm 2 or less, more preferably 1mL / sec / mm 2 or less. Although there is no particular lower limit of the flow rate, 0.2 mL / sec / mm 2 or more is preferable in consideration of throughput.
By setting the discharge pressure of the discharged developer to be in the above range, pattern defects derived from the resist residue after development can be remarkably reduced.
The details of this mechanism are not clear, but perhaps by setting the discharge pressure within the above range, the pressure applied by the developer to the resist film will decrease, and the resist film / resist pattern may be inadvertently cut or collapsed. This is considered to be suppressed.
The developer discharge pressure (mL / sec / mm 2 ) is a value at the developing nozzle outlet in the developing device.

現像液の吐出圧を調整する方法としては、例えば、ポンプなどで吐出圧を調整する方法や、加圧タンクからの供給で圧力を調整することで変える方法などを挙げることができる。   Examples of the method for adjusting the discharge pressure of the developer include a method of adjusting the discharge pressure with a pump or the like, and a method of changing the pressure by adjusting the pressure by supply from a pressurized tank.

また、有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、他の溶剤に置換しながら、現像を停止する工程を実施してもよい。   Moreover, you may implement the process of stopping image development, substituting with another solvent after the process developed using the developing solution containing an organic solvent.

<(5)ドライエッチング処理にて少なくとも非マスク部の保護膜および有機半導体を除去する工程>
レジスト膜を現像しマスクパターンを作製後、エッチング処理にて少なくとも非マスク部の上記保護膜および上記有機半導体を除去する。非マスク部とは、レジスト膜を露光してマスクパターンを作製する際のマスクにより露光されていない箇所を表す。
<(5) Step of removing at least protective film and organic semiconductor of non-mask part by dry etching process>
The resist film is developed to form a mask pattern, and at least the non-mask portion of the protective film and the organic semiconductor are removed by etching. A non-mask part represents the location which is not exposed by the mask at the time of producing a mask pattern by exposing a resist film.

具体的には、ドライエッチングは、レジストパターンをエッチングマスクとして、少なくとも保護膜および有機半導体をドライエッチングする。ドライエッチングの代表的な例としては、特開昭59−126506号公報、特開昭59−46628号公報、同58−9108号公報、同58−2809号公報、同57−148706号公報、同61−41102号公報などの公報に記載の方法がある。   Specifically, in the dry etching, at least the protective film and the organic semiconductor are dry etched using the resist pattern as an etching mask. As typical examples of dry etching, Japanese Patent Laid-Open Nos. 59-126506, 59-46628, 58-9108, 58-2809, 57-148706, 57-148706, There are methods described in publications such as 61-41102.

ドライエッチングとしては、パターン断面をより矩形に近く形成する観点や有機半導体へのダメージをより低減する観点から、以下の形態で行なうのが好ましい。
フッ素系ガスと酸素ガス(O2)との混合ガスを用い、有機半導体が露出しない領域(深さ)までエッチングを行なう第1段階のエッチングと、この第1段階のエッチングの後に、窒素ガス(N2)と酸素ガス(O2)との混合ガスを用い、好ましくは有機半導体が露出する領域(深さ)付近までエッチングを行なう第2段階のエッチングと、有機半導体が露出した後に行なうオーバーエッチングとを含む形態が好ましい。以下、ドライエッチングの具体的手法、ならびに第1段階のエッチング、第2段階のエッチング、およびオーバーエッチングについて説明する。
The dry etching is preferably performed in the following manner from the viewpoint of forming the pattern cross section closer to a rectangle and reducing damage to the organic semiconductor.
Using a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen gas (O 2 ), the first stage etching is performed to the region (depth) where the organic semiconductor is not exposed, and after this first stage etching, nitrogen gas ( N 2) and using a mixed gas of oxygen gas (O 2), over-etching preferably performed and the etching of the second step of performing etching to the vicinity area (depth) to expose the organic semiconductor, after the organic semiconductor is exposed The form containing these is preferable. Hereinafter, a specific method of dry etching, and the first stage etching, the second stage etching, and the overetching will be described.

