JP2022171636A - Radiation-sensitive composition, cured film and method for producing the same, semiconductor device, and display device - Google Patents

Radiation-sensitive composition, cured film and method for producing the same, semiconductor device, and display device Download PDF

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Abstract

To provide a radiation-sensitive composition that can form a cured film having excellent development adhesion.SOLUTION: A radiation-sensitive composition is a radiation-sensitive composition comprising: at least one polymer selected from the group consisting of a polymer that contains a structural unit (I) having a group represented by formula (1) or an acid-dissociable group, and a siloxane polymer; a photoacid generator; and a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group. In formula (1), R1, R2 and R3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, where at least one of R1, R2 and R3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms and "*" represents a bond.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、感放射線性組成物、硬化膜及びその製造方法、半導体素子並びに表示素子に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a radiation-sensitive composition, a cured film and its production method, a semiconductor device and a display device.

半導体素子や表示素子が有する硬化膜(例えば、層間絶縁膜やスペーサー、保護膜等)は一般に、重合体成分と感放射線性化合物(例えば、光酸発生剤や光重合開始剤等)とを含有する感放射線性組成物を用いて形成される。例えば、感放射線性組成物により形成された塗膜に対して放射線照射及び現像処理を施すことによってパターンを形成した後、加熱処理を行って熱硬化させることにより、パターン形状を有する硬化膜を得ることができる。 Cured films (e.g., interlayer insulating films, spacers, protective films, etc.) possessed by semiconductor devices and display devices generally contain polymer components and radiation-sensitive compounds (e.g., photoacid generators, photopolymerization initiators, etc.). It is formed using a radiation-sensitive composition that For example, a coating film formed from a radiation-sensitive composition is irradiated with radiation and developed to form a pattern, and then heat-treated to thermally cure the film, thereby obtaining a cured film having a pattern shape. be able to.

半導体素子や表示素子が有する硬化膜を形成する材料として、特許文献1及び特許文献2には、アルコキシシリル基等のケイ素含有官能基を有する重合体や、シロキサンポリマー等といったケイ素含有重合体と、光酸発生剤とを含む感放射線性組成物が提案されている。 As materials for forming cured films possessed by semiconductor devices and display devices, Patent Documents 1 and 2 disclose polymers having silicon-containing functional groups such as alkoxysilyl groups, silicon-containing polymers such as siloxane polymers, A radiation-sensitive composition has been proposed that includes a photoacid generator.

特許文献1の感放射線性組成物を用いて塗膜を形成した場合、パターン形成の際の露光により光酸発生剤から酸が発生し、発生した酸がアルコキシ基を分解して露光部を現像液に対し可溶化させる。未露光部はアルカリ不溶であり、現像後、加熱により脱水縮合させ、硬化させることで硬化膜となる。また、特許文献2の感放射線性組成物では、露光により光酸発生剤から発生した酸が関与してシロキサンポリマーの自己架橋が促進されることにより硬化膜が形成される。 When a coating film is formed using the radiation-sensitive composition of Patent Document 1, an acid is generated from the photoacid generator by exposure during pattern formation, and the generated acid decomposes the alkoxy group to develop the exposed area. Solubilize in liquid. The unexposed portion is insoluble in alkali, and after development, it is dehydrated and condensed by heating, and cured to form a cured film. In addition, in the radiation-sensitive composition of Patent Document 2, a cured film is formed by promoting the self-crosslinking of the siloxane polymer with the involvement of the acid generated from the photoacid generator upon exposure.

また、半導体素子や表示素子が有する硬化膜を形成する材料として、特許文献3には、酸性基を有する構造単位を含む重合体と、重合性単量体と、光重合開始剤とを含む感放射線性組成物が提案されている。特許文献4には、酸解離性基を有する構造単位を含む重合体と、光酸発生剤とを含有する化学増幅型の感放射線性組成物が提案されている。特許文献5には、酸性基を有する構造単位を含む重合体と、キノンジアジド化合物とを含有する感放射線性組成物が提案されている。 Further, as a material for forming a cured film possessed by a semiconductor element or a display element, Patent Document 3 discloses a photosensitive material containing a polymer containing a structural unit having an acidic group, a polymerizable monomer, and a photopolymerization initiator. Radioactive compositions have been proposed. Patent Document 4 proposes a chemically amplified radiation-sensitive composition containing a polymer containing a structural unit having an acid-labile group and a photoacid generator. Patent Document 5 proposes a radiation-sensitive composition containing a polymer containing a structural unit having an acidic group and a quinonediazide compound.

特開2017-107024号公報JP 2017-107024 A 国際公開第2011/065215号WO2011/065215 特開2003-5357号公報JP-A-2003-5357 特開2011-232632号公報JP 2011-232632 A 特開2014-186300号公報JP 2014-186300 A

放射線照射後の塗膜と基板との密着性が十分でない場合、現像処理の際に膜と基板との界面から現像液が浸入し、膜のパターン剥がれが生じることがある。特に近年、表示装置の更なる高品質化が求められており、表示装置の更なる高品質化の要求によるパターンの細線化に伴い、現像処理時に膜のパターン剥がれが生じやすくなる傾向がある。製造歩留まり低下の抑制を図る等の観点から、感放射線性組成物としては、現像処理の際に膜と基板との剥がれが生じにくい(すなわち、現像密着性が良好である)ことが求められる。 If the adhesion between the coating film and the substrate after irradiation is not sufficient, the developing solution may permeate from the interface between the film and the substrate during development processing, resulting in pattern peeling of the film. In particular, in recent years, there has been a demand for higher quality display devices, and along with the demand for higher quality display devices, the finer patterns tend to cause pattern peeling of the film during development processing. From the viewpoint of suppressing a decrease in production yield, the radiation-sensitive composition is required to be resistant to peeling between the film and the substrate during development (that is, to have good development adhesion).

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、現像密着性に優れた硬化膜を形成することができる感放射線性組成物を提供することを1つの目的とする。 An object of the present invention is to provide a radiation-sensitive composition capable of forming a cured film having excellent development adhesion.

本発明者は、特定の化合物を感放射線性組成物に配合することにより、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下の感放射線性組成物、硬化膜及びその製造方法、半導体素子並びに表示素子が提供される。 The present inventors have found that the above problems can be solved by incorporating a specific compound into the radiation-sensitive composition. That is, according to the present invention, the following radiation-sensitive composition, cured film and method for producing the same, semiconductor device and display device are provided.

[1]下記式(1)で表される基又は酸解離性基を有する構造単位(I)を含む重合体及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種である重合体と、光酸発生剤と、疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、を含有する、感放射線性組成物。

Figure 2022171636000001
(式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、又はフェニル基である。ただし、R、R及びRのうち1つ以上は、炭素数1~6のアルコキシ基である。「*」は、結合手であることを表す。) [1] At least one polymer selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit (I) having a group represented by the following formula (1) or an acid-labile group and a siloxane polymer, and a photoacid A radiation-sensitive composition comprising a generator and a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group.
Figure 2022171636000001
(In formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, provided that one or more of R 1 , R 2 and R 3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and "*" represents a bond.)

[2]酸性基を有する構造単位を含む重合体(ただし、上記式(1)で表される構造単位を有する重合体を除く。)と、キノンジアジド化合物と、疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、塩基性化合物と、溶剤と、を含有する、感放射線性組成物。 [2] A polymer containing a structural unit having an acidic group (excluding a polymer having a structural unit represented by the above formula (1)), a quinonediazide compound, a hydrophobic group, and a hydroxyl group are silicon atoms. and a silanol compound having no alkoxy group, a basic compound, and a solvent.

[3]酸性基を有する構造単位を含む重合体と、重合性単量体と、光重合開始剤と、疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、塩基性化合物と、溶剤と、を含有する、感放射線性組成物。 [3] a partial structure in which a polymer containing a structural unit having an acidic group, a polymerizable monomer, a photopolymerization initiator, a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom, and an alkoxy group; A radiation-sensitive composition containing a free silanol compound, a basic compound, and a solvent.

[4]上記[1]~[3]のいずれか1の感放射線性組成物を用いて塗膜を形成する工程と、前記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程と、放射線が照射された前記塗膜を現像する工程と、現像された前記塗膜を加熱する工程と、を含む、硬化膜の製造方法。
[5]上記[1]~[3]のいずれか1の感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜。
[6]上記[5]の硬化膜を備える半導体素子。
[7]上記[5]の硬化膜を備える表示素子。
[4] A step of forming a coating film using the radiation-sensitive composition of any one of [1] to [3] above; a step of irradiating at least part of the coating film with radiation; and a step of heating the developed coating film.
[5] A cured film formed using the radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [3] above.
[6] A semiconductor device comprising the cured film of [5] above.
[7] A display device comprising the cured film of [5] above.

本開示の感放射線性組成物によれば、現像密着性に優れた硬化膜を形成することができる。 According to the radiation-sensitive composition of the present disclosure, a cured film having excellent development adhesion can be formed.

以下、実施態様に関連する事項について詳細に説明する。なお、本明細書において、「~」を用いて記載された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味である。「構造単位」とは、主鎖構造を主として構成する単位であって、少なくとも主鎖構造中に2個以上含まれる単位をいう。 Matters related to the embodiments will be described in detail below. In this specification, the numerical range described using "-" means that the numerical values described before and after "-" are included as the lower limit and the upper limit. "Structural unit" means a unit that mainly constitutes the main chain structure and includes at least two units in the main chain structure.

本明細書において「炭化水素基」は、鎖状炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。「鎖状炭化水素基」とは、主鎖に環状構造を含まず、鎖状構造のみで構成された直鎖状炭化水素基及び分岐状炭化水素基を意味する。ただし、飽和でも不飽和でもよい。「脂環式炭化水素基」とは、環構造としては脂環式炭化水素の構造のみを含み、芳香環構造を含まない炭化水素基を意味する。ただし、脂環式炭化水素の構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造を有するものも含む。「芳香族炭化水素基」とは、環構造として芳香環構造を含む炭化水素基を意味する。ただし、芳香環構造のみで構成されている必要はなく、その一部に鎖状構造や脂環式炭化水素の構造を含んでいてもよい。なお、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基が有する環構造は、炭化水素構造からなる置換基を有していてもよい。「環状炭化水素基」は、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む意味である。 As used herein, the term "hydrocarbon group" means a chain hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. A "chain hydrocarbon group" means a straight chain hydrocarbon group or a branched hydrocarbon group that does not contain a cyclic structure in its main chain and is composed only of a chain structure. However, it may be saturated or unsaturated. The “alicyclic hydrocarbon group” means a hydrocarbon group containing only an alicyclic hydrocarbon structure as a ring structure and not containing an aromatic ring structure. However, it does not have to be composed only of an alicyclic hydrocarbon structure, and includes those having a chain structure in part thereof. An "aromatic hydrocarbon group" means a hydrocarbon group containing an aromatic ring structure as a ring structure. However, it does not have to be composed only of an aromatic ring structure, and may partially contain a chain structure or an alicyclic hydrocarbon structure. In addition, the ring structure which the alicyclic hydrocarbon group and the aromatic hydrocarbon group have may have a substituent consisting of a hydrocarbon structure. A "cyclic hydrocarbon group" is meant to include an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group.

《感放射線性組成物》
本開示の感放射線性組成物(以下、「本組成物」ともいう)は、例えば表示素子の硬化膜を形成するために用いられる。本組成物は、[A]重合体成分と、[B]シラノール化合物とを含有する樹脂組成物である。以下に、本組成物の具体的態様である第1の組成物、第2の組成物及び第3の組成物に含まれる各成分、及び必要に応じて配合されるその他の成分について説明する。なお、各成分については、特に言及しない限り、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<<Radiation sensitive composition>>
The radiation-sensitive composition of the present disclosure (hereinafter also referred to as "the present composition") is used, for example, to form a cured film of a display element. The present composition is a resin composition containing [A] a polymer component and [B] a silanol compound. The components contained in the first composition, the second composition, and the third composition, which are specific embodiments of the present composition, and other components blended as necessary will be described below. In addition, about each component, unless otherwise mentioned, 1 type may be used individually and 2 or more types may be used in combination.

[第1の組成物]
第1の組成物は、[A]重合体成分と、[B]シラノール化合物と、[C]光酸発生剤とを含有するポジ型の樹脂組成物である。
[First composition]
The first composition is a positive resin composition containing [A] a polymer component, [B] a silanol compound, and [C] a photoacid generator.

<[A]重合体成分>
[A]重合体成分は、下記式(1)で表される基又は酸解離性基を有する構造単位(I)を含む重合体及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種である重合体(以下、「(A-1)重合体」ともいう)を含有する。

Figure 2022171636000002
(式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、又はフェニル基である。ただし、R、R及びRのうち1つ以上は、炭素数1~6のアルコキシ基である。「*」は、結合手であることを表す。) <[A] polymer component>
[A] The polymer component is at least one polymer selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit (I) having a group represented by the following formula (1) or an acid-dissociable group and a siloxane polymer. It contains coalescence (hereinafter also referred to as “(A-1) polymer”).
Figure 2022171636000002
(In formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, provided that one or more of R 1 , R 2 and R 3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and "*" represents a bond.)

第1の組成物に含まれる重合体成分の具体例としては、上記式(1)で表される基を有する構造単位(I-1)を含む重合体(以下、「重合体(a1-1)」ともいう)、酸解離性基を有する構造単位(I-2)を含む重合体(以下、「重合体(a1-2)」ともいう)、及びシロキサンポリマーが挙げられる。なお、(A-1)重合体のうち、上記式(1)で表される基を有する構造単位を含む重合体及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種を以下、「ケイ素含有重合体」ともいう。 Specific examples of the polymer component contained in the first composition include a polymer containing a structural unit (I-1) having a group represented by the above formula (1) (hereinafter referred to as "polymer (a1-1 )”), a polymer containing a structural unit (I-2) having an acid-labile group (hereinafter also referred to as “polymer (a1-2)”), and a siloxane polymer. Among the polymers (A-1), at least one selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit having a group represented by the above formula (1) and a siloxane polymer is hereinafter referred to as a "silicon-containing polymer. It is also called 'combination'.

ここで、上記の特許文献1,2の感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜は、現像処理の際に未露光部の端部から吸水が生じることにより、未露光部のアルコキシ基がシラノール基になり、未露光部の親水性が増すことが考えられる。この場合、未露光部の基板に対する密着性(現像密着性)が低下して、パターンが基板から剥離しやすくなることが懸念される。 Here, the cured film formed using the radiation-sensitive compositions of Patent Documents 1 and 2 described above absorbs water from the edges of the unexposed area during development, resulting in alkoxy groups in the unexposed area. becomes a silanol group, increasing the hydrophilicity of the unexposed area. In this case, there is a concern that the adhesion (development adhesion) of the unexposed portion to the substrate is lowered, and the pattern is likely to peel off from the substrate.

また、上記の特許文献1,2の感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜において、現像処理の際に未露光部の端部から吸水が生じ、未露光部のアルコキシ基がシラノール基に変化した場合、重合体側鎖に水酸基が存在することによって硬化膜の誘電率が高くなることが懸念される。そこで、本開示は、重合体成分としてケイ素含有重合体を含む場合には、現像密着性に優れ、かつ誘電率が低い硬化膜を形成することができる感放射線性組成物を提供することを1つの目的とする。 In addition, in the cured film formed using the radiation-sensitive compositions of Patent Documents 1 and 2 above, water absorption occurs from the edges of the unexposed portions during development, and the alkoxy groups in the unexposed portions are silanol groups. , there is concern that the dielectric constant of the cured film increases due to the presence of hydroxyl groups in the polymer side chains. Accordingly, the present disclosure provides a radiation-sensitive composition which, when containing a silicon-containing polymer as a polymer component, can form a cured film having excellent development adhesion and a low dielectric constant. one purpose.

この点、上記式(1)で表される基を有する構造単位を含む重合体及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種であるケイ素含有重合体と光酸発生剤と上記シラノール化合物とを含む感放射線性組成物によれば、現像密着性に優れ、かつ誘電率が低い硬化膜を形成することができる。 In this regard, at least one silicon-containing polymer selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit having a group represented by formula (1) and a siloxane polymer, a photoacid generator, and the silanol compound According to the radiation-sensitive composition containing, it is possible to form a cured film having excellent development adhesion and a low dielectric constant.