ドライエッチングは、下記手法により事前にエッチング条件を求めて行なう。
(1)第1段階のエッチングにおけるエッチングレート(nm/min)と、第2段階のエッチングにおけるエッチングレート(nm/min)とをそれぞれ算出する。(2)第1段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間と、第2段階のエッチングで所望の厚さをエッチングする時間とをそれぞれ算出する。(3)上記(2)で算出したエッチング時間に従って第1段階のエッチングを実施する。(4)上記(2)で算出したエッチング時間に従って第2段階のエッチングを実施する。あるいはエンドポイント検出でエッチング時間を決定し、決定したエッチング時間に従って第2段階のエッチングを実施してもよい。(5)上記(3)、(4)の合計時間に対してオーバーエッチング時間を算出し、オーバーエッチングを実施する。
Dry etching is performed by obtaining etching conditions in advance by the following method.
(1) The etching rate (nm / min) in the first stage etching and the etching rate (nm / min) in the second stage etching are calculated respectively. (2) The time for etching the desired thickness in the first stage etching and the time for etching the desired thickness in the second stage etching are respectively calculated. (3) The first stage etching is performed according to the etching time calculated in (2) above. (4) The second stage etching is performed according to the etching time calculated in (2) above. Alternatively, the etching time may be determined by endpoint detection, and the second stage etching may be performed according to the determined etching time. (5) Overetching time is calculated with respect to the total time of (3) and (4) above, and overetching is performed.

上記第1段階のエッチング工程で用いる混合ガスとしては、被エッチング膜である有機材料を矩形に加工する観点から、フッ素系ガスおよび酸素ガス(O2)を含むことが好ましい。また、第1段階のエッチング工程は、有機半導体が露出しない領域までエッチングする形態にすることで、有機半導体のダメージを回避することができる。また、上記第2段階のエッチング工程および上記オーバーエッチング工程は、第1段階のエッチング工程でフッ素系ガスおよび酸素ガスの混合ガスにより有機半導体が露出しない領域までエッチングを実施した後、有機半導体のダメージ回避の観点から、窒素ガスおよび酸素ガスの混合ガスを用いてエッチング処理を行なうのが好ましい。 The mixed gas used in the first stage etching step preferably contains a fluorine-based gas and an oxygen gas (O 2 ) from the viewpoint of processing the organic material that is the film to be etched into a rectangular shape. In addition, the first step etching process can avoid damage to the organic semiconductor by performing etching to a region where the organic semiconductor is not exposed. Further, the second etching step and the over-etching step are performed by etching the region where the organic semiconductor is not exposed by the mixed gas of fluorine-based gas and oxygen gas in the first etching step, and then damaging the organic semiconductor. From the viewpoint of avoidance, it is preferable to perform the etching process using a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas.

第1段階のエッチング工程でのエッチング量と、第2段階のエッチング工程でのエッチング量との比率は、第1段階のエッチング工程でのエッチング処理による矩形性を損なわないように決定することが重要である。なお、全エッチング量(第1段階のエッチング工程でのエッチング量と第2段階のエッチング工程でのエッチング量との総和)中における後者の比率は、0%より大きく50%以下である範囲が好ましく、10〜20%がより好ましい。エッチング量とは、被エッチング膜の残存する膜厚とエッチング前の膜厚との差から算出される量のことをいう。   It is important to determine the ratio between the etching amount in the first stage etching process and the etching amount in the second stage etching process so as not to impair the rectangularity due to the etching process in the first stage etching process. It is. The latter ratio in the total etching amount (the sum of the etching amount in the first-stage etching process and the etching amount in the second-stage etching process) is preferably in the range of more than 0% and not more than 50%. 10 to 20% is more preferable. The etching amount is an amount calculated from the difference between the remaining film thickness to be etched and the film thickness before etching.

また、エッチングは、オーバーエッチング処理を含むことが好ましい。オーバーエッチング処理は、オーバーエッチング比率を設定して行なうことが好ましい。また、オーバーエッチング比率は、初めに行なうエッチング処理時間より算出することが好ましい。オーバーエッチング比率は任意に設定できるが、フォトレジストのエッチング耐性と被エッチングパターンの矩形性維持の点で、エッチング工程におけるエッチング処理時間の30%以下であることが好ましく、5〜25%であることがより好ましく、10〜15%であることが特に好ましい。   Etching preferably includes an over-etching process. The overetching process is preferably performed by setting an overetching ratio. Moreover, it is preferable to calculate the overetching ratio from the etching process time to be performed first. The over-etching ratio can be arbitrarily set, but it is preferably 30% or less of the etching processing time in the etching process, and 5 to 25% in terms of maintaining the etching resistance of the photoresist and the rectangularity of the pattern to be etched. Is more preferable, and 10 to 15% is particularly preferable.