〔重合体(a1-1)について〕
・構造単位(I-1)
上記式(1)において、R~Rで表される炭素数1~6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、及びtert-ブトキシ基等が挙げられる。これらのうち、R~Rで表されるアルコキシ基は、炭素数1~3が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましい。特に、上記式(1)で表される基が芳香環基に結合している場合、R~Rで表されるアルコキシ基はメトキシ基が好ましい。上記式(1)で表される基が鎖状炭化水素基に結合している場合、R~Rで表されるアルコキシ基はエトキシ基が好ましい。
[Regarding the polymer (a1-1)]
・ Structural unit (I-1)
In formula (1) above, the alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 3 include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, and tert- butoxy group and the like. Among these, the alkoxy group represented by R 1 to R 3 preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methoxy group or an ethoxy group. In particular, when the group represented by formula (1) above is bonded to an aromatic ring group, the alkoxy group represented by R 1 to R 3 is preferably a methoxy group. When the group represented by formula (1) is bonded to a chain hydrocarbon group, the alkoxy group represented by R 1 to R 3 is preferably an ethoxy group.

~Rで表される炭素数1~10のアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。R~Rで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。これらのうち、R~Rで表されるアルキル基は、メチル基、エチル基又はプロピル基が好ましい。 The alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms represented by R 1 to R 3 may be linear or branched. Examples of alkyl groups represented by R 1 to R 3 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and tert-butyl group. Among these, the alkyl group represented by R 1 to R 3 is preferably a methyl group, an ethyl group or a propyl group.

~Rで表される基のうち1個は、炭素数1~6のアルコキシ基である。残りの基は、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、又はフェニル基であることが好ましく、ヒドロキシ基、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数1~3のアルキル基であることがより好ましく、炭素数1~3のアルコキシ基、又は炭素数1~3のアルキル基であることが更に好ましい。 One of the groups represented by R 1 to R 3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. The remaining groups are preferably a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, and a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a phenyl group having 1 to 3 carbon atoms. It is more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

架橋構造の形成により耐熱性に優れた硬化膜を得る観点から、R~Rは、これらのうち2個以上が炭素数1~6のアルコキシ基であることが好ましく、全部が炭素数1~6のアルコキシ基であることが特に好ましい。 From the viewpoint of obtaining a cured film having excellent heat resistance by forming a crosslinked structure, two or more of R 1 to R 3 are preferably alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, and all of them have 1 carbon atom. ∼6 alkoxy groups are particularly preferred.

構造単位(I-1)において、上記式(1)で表される基は、芳香環基又は鎖状炭化水素基に結合していることが好ましい。なお、本明細書において「芳香環基」とは、芳香環の環部分からn個(nは整数)の水素原子を取り除いた基を意味する。当該芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。これらの環は、アルキル基等の置換基を有していてもよい。上記式(1)で表される基が鎖状炭化水素基に結合している場合、当該鎖状炭化水素基としては、アルカンジイル基、アルケンジイル基等が挙げられる。 In structural unit (I-1), the group represented by formula (1) is preferably bonded to an aromatic ring group or a chain hydrocarbon group. As used herein, the term "aromatic ring group" means a group obtained by removing n (n is an integer) hydrogen atoms from the ring portion of an aromatic ring. Examples of the aromatic ring include benzene ring, naphthalene ring and anthracene ring. These rings may have a substituent such as an alkyl group. When the group represented by formula (1) above is bonded to a chain hydrocarbon group, examples of the chain hydrocarbon group include an alkanediyl group and an alkenediyl group.

上記式(1)で表される基は、上記のうち、ベンゼン環、ナフタレン環又はアルキル鎖に結合していることが好ましい。具体的には、構造単位(I-1)は、下記式(3-1)で表される基、下記式(3-2)で表される基及び下記式(3-3)で表される基よりなる群から選択される少なくとも1種を有することが好ましい。

Figure 2022171636000003
(式(3-1)、式(3-2)及び式(3-3)中、A及びAは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基である。n1は0~4の整数である。n2は0~6の整数である。ただし、n1が2以上の場合、複数のAは、互いに同一又は異なる。n2が2以上の場合、複数のAは、互いに同一又は異なる。Rは、アルカンジイル基である。R、R及びRは、上記式(1)と同義である。「*」は、結合手であることを表す。) The group represented by the above formula (1) is preferably bonded to a benzene ring, a naphthalene ring or an alkyl chain among the above. Specifically, the structural unit (I-1) is a group represented by the following formula (3-1), a group represented by the following formula (3-2), and a group represented by the following formula (3-3). It is preferable to have at least one selected from the group consisting of
Figure 2022171636000003
(In formula (3-1), formula (3-2) and formula (3-3), A 1 and A 2 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, n1 is an integer of 0 to 4, and n2 is an integer of 0 to 6. However, when n1 is 2 or more, a plurality of A 1 are the same or different When n2 is 2 or more, the plurality of A 2 are the same or different, R 6 is an alkanediyl group, and R 1 , R 2 and R 3 are the same as defined in formula (1) above. *” indicates that it is a bond.)

上記式(3-1)、式(3-2)において、A及びAにより表される炭素数1~6のアルコキシ基及び炭素数1~6のアルキル基の例示については、上記式(1)のR~Rとして例示した基と同様の基が挙げられる。芳香環に結合する基「-SiR」の位置は、A及びAを除く他の基の結合位置(すなわち、「*」で表される結合手の位置)に対し、いずれの位置であってもよい。例えば、上記式(3-1)の場合、「-SiR」の位置は、「*」で表される結合手の位置に対して、オルト位、メタ位及びパラ位のうちいずれでもよい。好ましくはパラ位である。n1は0又は1が好ましく、0がより好ましい。n2は、0~2が好ましく、0がより好ましい。
上記式(3-3)において、Rは直鎖状であることが好ましい。得られる硬化膜の耐熱性を高くする観点から、Rは、炭素数1~6が好ましく、1~4がより好ましい。
Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms and the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by A 1 and A 2 in the above formulas (3-1) and (3-2) are described in the above formula ( The same groups as those exemplified as R 1 to R 3 in 1) can be mentioned. The position of the group “—SiR 1 R 2 R 3 ” bonding to the aromatic ring is relative to the bonding position of other groups excluding A 1 and A 2 (that is, the position of the bond represented by “*”). It can be in any position. For example, in the case of the above formula (3-1), the position of “—SiR 1 R 2 R 3 ” is ortho, meta or para with respect to the position of the bond represented by “*”. Either is fine. Para position is preferred. n1 is preferably 0 or 1, more preferably 0. n2 is preferably 0 to 2, more preferably 0.
In formula (3-3) above, R 6 is preferably linear. From the viewpoint of increasing the heat resistance of the resulting cured film, R 6 preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms.

硬化膜の耐熱性、耐薬品性及び硬度を高くできる点で、構造単位(I-1)は、上記式(3-1)~式(3-3)のうち、上記式(3-1)で表される基及び上記式(3-2)で表される基よりなる群から選択される少なくとも1種を有することが好ましい。また、芳香環に基「-SiR」が直接結合している場合、水の存在に伴い生じたシラノール基の安定化を図ることが可能となる。これにより、アルカリ現像液に対する露光部の溶解性を高くでき、良好なパターンを形成することができる点において好ましい。構造単位(I-1)は、これらの中でも、上記式(3-1)で表される基を有する構造単位であることが特に好ましい。 Structural unit (I-1) is the above formula (3-1) among the above formulas (3-1) to (3-3) in that the heat resistance, chemical resistance and hardness of the cured film can be increased. It is preferable to have at least one selected from the group consisting of the group represented by and the group represented by the above formula (3-2). In addition, when the group “—SiR 1 R 2 R 3 ” is directly bonded to the aromatic ring, it is possible to stabilize the silanol group generated in the presence of water. This is preferable in that the solubility of the exposed portion in an alkaline developer can be increased and a good pattern can be formed. Structural unit (I-1) is particularly preferably a structural unit having a group represented by formula (3-1) above.

構造単位(I-1)は、重合に関与する結合として重合性炭素-炭素不飽和結合を有する単量体(以下、「不飽和単量体」ともいう)に由来する構造単位であることが好ましく、具体的には、下記式(4-1)で表される構造単位及び下記式(4-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。

Figure 2022171636000004
(式(4-1)及び式(4-2)中、Rは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基又はトリフルオロメチル基である。R及びRは、それぞれ独立して、2価の芳香環基又は鎖状炭化水素基である。R、R及びRは、上記式(1)と同義である。) Structural unit (I-1) is a structural unit derived from a monomer having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond as a bond involved in polymerization (hereinafter also referred to as "unsaturated monomer"). Specifically, it is preferably at least one selected from the group consisting of structural units represented by the following formula (4-1) and structural units represented by the following formula (4-2).
Figure 2022171636000004
(In formulas (4-1) and (4-2), R A is a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group, or a trifluoromethyl group. R 7 and R 8 are each independently is a divalent aromatic ring group or a chain hydrocarbon group, and R 1 , R 2 and R 3 are the same as defined in formula (1) above.)

上記式(4-1)及び式(4-2)において、R、Rで表される2価の芳香環基は、置換若しくは無置換のフェニレン基、又は置換若しくは無置換のナフタレンジイル基であることが好ましい。置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルキル基及び炭素数1~6のアルコキシ基よりなる群から選択される1種以上が挙げられる。2価の鎖状炭化水素基は、炭素数1~6のアルカンジイル基であることが好ましく、炭素数1~4のアルカンジイル基であることがより好ましい。 In the above formulas (4-1) and (4-2), the divalent aromatic ring group represented by R 7 and R 8 is a substituted or unsubstituted phenylene group or a substituted or unsubstituted naphthalenediyl group. is preferably Examples of substituents include one or more selected from the group consisting of halogen atoms, hydroxy groups, alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms and alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms. The divalent chain hydrocarbon group is preferably an alkanediyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms.

耐熱性、耐薬品性及び硬度がより高い硬化膜を得ることができる点、並びにアルカリ現像液に対する露光部の溶解性を高くできる点で、R、Rは、上記の中でも2価の芳香環基であることが好ましく、置換又は無置換のフェニレン基であることが特に好ましい。 R 7 and R 8 are divalent aromatics among the above in that a cured film with higher heat resistance, chemical resistance and hardness can be obtained, and the solubility of the exposed area in an alkaline developer can be increased. A cyclic group is preferred, and a substituted or unsubstituted phenylene group is particularly preferred.

上記式(4-1)で表される構造単位の具体例としては、下記式(4-1-1)及び式(4-1-2)のそれぞれで表される構造単位等が挙げられる。また、上記式(4-2)で表される構造単位の具体例としては、下記式(4-2-1)及び式(4-2-2)のそれぞれで表される構造単位等が挙げられる。

Figure 2022171636000005
(式(4-1-1)、式(4-1-2)、式(4-2-1)及び式(4-2-2)中、R11及びR12は、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基である。R13は、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基又は水酸基である。n3は1~4の整数である。A、A、n1及びn2は、上記式(3-1)及び式(3-2)と同義である。Rは、上記式(4-1)及び式(4-2)と同義である。) Specific examples of the structural unit represented by formula (4-1) above include structural units represented by formulas (4-1-1) and (4-1-2) below. Specific examples of the structural unit represented by the above formula (4-2) include structural units represented by the following formulas (4-2-1) and (4-2-2). be done.
Figure 2022171636000005
(wherein R 11 and R 12 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 13 being an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyl group, n3 being an integer of 1 to 4. A 1 , A 2 , n1 and n2 have the same meanings as in formulas (3-1) and (3-2) above, and R A has the same meaning as in formulas (4-1) and (4-2) above. )

構造単位(I-1)を構成する単量体の具体例としては、上記式(3-1)で表される基を有する化合物として、スチリルトリメトキシシラン、スチリルトリエトキシシラン、スチリルメチルジメトキシシラン、スチリルエチルジエトキシシラン、スチリルジメトキシヒドロキシシラン、スチリルジエトキシヒドロキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルトリエトキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルメトキシジメトキシシラン、(メタ)アクリロキシフェニルエチルジエトキシシラン等を;
上記式(3-2)で表される基を有する化合物として、トリメトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、トリエトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、メチルジメトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、エチルジエトキシ(4-ビニルナフチル)シラン、(メタ)アクリロキシナフチルトリメトキシシラン等を;
上記式(3-3)で表される基を有する化合物として、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、4-(メタ)アクリロキシブチルトリメトキシシラン等を、それぞれ挙げることができる。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」は、「アクリル」及び「メタクリル」を包含する意味である。
Specific examples of monomers constituting structural unit (I-1) include compounds having a group represented by formula (3-1) above, such as styryltrimethoxysilane, styryltriethoxysilane, and styrylmethyldimethoxysilane. , styrylethyldiethoxysilane, styryldimethoxyhydroxysilane, styryldiethoxyhydroxysilane, (meth)acryloxyphenyltrimethoxysilane, (meth)acryloxyphenyltriethoxysilane, (meth)acryloxyphenylmethoxydimethoxysilane, (meth) ) acryloxyphenylethyldiethoxysilane and the like;
Examples of compounds having a group represented by the above formula (3-2) include trimethoxy(4-vinylnaphthyl)silane, triethoxy(4-vinylnaphthyl)silane, methyldimethoxy(4-vinylnaphthyl)silane, ethyldiethoxy(4 - vinylnaphthyl)silane, (meth)acryloxynaphthyltrimethoxysilane, etc.;
As compounds having a group represented by the above formula (3-3), 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyl Dimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 4-(meth)acryloxybutyltrimethoxysilane and the like can be mentioned, respectively. In addition, in this specification, "(meth)acryl" is meant to include "acryl" and "methacryl".

重合体(a1-1)における構造単位(I-1)の含有割合は、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、7質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(I-1)の含有割合は、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい。構造単位(I-1)の含有割合を上記範囲とすることにより、得られる硬化膜の耐熱性及び耐薬品性を十分に高くすることができる点、高感度化を図ることができる点、並びに塗膜がより良好な解像性を示す点で好ましい。 The content of the structural unit (I-1) in the polymer (a1-1) is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, based on the total structural units constituting the polymer (a1-1). Preferably, 10% by mass or more is more preferable. Further, the content of the structural unit (I-1) is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and 40% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a1-1). is more preferred. By setting the content ratio of the structural unit (I-1) within the above range, the heat resistance and chemical resistance of the resulting cured film can be sufficiently increased, the sensitivity can be increased, and It is preferable in that the coating film exhibits better resolution.

・その他の構造単位
重合体(a1-1)は、構造単位(I-1)以外の構造単位(以下、「その他の構造単位(1)」ともいう)を更に含んでいてよい。その他の構造単位(1)としては、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上を有する構造単位(II-1)、酸性基を有する構造単位(III-1)等が挙げられる。なお、本明細書では、オキシラニル基及びオキセタニル基を包含して「エポキシ基」ともいう。
• Other Structural Units The polymer (a1-1) may further contain a structural unit other than the structural unit (I-1) (hereinafter also referred to as "another structural unit (1)"). Other structural units (1) include structural units (II-1) having one or more selected from the group consisting of an oxiranyl group and an oxetanyl group, structural units (III-1) having an acidic group, and the like. . In addition, in this specification, an oxiranyl group and an oxetanyl group are also collectively referred to as an “epoxy group”.

・構造単位(II-1)
重合体(a1-1)が構造単位(II-1)を含むことにより、膜の解像性や密着性をより高めることができる点で好ましい。また、エポキシ基が架橋性基として作用することにより、耐薬品性が高く、長期間に亘って劣化が抑制される硬化膜を形成できる点で好ましい。構造単位(II-1)は、エポキシ基を有する不飽和単量体に由来する構造単位であることが好ましく、具体的には下記式(5-1)で表される構造単位及び下記式(5-2)で表される構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。

Figure 2022171636000006
(式(5-1)及び式(5-2)中、R20は、オキシラニル基又はオキセタニル基を有する1価の基である。Rは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基又はトリフルオロメチル基である。Xは、単結合又は2価の連結基である。) ・ Structural unit (II-1)
Including the structural unit (II-1) in the polymer (a1-1) is preferable in that the resolution and adhesion of the film can be further improved. In addition, the epoxy group acts as a crosslinkable group, which is preferable in that a cured film having high chemical resistance and suppressed deterioration over a long period of time can be formed. Structural unit (II-1) is preferably a structural unit derived from an unsaturated monomer having an epoxy group, specifically a structural unit represented by the following formula (5-1) and the following formula ( It is preferably at least one selected from the group consisting of structural units represented by 5-2).
Figure 2022171636000006
(In the formulas (5-1) and (5-2), R 20 is a monovalent group having an oxiranyl group or an oxetanyl group. RA is a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, a cyano group, or a trifluoromethyl group.X 1 is a single bond or a divalent linking group.)