<(6)保護膜を溶解除去する工程>
エッチング後、保護膜を溶解除去する。本発明では、水を用いて保護膜を除去することが好ましい。
<(6) Step of dissolving and removing the protective film>
After etching, the protective film is dissolved and removed. In the present invention, it is preferable to remove the protective film using water.

保護膜を水で除去する方法としては、例えば、スプレー式またはシャワー式の噴射ノズルからレジストパターンに洗浄水を噴射して、保護膜を除去する方法を挙げることができる。洗浄水としては、純水を好ましく用いることができる。また、噴射ノズルとしては、その噴射範囲内に支持体全体が包含される噴射ノズルや、可動式の噴射ノズルであってその可動範囲が支持体全体を包含する噴射ノズルを挙げることができる。噴射ノズルが可動式の場合、保護膜を除去する工程中に支持体中心部から支持体端部までを2回以上移動して洗浄水を噴射することで、より効果的にレジストパターンを除去することができる。
水を除去した後、乾燥等の工程を行うことも好ましい。乾燥温度としては、80〜120℃とすることが好ましい。
Examples of the method of removing the protective film with water include a method of removing the protective film by spraying cleaning water onto the resist pattern from a spray type or shower type spray nozzle. As the washing water, pure water can be preferably used. Further, examples of the injection nozzle include an injection nozzle in which the entire support is included in the injection range, and an injection nozzle that is a movable injection nozzle and in which the movable range includes the entire support. When the spray nozzle is movable, the resist pattern is more effectively removed by spraying the cleaning water by moving from the support center to the support end more than twice during the process of removing the protective film. be able to.
It is also preferable to perform a process such as drying after removing water. The drying temperature is preferably 80 to 120 ° C.

<産業上の利用可能性>
本発明は、有機半導体を利用した電子デバイスの製造に用いることができる。ここで、電子デバイスとは、半導体を含有しかつ2つ以上の電極を有し、その電極間に流れる電流や生じる電圧を、電気、光、磁気、化学物質などにより制御するデバイス、あるいは、印加した電圧や電流により、光や電場、磁場などを発生させるデバイスである。例としては、有機光電変換素子、有機電界効果トランジスタ、有機電界発光素子、ガスセンサ、有機整流素子、有機インバータ、情報記録素子などが挙げられる。有機光電変換素子は光センサ用途、エネルギー変換用途(太陽電池)のいずれにも用いることができる。これらの中で、好ましくは有機電界効果トランジスタ、有機光電変換素子、有機電界発光素子であり、より好ましくは有機電界効果トランジスタ、有機光電変換素子であり、特に好ましくは有機電界効果トランジスタである。
<Industrial applicability>
The present invention can be used for manufacturing an electronic device using an organic semiconductor. Here, an electronic device is a device that contains a semiconductor and has two or more electrodes, and the current flowing between the electrodes and the generated voltage are controlled by electricity, light, magnetism, chemical substances, or the like. It is a device that generates light, electric field, magnetic field, etc. by the applied voltage or current. Examples include organic photoelectric conversion elements, organic field effect transistors, organic electroluminescent elements, gas sensors, organic rectifying elements, organic inverters, information recording elements, and the like. The organic photoelectric conversion element can be used for both optical sensor applications and energy conversion applications (solar cells). Among these, an organic field effect transistor, an organic photoelectric conversion element, and an organic electroluminescence element are preferable, an organic field effect transistor and an organic photoelectric conversion element are more preferable, and an organic field effect transistor is particularly preferable.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」および「部」は質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. Unless otherwise specified, “%” and “parts” are based on mass.

<実施例1>
(1)保護膜形成用組成物および感光性樹脂組成物の調製
下記表に示す各成分を混合して均一な溶液とした後、0.1μmのポアサイズを有するポリテトラフルオロエチレン製フィルタを用いてろ過して、実施例1の保護膜形成用組成物および感光性樹脂組成物をそれぞれ調製した。
<Example 1>
(1) Preparation of composition for forming protective film and photosensitive resin composition After mixing the components shown in the table below to obtain a uniform solution, a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm was used. The composition for protective film formation of Example 1 and the photosensitive resin composition were prepared by filtering, respectively.