上記式(5-1)及び式(5-2)において、R20としては、オキシラニル基、オキセタニル基、3,4-エポキシシクロヘキシル基、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、3-エチルオキセタニル基等が挙げられる。
の2価の連結基としては、メチレン基、エチレン基、1,3-プロパンジイル基等のアルカンジイル基;アルカンジイル基の任意のメチレン基が酸素原子に置き換えられた2価の基等が好ましい。
In the above formulas (5-1) and (5-2), R 20 is an oxiranyl group, an oxetanyl group, a 3,4-epoxycyclohexyl group, a 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decyl group, 3-ethyloxetanyl group and the like.
The divalent linking group of X 1 includes an alkanediyl group such as a methylene group, an ethylene group, and a 1,3-propanediyl group; a divalent group in which any methylene group of the alkanediyl group is replaced with an oxygen atom is preferred.

エポキシ基を有する単量体の具体例としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート、(3-メチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)(メタ)アクリレート、(オキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレート、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル等が挙げられる。 Specific examples of epoxy group-containing monomers include glycidyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth)acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, 2-(3,4 - epoxycyclohexyl)ethyl (meth)acrylate, 3,4-epoxytricyclo[5.2.1.0 2,6 ]decyl (meth)acrylate, (3-methyloxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate , (3-ethyloxetan-3-yl) (meth)acrylate, (oxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate, (3-ethyloxetan-3-yl)methyl (meth)acrylate, o-vinylbenzylglycidyl ether, m-vinylbenzyl glycidyl ether, p-vinylbenzyl glycidyl ether and the like.

重合体(a1-1)における構造単位(II-1)の含有割合は、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(II-1)の含有割合は、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、65質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下が更に好ましい。構造単位(II-1)の含有割合を上記範囲とすることで、塗膜がより良好な解像性を示すとともに、得られる硬化膜の耐熱性及び耐薬品性を十分に高くすることができる点で好ましい。 The content of the structural unit (II-1) in the polymer (a1-1) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, based on the total structural units constituting the polymer (a1-1). Preferably, 20% by mass or more is more preferable. Further, the content of the structural unit (II-1) is preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and 55% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a1-1). is more preferred. By setting the content ratio of the structural unit (II-1) within the above range, the coating film exhibits better resolution, and the heat resistance and chemical resistance of the resulting cured film can be sufficiently increased. point is preferable.

・構造単位(III-1)
重合体(a1-1)は、酸性基を有する構造単位(III-1)を更に含むことが好ましい。構造単位(III-1)の導入により、アルカリ現像液に対する重合体(a1-1)の溶解性(アルカリ可溶性)を高めたり、硬化反応性を高めたりすることができる。なお、本明細書において「アルカリ可溶」とは、2.38質量%濃度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等のアルカリ水溶液に溶解可能であることを意味する。
・ Structural unit (III-1)
The polymer (a1-1) preferably further contains a structural unit (III-1) having an acidic group. By introducing the structural unit (III-1), the solubility (alkali solubility) of the polymer (a1-1) in an alkaline developer can be enhanced, and the curing reactivity can be enhanced. As used herein, the term "alkali-soluble" means that it can be dissolved in an alkaline aqueous solution such as a 2.38% by mass concentration tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

構造単位(III-1)は、酸性基を有する限り特に限定されない。構造単位(III-1)は、カルボキシ基を有する構造単位、スルホン酸基を有する構造単位、フェノール性水酸基を有する構造単位、及びマレイミド単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、本明細書において「フェノール性水酸基」とは、芳香環(例えばベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等)に直接結合するヒドロキシ基を意味する。 Structural unit (III-1) is not particularly limited as long as it has an acidic group. The structural unit (III-1) is preferably at least one selected from the group consisting of a structural unit having a carboxy group, a structural unit having a sulfonic acid group, a structural unit having a phenolic hydroxyl group, and a maleimide unit. . As used herein, the term "phenolic hydroxyl group" means a hydroxyl group directly bonded to an aromatic ring (eg, benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, etc.).

構造単位(III-1)は、酸性基を有する不飽和単量体に由来する構造単位であることが好ましい。酸性基を有する不飽和単量体の具体例としては、カルボキシ基を有する構造単位を構成する単量体として、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、4-ビニル安息香酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸を;スルホン酸基を有する構造単位を構成する単量体として、例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリルイルオキシエチルスルホン酸等を;フェノール性水酸基を有する構造単位を構成する単量体として、例えば4-ヒドロキシスチレン、o-イソプロペニルフェノール、m-イソプロペニルフェノール、p-イソプロペニルフェノール、ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート等を、それぞれ挙げることができる。また、構造単位(III-1)を構成する単量体としてマレイミドを用いることもできる。 Structural unit (III-1) is preferably a structural unit derived from an unsaturated monomer having an acidic group. Specific examples of unsaturated monomers having an acidic group include unsaturated monocarboxylic acids such as (meth)acrylic acid, crotonic acid, and 4-vinylbenzoic acid as monomers constituting structural units having a carboxy group. acids; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid and itaconic acid; , styrenesulfonic acid, (meth)acrylyloxyethylsulfonic acid, etc.; monomers constituting a structural unit having a phenolic hydroxyl group, such as 4-hydroxystyrene, o-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, Examples include p-isopropenylphenol, hydroxyphenyl (meth)acrylate, and the like. Maleimide can also be used as a monomer constituting the structural unit (III-1).

重合体(a1-1)における構造単位(III-1)の含有割合は、アルカリ現像液への良好な溶解性を付与する観点から、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更に好ましい。一方、構造単位(III-1)の含有割合が多すぎると、露光部分と未露光部分とにおいて、アルカリ現像液への溶解性の違いが小さくなり、良好なパターン形状が得られにくくなることが懸念される。こうした観点から、構造単位(III-1)の含有割合は、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。 The content ratio of the structural unit (III-1) in the polymer (a1-1) is relative to all the structural units constituting the polymer (a1-1) from the viewpoint of imparting good solubility in an alkaline developer. 1 mass % or more is preferable, 2 mass % or more is more preferable, and 5 mass % or more is still more preferable. On the other hand, if the content of the structural unit (III-1) is too high, the difference in solubility in an alkaline developer between the exposed portion and the unexposed portion will be small, making it difficult to obtain a good pattern shape. Concerned. From such a viewpoint, the content of the structural unit (III-1) is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass, based on the total structural units constituting the polymer (a1-1). % or less is more preferable.

その他の構造単位(1)としては、更に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステル、芳香環構造を有する(メタ)アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、N-置換マレイミド化合物、複素環構造を有するビニル化合物、共役ジエン化合物、窒素含有ビニル化合物、及び不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステル化合物よりなる群から選択される少なくとも1種の単量体に由来する構造単位等が挙げられる。これらの構造単位を重合体中に導入することにより、重合体成分のガラス転移温度を調整し、得られる硬化膜のパターン形状、耐薬品性を向上させることができる。 Other structural units (1) further include (meth)acrylic acid alkyl esters, (meth)acrylic acid esters having an alicyclic structure, (meth)acrylic acid esters having an aromatic ring structure, aromatic vinyl compounds, A structural unit derived from at least one monomer selected from the group consisting of an N-substituted maleimide compound, a vinyl compound having a heterocyclic structure, a conjugated diene compound, a nitrogen-containing vinyl compound, and an unsaturated dicarboxylic acid dialkyl ester compound. etc. By introducing these structural units into the polymer, the glass transition temperature of the polymer component can be adjusted, and the pattern shape and chemical resistance of the resulting cured film can be improved.

上記単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ラウリル、(メタ)アクリル酸n-ステアリル等を;
脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステルとして、(メタ)アクリル酸シクロへキシル、(メタ)アクリル酸2-メチルシクロへキシル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル、(メタ)アクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,5]デカン-8-イルオキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボロニル等を;
芳香環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルとして、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等を;
芳香族ビニル化合物として、スチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、α-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,4-ジイソプロピルスチレン、5-t-ブチル-2-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、t-ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4-ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N-ジメチルアミノエチルスチレン、N,N-ジメチルアミノメチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン、2-t-ブチルスチレン、3-t-ブチルスチレン、4-t-ブチルスチレン、ジフェニルエチレン、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等を;
N-置換マレイミド化合物として、N-シクロヘキシルマレイミド、N-シクロペンチルマレイミド、N-(2-メチルシクロヘキシル)マレイミド、N-(4-メチルシクロヘキシル)マレイミド、N-(4-エチルシクロヘキシル)マレイミド、N-(2,6-ジメチルシクロヘキシル)マレイミド、N-ノルボルニルマレイミド、N-トリシクロデシルマレイミド、N-アダマンチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-(2-メチルフェニル)マレイミド、N-(4-メチルフェニル)マレイミド、N-(4-エチルフェニル)マレイミド、N-(2,6-ジメチルフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド、N-ナフチルマレイミド等を、
複素環構造を有するビニル化合物として、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロピラニル、(メタ)アクリル酸5-エチル-1,3-ジオキサン-5-イルメチル、(メタ)アクリル酸5-メチル-1,3-ジオキサン-5-イルメチル、(メタ)アクリル酸(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル、2-(メタ)アクリロキシメチル-1,4,6-トリオキサスピロ[4,6]ウンデカン、(メタ)アクリル酸(γ-ブチロラクトン-2-イル)、(メタ)アクリル酸グリセリンカーボネート、(メタ)アクリル酸(γ-ラクタム-2-イル)、N-(メタ)アクリロキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等を;
共役ジエン化合物として、1,3-ブタジエン、イソプレン等を;
窒素含有ビニル化合物として、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド等を;
不飽和ジカルボン酸ジアルキルエステル化合物として、イタコン酸ジエチル等を、それぞれ挙げることができる。また、その他の構造単位(1)を構成する単量体としては、上記のほか、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル等の単量体が挙げられる。
Specific examples of the above monomers include (meth)acrylic acid alkyl esters such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, ( butyl meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-lauryl (meth)acrylate, n-stearyl (meth)acrylate and the like;
Examples of (meth)acrylic acid esters having an alicyclic structure include cyclohexyl (meth)acrylate, 2-methylcyclohexyl (meth)acrylate, tricyclo(meth)acrylate [5.2.1.02 , 6 ]decane-8-yl, tricyclo[5.2.1.0 2,5 ]decane-8-yloxyethyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate and the like;
Examples of (meth)acrylic acid esters having an aromatic ring structure include phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and the like;
Examples of aromatic vinyl compounds include styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, 5-t-butyl-2- methylstyrene, divinylbenzene, trivinylbenzene, t-butoxystyrene, vinylbenzyldimethylamine, (4-vinylbenzyl)dimethylaminoethyl ether, N,N-dimethylaminoethylstyrene, N,N-dimethylaminomethylstyrene, 2 -ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, 2-t-butylstyrene, 3-t-butylstyrene, 4-t-butylstyrene, diphenylethylene, vinylnaphthalene, vinylpyridine and the like;
N-substituted maleimide compounds include N-cyclohexylmaleimide, N-cyclopentylmaleimide, N-(2-methylcyclohexyl)maleimide, N-(4-methylcyclohexyl)maleimide, N-(4-ethylcyclohexyl)maleimide, N-( 2,6-dimethylcyclohexyl)maleimide, N-norbornylmaleimide, N-tricyclodecylmaleimide, N-adamantylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-(2-methylphenyl)maleimide, N-(4-methylphenyl) ) maleimide, N-(4-ethylphenyl)maleimide, N-(2,6-dimethylphenyl)maleimide, N-benzylmaleimide, N-naphthylmaleimide, etc.
Vinyl compounds having a heterocyclic structure include tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, tetrahydropyranyl (meth)acrylate, 5-ethyl-1,3-dioxan-5-ylmethyl (meth)acrylate, (meth)acryl Acid 5-methyl-1,3-dioxan-5-ylmethyl, (2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl (meth)acrylate, 2-(meth)acryloxymethyl- 1,4,6-trioxaspiro[4,6]undecane, (meth)acrylic acid (γ-butyrolactone-2-yl), (meth)acrylic acid glyceryl carbonate, (meth)acrylic acid (γ-lactam-2 -yl), N-(meth)acryloxyethylhexahydrophthalimide and the like;
1,3-butadiene, isoprene, etc. as a conjugated diene compound;
Nitrogen-containing vinyl compounds such as (meth)acrylonitrile and (meth)acrylamide;
Examples of unsaturated dicarboxylic acid dialkyl ester compounds include diethyl itaconate and the like. In addition to the above, other monomers constituting the structural unit (1) include, for example, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate and the like.

重合体成分のガラス転移温度を調整して熱硬化時のメルトフローを抑制する観点から、重合体(a1-1)は、構造単位(II-1)及び構造単位(III-1)以外のその他の構造単位(1)として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、脂環式構造を有する(メタ)アクリル酸エステル、及び芳香環構造を有する(メタ)アクリル酸エステルよりなる群から選択される少なくとも1種の単量体に由来する構造単位を含むことが好ましい。 From the viewpoint of controlling the glass transition temperature of the polymer component to suppress melt flow during thermosetting, the polymer (a1-1) contains the structural unit (II-1) and structural units other than the structural unit (III-1). As the structural unit (1), at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid alkyl esters, (meth)acrylic acid esters having an alicyclic structure, and (meth)acrylic acid esters having an aromatic ring structure It preferably contains structural units derived from species monomers.

構造単位(II-1)及び構造単位(III-1)以外のその他の構造単位(1)の含有割合は、重合体(a1-1)のガラス転移温度を適度に高くする観点から、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。また、当該構造単位の含有割合は、重合体(a1-1)を構成する全構造単位に対して、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。 The content ratio of the structural unit (1) other than the structural unit (II-1) and the structural unit (III-1) is from the viewpoint of appropriately increasing the glass transition temperature of the polymer (a1-1). It is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, based on the total structural units constituting (a1-1). The content of the structural unit is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a1-1).

重合体(a1-1)は、例えば、上述した各構造単位を導入可能な不飽和単量体を用い、適当な溶媒中、重合開始剤等の存在下で、ラジカル重合等の公知の方法に従って製造することができる。重合開始剤としては、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル等のアゾ化合物が挙げられる。重合開始剤の使用割合は、反応に使用する単量体の全量100質量部に対して、0.01~30質量部であることが好ましい。重合溶媒としては、例えばアルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、炭化水素類等が挙げられる。重合溶媒の使用量は、反応に使用する単量体の合計量が、反応溶液の全体量に対して、0.1~60質量%になるような量にすることが好ましい。 Polymer (a1-1), for example, using an unsaturated monomer capable of introducing each structural unit described above, in an appropriate solvent in the presence of a polymerization initiator, etc., according to a known method such as radical polymerization. can be manufactured. As the polymerization initiator, azo compounds such as 2,2'-azobis(isobutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(isobutyrate) dimethyl is mentioned. The proportion of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used in the reaction. Examples of the polymerization solvent include alcohols, ethers, ketones, esters, hydrocarbons and the like. The amount of the polymerization solvent used is preferably such that the total amount of the monomers used in the reaction is 0.1 to 60% by mass with respect to the total amount of the reaction solution.