<<保護膜形成用組成物1>>
・ポリビニルピロリドン(ピッツコール K−30、第一工業製薬(株)製)
99.9g
・サーフィノール440(日信化学工業(株)製)
0.1g
・水 90g
<< Protective film forming composition 1 >>
・ Polyvinylpyrrolidone (Pitzkor K-30, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
99.9g
・ Surfinol 440 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.)
0.1g
・ Water 90g

<<感光性樹脂組成物1>>
・4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドの縮合物のドデシルベンゼンスルホン酸塩 1.2g
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート/アクリロニトリル/エチルメタクリレート/メタクリル酸=35/25/35/5(モル比)の共重合体 5g
・オイルブルー#603(オリエント工業株式会社製) 0.18g
・1−メトキシ−2−プロパノール 30g
・メチルエチルケトン 50g
・メタノール 20g
<< Photosensitive resin composition 1 >>
・ Dodecylbenzenesulfonate 1.2g of condensate of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde
-Copolymer of 2-hydroxyethyl methacrylate / acrylonitrile / ethyl methacrylate / methacrylic acid = 35/25/35/5 (molar ratio) 5 g
・ Oil Blue # 603 (Orient Kogyo Co., Ltd.) 0.18g
・ 30 g of 1-methoxy-2-propanol
・ Methyl ethyl ketone 50g
・ Methanol 20g

<実施例2>
実施例1のポリビニルピロリドンをポリビニルアルコール(PXP−05、日本酢ビ・ポバール株(株)製)に変更する以外、実施例1と同じ方法で保護膜形成用組成物2を調製した。
<Example 2>
A protective film-forming composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyvinyl pyrrolidone of Example 1 was changed to polyvinyl alcohol (PXP-05, manufactured by Nippon Vinegar Poval Co., Ltd.).

<実施例3>
実施例1のポリビニルピロリドンをプルラン((株)林原製)に変更する以外、実施例1と同じ方法で保護膜形成用組成物3を調製した。
<Example 3>
A protective film forming composition 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyvinyl pyrrolidone of Example 1 was changed to Pullulan (manufactured by Hayashibara Co., Ltd.).

<実施例4>
実施例1のポリビニルピロリドンをメチルセルロース(メトローズ SM―4 信越化学工業(株)製)に変更する以外、実施例1と同じ方法で保護膜形成用組成物4を調製した。
<Example 4>
A protective film-forming composition 4 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyvinyl pyrrolidone of Example 1 was changed to methyl cellulose (Metroses SM-4 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

<実施例5>
実施例1の4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドの縮合物のドデシルベンゼンスルホン酸塩を4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドとの縮合物である2−メキトシ−4−ヒドロキシ−5−ベンゾイルベンゼンスルホン酸塩に変更する以外、実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物2を得た。
<Example 5>
The dodecylbenzenesulfonate salt of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde condensate of Example 1 is changed to 2-mechitosi-4-hydroxy-5-benzoylbenzenesulfonate, which is a condensate of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde. Except for the above, a photosensitive resin composition 2 was obtained in the same manner as in Example 1.

<実施例6>
実施例1の4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドの縮合物のドデシルベンゼンスルホン酸塩を4−ジアゾジフェニルアミンとホルムアルデヒドとの縮合物である硫酸塩に変更する以外、実施例1と同様の方法で、感光性樹脂組成物3を得た。
<Example 6>
In the same manner as in Example 1, except that the dodecylbenzenesulfonate salt of the condensate of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde in Example 1 is changed to a sulfate salt that is a condensate of 4-diazodiphenylamine and formaldehyde. A resin composition 3 was obtained.