重合において、反応温度は、通常、30℃~180℃である。反応時間は、重合開始剤及び単量体の種類や反応温度に応じて異なるが、通常、0.5~10時間である。重合反応により得られた重合体は、反応溶液に溶解された状態のまま感放射線性組成物の調製に用いられてもよいし、反応溶液から単離された後、感放射線性組成物の調製に用いられてもよい。重合体の単離は、例えば、反応溶液を大量の貧溶媒中に注ぎ、これにより得られる析出物を減圧下乾燥する方法、反応溶液をエバポレーターで減圧留去する方法等の公知の単離方法により行うことができる。 In polymerization, the reaction temperature is usually 30°C to 180°C. The reaction time varies depending on the type of polymerization initiator and monomers and the reaction temperature, but is usually 0.5 to 10 hours. The polymer obtained by the polymerization reaction may be used in the preparation of the radiation-sensitive composition while dissolved in the reaction solution, or may be isolated from the reaction solution and then used in the preparation of the radiation-sensitive composition. may be used for Isolation of the polymer is carried out by known isolation methods such as, for example, pouring the reaction solution into a large amount of poor solvent and drying the resulting precipitate under reduced pressure, or distilling off the reaction solution under reduced pressure using an evaporator. It can be done by

[A]重合体成分が重合体(a1-1)を含む場合、[A]重合体成分は、構造単位(I-1)を含む限り、構造単位(I-1)を有する重合体(a1-1)のみによって構成されていてもよいし、重合体(a1-1)と共に、構造単位(I-1)を有しない重合体を更に含むものであってもよい。例えば、[A]重合体成分が構造単位(I-1)と構造単位(II-1)と構造単位(III-1)とを含む場合、同一の重合体が構造単位(I-1)、構造単位(II-1)及び構造単位(III-1)の全部を有していてもよく、構造単位(II-1)及び構造単位(III-1)よりなる群から選択される少なくとも1種を、構造単位(I-1)を有する重合体とは異なる重合体が有していてもよい。なお、構造単位(I-1)、構造単位(II-1)及び構造単位(III-1)を、[A]重合体成分中の2種以上の異なる重合体が有している場合、[A]重合体成分に含まれる各構造単位の含有割合が上記範囲を満たすようにすることが好ましい。感放射線性組成物を構成する成分の数を少なくしつつ、現像密着性及び耐薬品性の向上効果が得られる点で、[A]重合体成分は、構造単位(I-1)と構造単位(II-1)と構造単位(III-1)とを有する重合体を含有することが好ましい。[A]重合体成分を構成する各重合体は、好ましくはアルカリ可溶性樹脂である。 When the [A] polymer component contains the polymer (a1-1), the [A] polymer component is the polymer (a1) having the structural unit (I-1) as long as it contains the structural unit (I-1) -1) alone, or may further contain a polymer having no structural unit (I-1) together with the polymer (a1-1). For example, when the [A] polymer component contains the structural unit (I-1), the structural unit (II-1) and the structural unit (III-1), the same polymer is the structural unit (I-1), It may have all of the structural unit (II-1) and the structural unit (III-1), and at least one selected from the group consisting of the structural unit (II-1) and the structural unit (III-1) may be present in a polymer different from the polymer having the structural unit (I-1). Further, when two or more different polymers in the polymer component [A] have the structural unit (I-1), the structural unit (II-1) and the structural unit (III-1), [ A] It is preferable that the content ratio of each structural unit contained in the polymer component satisfies the above range. The polymer component [A] consists of structural unit (I-1) and structural unit in that the effect of improving development adhesion and chemical resistance can be obtained while reducing the number of components constituting the radiation-sensitive composition. It preferably contains a polymer having (II-1) and structural unit (III-1). [A] Each polymer constituting the polymer component is preferably an alkali-soluble resin.

重合体(a1-1)につき、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、2,000以上であることが好ましい。Mwが2,000以上であると、耐熱性や耐薬品性が十分に高く、かつ良好な現像性を示す硬化膜を得ることができる点で好ましい。重合体(a1-1)のMwは、より好ましくは5,000以上であり、更に好ましくは6,000以上であり、特に好ましくは7,000以上である。また、Mwは、成膜性を良好にする観点から、好ましくは50,000以下であり、より好ましくは30,000以下であり、更に好ましくは20,000以下であり、特に好ましくは15,000以下である。 The polymer (a1-1) preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of 2,000 or more as determined by gel permeation chromatography (GPC). An Mw of 2,000 or more is preferable in that a cured film having sufficiently high heat resistance and chemical resistance and good developability can be obtained. Mw of the polymer (a1-1) is more preferably 5,000 or more, still more preferably 6,000 or more, and particularly preferably 7,000 or more. In addition, Mw is preferably 50,000 or less, more preferably 30,000 or less, still more preferably 20,000 or less, and particularly preferably 15,000, from the viewpoint of improving film formability. It is below.

また、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、4.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましく、2.5以下が更に好ましい。なお、[A]重合体成分が2種以上の重合体からなる場合、各重合体のMw及びMw/Mnがそれぞれ上記範囲を満たすことが好ましい。 Moreover, the molecular weight distribution (Mw/Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn is preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less, and even more preferably 2.5 or less. When the [A] polymer component consists of two or more polymers, it is preferable that Mw and Mw/Mn of each polymer satisfy the above ranges.

〔重合体(a1-2)について〕
重合体(a1-2)は、酸解離性基を有する構造単位(I-2)を含む重合体である。酸解離性基は、カルボキシ基、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、スルホン酸基等の酸性基が有する水素原子を置換する基であって、酸の作用により解離する基である。重合体(a1-2)を含む本組成物によれば、本組成物に放射線を照射することによって発生した酸により酸解離性基が脱離して酸性基が生じる。これにより、重合体成分の現像液への溶解性を変化させることができ、パターンが形成された硬化膜を得ることができる。
[Regarding the polymer (a1-2)]
Polymer (a1-2) is a polymer containing a structural unit (I-2) having an acid-labile group. The acid-dissociable group is a group that substitutes a hydrogen atom of an acidic group such as a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, and a sulfonic acid group, and is dissociated by the action of an acid. According to the present composition containing the polymer (a1-2), the acid generated by irradiating the present composition with radiation eliminates the acid-dissociable groups to generate acidic groups. Thereby, the solubility of the polymer component in the developer can be changed, and a cured film having a pattern formed thereon can be obtained.

構造単位(I-2)は、中でも、酸の作用により酸解離性基が脱離してカルボキシ基を生じる構造単位(以下、「構造単位(I-2-1)」ともいう)、又は酸の作用により酸解離性基が脱離してフェノール性水酸基を生じる構造単位(以下、「構造単位(I-2-2)」ともいう)であることが好ましい。 Structural unit (I-2) is, among others, a structural unit in which an acid-labile group is eliminated by the action of an acid to form a carboxy group (hereinafter also referred to as "structural unit (I-2-1)"), or an acid It is preferably a structural unit (hereinafter also referred to as “structural unit (I-2-2)”) in which an acid-dissociable group is eliminated by its action to form a phenolic hydroxyl group.

・構造単位(I-2-1)について
構造単位(I-2-1)としては、保護された不飽和カルボン酸に由来する構造単位が挙げられる。使用する不飽和カルボン酸は特に限定されず、例えば、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和酸無水物、不飽和多価カルボン酸等が挙げられる。
· Structural Unit (I-2-1) As the structural unit (I-2-1), a structural unit derived from a protected unsaturated carboxylic acid can be mentioned. The unsaturated carboxylic acid to be used is not particularly limited, and examples thereof include unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, unsaturated acid anhydrides, unsaturated polycarboxylic acids and the like.

これらの具体例としては、不飽和モノカルボン酸として、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α-クロロアクリル酸、桂皮酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-コハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-フタル酸、(メタ)アクリル酸-2-カルボキシエチルエステル、4-ビニル安息香酸等が挙げられる。不飽和ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられる。不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。不飽和多価カルボン酸としては、ω-カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples thereof include unsaturated monocarboxylic acids such as (meth)acrylic acid, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, cinnamic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl-succinic acid, 2-(meth) acryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 2-(meth)acryloyloxyethyl-phthalic acid, (meth)acrylic acid-2-carboxyethyl ester, 4-vinylbenzoic acid and the like. Unsaturated dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and the like. Examples of unsaturated acid anhydrides include maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride. Examples of unsaturated polycarboxylic acids include ω-carboxypolycaprolactone mono(meth)acrylate and the like.

構造単位(I-2-1)に含まれる酸解離性基としては、例えば、アセタール系官能基、第3級アルキル基、第3級アルキルカーボネート基等が挙げられる。これらのうち、酸により解離しやすい点で、アセタール系官能基が好ましい。 Examples of the acid-dissociable group contained in the structural unit (I-2-1) include acetal functional groups, tertiary alkyl groups, tertiary alkyl carbonate groups and the like. Among these, an acetal-based functional group is preferable because it is easily dissociated by an acid.