[評価]
<有機半導体膜上への保護膜の形成>
有機半導体として濃度20g/LのP3HT(Merck社製)クロロベンゼン溶液10mLと濃度14g/Lの[60]PCBM(Solenne社製)クロロベンゼン溶液10mLとを混合し、4インチベアシリコン基板上にスピンコーター(1200rpm、30秒)にて塗布し、ホットプレートにて140℃/15分乾燥し、膜厚100nmの有機半導体膜を形成した。該有機半導体膜を基板上に形成したウエハをウエハ1とした。ウエハ1上に表1に記載した保護膜形成用組成物をスピンコーター(1200rpm、30秒)により塗布したのち、100℃で60秒ベークし、有機半導体膜上に膜厚700nmの保護膜が設けられたウエハ2を形成した。
[Evaluation]
<Formation of protective film on organic semiconductor film>
As an organic semiconductor, 10 mL of a P3HT (Merck) chlorobenzene solution having a concentration of 20 g / L and 10 mL of a [60] PCBM (Solenne) chlorobenzene solution having a concentration of 14 g / L are mixed, and a spin coater (on a 4-inch bare silicon substrate). And dried at 140 ° C. for 15 minutes on a hot plate to form an organic semiconductor film having a thickness of 100 nm. A wafer having the organic semiconductor film formed on the substrate was designated as wafer 1. After applying the protective film forming composition shown in Table 1 on the wafer 1 with a spin coater (1200 rpm, 30 seconds), baking was performed at 100 ° C. for 60 seconds to provide a protective film having a thickness of 700 nm on the organic semiconductor film. The obtained wafer 2 was formed.

<感光性樹脂組成物用いたパターン形成と形状評価>
前記記載の4インチのウエハ2に下記表に示す感光性樹脂組成物をスピンコーター(1200rpm,30秒)により塗布したのち、110℃で60秒ベークし、ウエハ2上に膜厚500nmのレジスト膜を形成したウエハ3を形成した。
次にウエハ3をi線投影露光装置NSR2005i9C(ニコン社製)で、NA:0.57、シグマ:0.60の光学条件にて露光(露光量120mJ/cm2)を行ない、線幅10μmの1:1ラインアンドスペースパターンのバイナリーマスクを通して露光した。その後110℃で、60秒間加熱した後、酢酸ブチルで15秒間現像し、スピン乾燥して線幅10μmの1:1ラインアンドスペースのレジストパターンを得た。走査型電子顕微鏡を用いて断面観察を行うことで感光性樹脂組成物のパターン形状と基板上(非パターン部)の残渣を評価した。
A:感光性樹脂組成物のボトム部分のアンダーカットがなく、パターンのテーパー角が85°〜95°の範囲。
なく矩形プロファイル
B:感光性樹脂組成物のボトム部分にアンダーカットが0.5μm以下であり、パターンのテーパー角が85°〜95°の範囲。
僅かに認められるが矩形プロファイル
C:感光性樹脂組成物のボトム部分にアンダーカットが0.5μm以下であり、パターンのテーパー角が95°〜105°の範囲(逆テーパー)。
D:パターン形状劣悪もしくはパターン形成せず。
<Pattern formation and shape evaluation using photosensitive resin composition>
The photosensitive resin composition shown in the following table was applied to the 4-inch wafer 2 described above using a spin coater (1200 rpm, 30 seconds), then baked at 110 ° C. for 60 seconds, and a resist film having a thickness of 500 nm on the wafer 2. A wafer 3 on which was formed was formed.
Next, the wafer 3 is exposed with an i-line projection exposure apparatus NSR2005i9C (manufactured by Nikon Corporation) under the optical conditions of NA: 0.57 and sigma: 0.60 (exposure 120 mJ / cm 2 ), and the line width is 10 μm. Exposure was through a binary mask with a 1: 1 line and space pattern. Thereafter, the film was heated at 110 ° C. for 60 seconds, developed with butyl acetate for 15 seconds, and spin-dried to obtain a 1: 1 line and space resist pattern having a line width of 10 μm. By performing cross-sectional observation using a scanning electron microscope, the pattern shape of the photosensitive resin composition and the residue on the substrate (non-pattern part) were evaluated.
A: There is no undercut of the bottom part of the photosensitive resin composition, and the taper angle of the pattern is in the range of 85 ° to 95 °.
Rectangle profile B: The bottom portion of the photosensitive resin composition has an undercut of 0.5 μm or less, and the pattern taper angle is in the range of 85 ° to 95 °.
Although slightly recognized, rectangular profile C: the bottom portion of the photosensitive resin composition has an undercut of 0.5 μm or less, and the pattern taper angle is in the range of 95 ° to 105 ° (reverse taper).
D: Pattern shape is poor or no pattern is formed.

<ドライエッチングでの非マスク部の保護膜および有機半導体除去>
以下の条件で基板のドライエッチングを行い、非マスクパターン部の保護膜2および非マスクパターン部の有機半導体1を除去した。
ガス:CF4(流量200ml/min)、Ar(流量800ml/min)、O2(流量50ml/min)
ソースパワー:800W
ウェハバイアス:600W
アンテナバイアス:100W
ESC電圧:400V
時間:60sec
<Removal of non-masked protective film and organic semiconductor by dry etching>
The substrate was dry-etched under the following conditions to remove the protective film 2 in the non-mask pattern portion and the organic semiconductor 1 in the non-mask pattern portion.
Gas: CF 4 (flow rate 200 ml / min), Ar (flow rate 800 ml / min), O 2 (flow rate 50 ml / min)
Source power: 800W
Wafer bias: 600W
Antenna bias: 100W
ESC voltage: 400V
Time: 60sec

<残った保護膜樹脂の溶解除去>
得られた基板を水洗し、保護膜からなるパターンを除去したのち、100℃で10分加熱し前記有機半導体1に残存する水分の除去と、乾燥によりプロセスにおけるダメージを修復することで、有機半導体膜がパターニングされた基板を得た。
<Dissolving and removing the remaining protective film resin>
The substrate obtained is washed with water, the pattern made of the protective film is removed, and then heated at 100 ° C. for 10 minutes to remove the water remaining in the organic semiconductor 1 and to repair the damage in the process by drying. A substrate with a patterned film was obtained.

<有機半導体膜パターンの評価>
ドライエッチングおよび、保護膜除去後の有機半導体のパターンを、走査型電子顕微鏡を用いて観察を行うことより有機半導体の線幅を評価した。
A:感光性樹脂組成物の10μm(L/Sパターン)下における有機半導体の線幅が9μm〜10μm
B:感光性樹脂組成物の1μmのL/Sパターン下における、有機半導体の線幅が8μm以上9μm未満
C:感光性樹脂組成物の1μmのL/Sパターン下における、有機半導体の線幅が8μm未満
<Evaluation of organic semiconductor film pattern>
The line width of the organic semiconductor was evaluated by observing the pattern of the organic semiconductor after dry etching and removal of the protective film using a scanning electron microscope.
A: The line width of the organic semiconductor under 10 μm (L / S pattern) of the photosensitive resin composition is 9 μm to 10 μm.
B: The line width of the organic semiconductor under the 1 μm L / S pattern of the photosensitive resin composition is 8 μm or more and less than 9 μm C: The line width of the organic semiconductor under the 1 μm L / S pattern of the photosensitive resin composition Less than 8μm

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記結果から明らかなとおり、本発明の積層体は、感光性樹脂組成物のパターン形成性に優れ、かつ有機半導体パターンの加工後線幅評価にも優れていた。これに対し、保護膜を有さない場合(比較例1)、有機半導体パターンの加工後線幅評価が劣っていた。
特に保護膜の主成分として、ポリビニルピロリドンを用い、感光性樹脂組成物の架橋剤として、ジアゾニウム塩化合物のスルホン酸塩を用いることにより、より効果的であることが分かった。
また、有機半導体パターンの加工後の線幅評価について、ドライエッチングガスの種類を塩素/Arに変更しても、同様の傾向が得られることを確認した。
As is clear from the above results, the laminate of the present invention was excellent in the pattern forming property of the photosensitive resin composition and also in the post-processing line width evaluation of the organic semiconductor pattern. In contrast, when the protective film was not provided (Comparative Example 1), the post-processing line width evaluation of the organic semiconductor pattern was inferior.
In particular, it was found that the use of polyvinylpyrrolidone as the main component of the protective film and the use of a sulfonate salt of a diazonium salt compound as a crosslinking agent of the photosensitive resin composition proved more effective.
Moreover, about the line | wire width evaluation after the process of an organic-semiconductor pattern, even if it changed the kind of dry etching gas into chlorine / Ar, it confirmed that the same tendency was acquired.

<実施例7>
感光性樹脂組成物の調製
下記表に示す各成分を混合して均一な溶液とした後、0.1μmのポアサイズを有するポリテトラフルオロエチレン製フィルタを用いてろ過して、感光性樹脂組成物をそれぞれ調製した。
(感光性樹脂組成物12〜20)

Figure 2015087611
<Example 7>
Preparation of photosensitive resin composition After mixing each component shown in the following table to obtain a uniform solution, the mixture was filtered using a polytetrafluoroethylene filter having a pore size of 0.1 μm to obtain a photosensitive resin composition. Each was prepared.
(Photosensitive resin composition 12-20)
Figure 2015087611

上記表における成分および略号は、次の通りである。
<共役ジエン系重合体の環化物>
環化イソプレンゴム:重量平均分子量49,000、分散度(重量平均分子量/数平均分子量)1.7、環化率65%。
<アジド化合物>
2,6‐ジ(パラアジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、
p−フェニレン-ビスアジド、
4,4’−ジアジドジフェニルメタン、
2,6−ジ(パラアジドベンザル)−4−シクロヘキサノン
<重合開始剤>
ジアゾアミノベンゼン
<酸化防止剤>
4,4’−ブチリデン−ビス(6−tert−ブチル−m−クレゾール)
[色材]
ナフタラジン
Oil Yellow SS special(シラド化学製)
ケイコールC(日本曹達製)
[溶剤]
キシレン
The components and abbreviations in the above table are as follows.
<Cyclized product of conjugated diene polymer>
Cyclized isoprene rubber: weight average molecular weight 49,000, dispersity (weight average molecular weight / number average molecular weight) 1.7, cyclization rate 65%.
<Azide compound>
2,6-di (paraazidobenzal) -4-methylcyclohexanone,
p-phenylene-bisazide,
4,4′-diazidodiphenylmethane,
2,6-di (paraazidobenzal) -4-cyclohexanone <polymerization initiator>
Diazoaminobenzene <Antioxidant>
4,4'-Butylidene-bis (6-tert-butyl-m-cresol)
[Color material]
Naphthalazine Oil Yellow SS special (manufactured by Silado Chemical)
Keikoru C (made by Nippon Soda)
[solvent]
Xylene

[評価]
実施例1と同様の方法で、評価を実施した。結果を下表に示す。
[Evaluation]
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in the table below.

Figure 2015087611
Figure 2015087611

上記結果から明らかなとおり、本発明の積層体は、感光性樹脂組成物のパターン形成性に優れ、かつ有機半導体パターンの加工後線幅評価にも優れていた。これに対し、保護膜を有さない場合(比較例2)、有機半導体パターンの加工後線幅評価が劣っていた。   As is clear from the above results, the laminate of the present invention was excellent in the pattern forming property of the photosensitive resin composition and also in the post-processing line width evaluation of the organic semiconductor pattern. In contrast, when the protective film was not provided (Comparative Example 2), the post-processing line width evaluation of the organic semiconductor pattern was inferior.

上記表から、本発明の積層体は、パターン形状に優れ、また、レジストパターンの線幅とエッチング加工前後の有機半導体の線幅のリニアリティも高く、有機半導体の微細なパターン形成に有用な技術であることが認められた。
また、有機半導体パターンの加工後の線幅評価について、ドライエッチングガスの種類を塩素/Arに変更しても、同様の傾向が得られることを確認した。
本願発明を用いることで特開2012−216501号公報の図2に記載の表示装置を容易に製造することができた。
From the above table, the laminate of the present invention is excellent in pattern shape, and also has a high linearity between the resist pattern line width and the organic semiconductor line width before and after etching, and is a useful technique for forming fine patterns of organic semiconductors. It was recognized that there was.
Moreover, about the line | wire width evaluation after the process of an organic-semiconductor pattern, even if it changed the kind of dry etching gas into chlorine / Ar, it confirmed that the same tendency was acquired.
By using the present invention, the display device shown in FIG. 2 of JP2012-216501A can be easily manufactured.

Claims (21)

有機半導体膜と、前記有機半導体膜上の保護膜と、前記保護膜上のレジスト膜を有し、前記レジスト膜が、光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含むネガ型感光性樹脂組成物からなる積層体。 Negative photosensitive resin comprising an organic semiconductor film, a protective film on the organic semiconductor film, and a resist film on the protective film, wherein the resist film contains a crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction A laminate comprising a resin composition. 光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、ジアゾニウム塩化合物および/またはアジド化合物である、請求項1に記載の積層体。 The laminated body of Claim 1 whose crosslinking agent (A) which can be bridge | crosslinked by photodenitrogenation reaction is a diazonium salt compound and / or an azide compound. 保護膜が水溶性樹脂を含む、請求項1または2に記載の積層体。 The laminate according to claim 1 or 2, wherein the protective film contains a water-soluble resin. 保護膜が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびプルランの少なくとも1種を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。 The laminated body of any one of Claims 1-3 in which a protective film contains at least 1 sort (s) of polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and a pullulan. 保護膜が、ポリビニルピロリドンを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層体。 The laminated body of any one of Claims 1-3 in which a protective film contains polyvinylpyrrolidone. 光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、実質的に水に不溶である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 5, wherein the crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction is substantially insoluble in water. 感光性樹組成物がさらに、光ラジカル重合開始剤を分光増感する増感色素(C)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 6, wherein the photosensitive tree composition further comprises a sensitizing dye (C) for spectrally sensitizing the photoradical polymerization initiator. 感光性樹組成物がさらに、バインダーポリマー(C)を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 7, wherein the photosensitive tree composition further comprises a binder polymer (C). バインダーポリマー(C)が、共役ジエン系重合体および/またはその環化物を含む、請求項8に記載の積層体。 The laminate according to claim 8, wherein the binder polymer (C) comprises a conjugated diene polymer and / or a cyclized product thereof. 光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含む、有機半導体製造用レジスト組成物と、水溶性樹脂を含む保護膜形成用組成物を含む、有機半導体製造用キット。 A kit for producing an organic semiconductor comprising a resist composition for producing an organic semiconductor containing a crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photodenitrogenation reaction, and a composition for forming a protective film comprising a water-soluble resin. 水溶性樹脂が、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびプルランの少なくとも1種を含む、請求項10に記載の有機半導体製造用キット。 The kit for manufacturing an organic semiconductor according to claim 10, wherein the water-soluble resin contains at least one of polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and pullulan. 水溶性樹脂が、ポリビニルピロリドンを含む、請求項10に記載の有機半導体製造用キット。 The kit for manufacturing an organic semiconductor according to claim 10, wherein the water-soluble resin contains polyvinylpyrrolidone. 光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、実質的に水に不溶である、請求項10〜12のいずれか1項に記載の有機半導体製造用キット。 The kit for manufacturing an organic semiconductor according to any one of claims 10 to 12, wherein the crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photodenitrogenation reaction is substantially insoluble in water. 有機半導体製造用レジスト組成物が、さらに、光ラジカル重合開始剤を分光増感する増感色素(C)を含む、請求項10〜13のいずれか1項に記載の有機半導体製造用キット。 The organic semiconductor manufacturing kit according to any one of claims 10 to 13, wherein the resist composition for manufacturing an organic semiconductor further contains a sensitizing dye (C) for spectrally sensitizing the photoradical polymerization initiator. 有機半導体製造用レジスト組成物が、さらに、バインダーポリマー(C)を含む、請求項10〜14のいずれか1項に記載の有機半導体製造用キット。 The organic semiconductor manufacturing kit according to any one of claims 10 to 14, wherein the organic semiconductor manufacturing resist composition further comprises a binder polymer (C). バインダーポリマー(C)が、共役ジエン系重合体および/またはその環化物を含む、請求項15に記載の有機半導体製造用キット。 The kit for manufacturing an organic semiconductor according to claim 15, wherein the binder polymer (C) contains a conjugated diene polymer and / or a cyclized product thereof. 光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)を含む、有機半導体製造用レジスト組成物。 A resist composition for producing an organic semiconductor comprising a crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photo-denitrogenation reaction. 光脱窒素反応により架橋可能な架橋剤(A)が、実質的に水に不溶である、請求項17に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。 The resist composition for manufacturing an organic semiconductor according to claim 17, wherein the crosslinking agent (A) that can be crosslinked by a photodenitrogenation reaction is substantially insoluble in water. さらに、光ラジカル重合開始剤を分光増感する増感色素(C)を含む、請求項17または18に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。 Furthermore, the resist composition for organic-semiconductor manufacture of Claim 17 or 18 containing the sensitizing dye (C) which carries out the spectral sensitization of radical photopolymerization initiator. さらに、バインダーポリマー(C)を含む、請求項17〜19のいずれか1項に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。 Furthermore, the resist composition for organic-semiconductor manufacture of any one of Claims 17-19 containing a binder polymer (C). バインダーポリマー(C)が、共役ジエン系重合体および/またはその環化物を含む、請求項20に記載の有機半導体製造用レジスト組成物。 The resist composition for manufacturing an organic semiconductor according to claim 20, wherein the binder polymer (C) contains a conjugated diene polymer and / or a cyclized product thereof.
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