酸解離性基がアセタール系官能基である場合、構造単位(I-2-1)は、保護されたカルボキシ基として、カルボン酸のアセタールエステル構造を有することが好ましく、具体的には、下記式(X-1)で表される基を有することが好ましい。

Figure 2022171636000007
(式(X-1)中、R31、R32及びR33は、次の(1)又は(2)である。(1)R31は水素原子、炭素数1~12のアルキル基又は炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基である。R32及びR33は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、又は炭素数7~20のアラルキル基である。(2)R31は、水素原子、炭素数1~12のアルキル基又は炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基である。R32及びR33は、互いに合わせられR32及びOR33が結合する炭素原子とともに構成される環状エーテル構造を表す。「*」は結合手を表す。) When the acid-dissociable group is an acetal-based functional group, the structural unit (I-2-1) preferably has a carboxylic acid acetal ester structure as a protected carboxy group. It preferably has a group represented by (X-1).
Figure 2022171636000007
(In Formula (X-1), R 31 , R 32 and R 33 are the following (1) or (2): (1) R 31 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a carbon It is a monovalent alicyclic hydrocarbon group having a number of 3 to 20. R 32 and R 33 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms. a hydrocarbon group or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms (2) R 31 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; R 32 and R 33 represent a cyclic ether structure composed together with the carbon atoms to which R 32 and OR 33 are attached, and "*" represents a bond.)

31、R32及びR33で表される炭素数1~12のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。当該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4である。R31、R32及びR33で表される炭素数1~12のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。 The alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms represented by R 31 , R 32 and R 33 may be linear or branched. The number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1-6, more preferably 1-4. Specific examples of alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms represented by R 31 , R 32 and R 33 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec- Examples include butyl group and tert-butyl group.

31、R32及びR33で表される炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、アダマンチル基等が挙げられる。R32及びR33で表される炭素数7~20のアラルキル基としては、フェニルメチル基、フェニルエチル基、メチルフェニルメチル基等が挙げられる。 Examples of monovalent alicyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms represented by R 31 , R 32 and R 33 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, norbornyl and isobornyl groups. , adamantyl group, and the like. The aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms represented by R 32 and R 33 includes a phenylmethyl group, a phenylethyl group, a methylphenylmethyl group and the like.

32及びR33が互いに合わせられて構成される環状エーテル構造は、環員数5以上であることが好ましい。具体的には、例えばテトラヒドロフラン環構造、テトラヒドロピラン環構造等が挙げられる。 The cyclic ether structure formed by combining R 32 and R 33 preferably has 5 or more ring members. Specific examples include a tetrahydrofuran ring structure, a tetrahydropyran ring structure, and the like.

酸により解離しやすい点で、R31は中でも、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。 R 31 is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom, because it is easily dissociated by an acid.

上記式(X-1)で表されるカルボン酸のアセタールエステル構造の具体例としては、1-メトキシエトキシカルボニル基、1-エトキシエトキシカルボニル基、1-プロポキシエトキシカルボニル基、1-ブトキシエトキシカルボニル基、1-シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、2-テトラヒドロフラニルオキシカルボニル基、2-テトラヒドロピラニルオキシカルボニル基、1-フェニルメトキシエトキシカルボニル基等を挙げることができる。 Specific examples of the acetal ester structure of the carboxylic acid represented by the above formula (X-1) include a 1-methoxyethoxycarbonyl group, a 1-ethoxyethoxycarbonyl group, a 1-propoxyethoxycarbonyl group and a 1-butoxyethoxycarbonyl group. , 1-cyclohexyloxyethoxycarbonyl group, 2-tetrahydrofuranyloxycarbonyl group, 2-tetrahydropyranyloxycarbonyl group, 1-phenylmethoxyethoxycarbonyl group and the like.

構造単位(I-2-1)は、上記の中でも、下記式(Y-1)で表される構造単位及び式(Y-2)で表される構造単位が好ましい。

Figure 2022171636000008
(式(Y-1)中、R30は、水素原子又はメチル基である。X30は、単結合又はアリーレン基である。R40は、水素原子又はアルキル基である。R41及びR42は、それぞれ独立して、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、又は炭素数7~20のアラルキル基である。)
Figure 2022171636000009
(式(Y-2)中、R30は、水素原子又はメチル基である。X31は、単結合又はアリーレン基である。R43~R49は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基である。kは1又は2である。) Among the above, the structural unit (I-2-1) is preferably a structural unit represented by the following formula (Y-1) or a structural unit represented by the formula (Y-2).
Figure 2022171636000008
(In formula (Y-1), R 30 is a hydrogen atom or a methyl group. X 30 is a single bond or an arylene group. R 40 is a hydrogen atom or an alkyl group. R 41 and R 42 are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms.)
Figure 2022171636000009
(In formula (Y-2), R 30 is a hydrogen atom or a methyl group. X 31 is a single bond or an arylene group. R 43 to R 49 each independently represent a hydrogen atom or a carbon number an alkyl group of 1 to 4. k is 1 or 2.)

構造単位(I-2-1)の好ましい具体例としては、下記式で表される構造単位が挙げられる。なお、式中、R30は、水素原子又はメチル基である。

Figure 2022171636000010
Preferred specific examples of the structural unit (I-2-1) include structural units represented by the following formula. In the formula, R30 is a hydrogen atom or a methyl group.
Figure 2022171636000010

・構造単位(I-2-2)について
構造単位(I-2-2)は、保護されたフェノール性水酸基を有していればよく、特に限定されない。構造単位(I-2-2)は中でも、本組成物の感度の観点から、ヒドロキシスチレン又はその誘導体に由来する構造単位及びヒドロキシベンゼン構造を有する(メタ)アクリル化合物に由来する構造単位よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
· Structural Unit (I-2-2) The structural unit (I-2-2) is not particularly limited as long as it has a protected phenolic hydroxyl group. Structural unit (I-2-2) is, among others, a group consisting of structural units derived from hydroxystyrene or derivatives thereof and structural units derived from (meth)acrylic compounds having a hydroxybenzene structure, from the viewpoint of the sensitivity of the present composition. It is preferably at least one selected from.

構造単位(I-2-2)が有する酸解離性基は特に限定されない。本組成物の感度やパターン形状、保存安定性等の観点から、構造単位(I-2-2)が有する酸解離性基はアセタール系官能基が好ましい。構造単位(I-2-2)に用いることのできるアセタール系官能基としては、構造単位(I-2-1)に用いることができる酸解離性基と同様の基を挙げることができる。中でも、「-O-C(R31)(R32)(OR33)」(ただし、R31、R32及びR33は式(X-1)と同義である)で表される基により保護されたフェノール性水酸基であることが好ましい。この場合、構造単位(I-2-2)に含まれる保護されたフェノール性水酸基は、下記式(Z-1)で表すことができる。

Figure 2022171636000011
(式(Z-1)中、Arはアリーレン基である。R31、R32及びR33は式(X-1)と同義である。「*」は結合手を表す。) The acid dissociable group possessed by the structural unit (I-2-2) is not particularly limited. From the viewpoint of the sensitivity, pattern shape, storage stability, etc. of the present composition, the acid dissociable group possessed by the structural unit (I-2-2) is preferably an acetal functional group. Examples of the acetal functional group that can be used in the structural unit (I-2-2) include groups similar to the acid dissociable groups that can be used in the structural unit (I-2-1). Among them, protected by a group represented by "--O--C(R 31 ) (R 32 ) (OR 33 )" (provided that R 31 , R 32 and R 33 are synonymous with formula (X-1)) is preferably a phenolic hydroxyl group. In this case, the protected phenolic hydroxyl group contained in the structural unit (I-2-2) can be represented by the following formula (Z-1).
Figure 2022171636000011
(In formula (Z-1), Ar 1 is an arylene group. R 31 , R 32 and R 33 have the same definitions as in formula (X-1). "*" represents a bond.)

構造単位(I-2-2)に含まれる「-C(R31)(R32)(OR33)」で表される基の好ましい具体例としては、1-アルコキシアルキル基及び1-アリールアルコキシアルキル基等を挙げることができる。具体的には、例えば1-エトキシエチル基、1-メトキシエチル基、1-ブトキシエチル基、1-イソブトキシエチル基、1-(2-エチルヘキシルオキシ)エチル基、1-プロポキシエチル基、1-シクロヘキシルオキシエチル基、1-(2-シクロヘキシルエトキシ)エチル基、1-ベンジルオキシエチル基等が挙げられる。 Preferable specific examples of the group represented by "--C(R 31 )(R 32 )(OR 33 )" contained in the structural unit (I-2-2) include a 1-alkoxyalkyl group and a 1-arylalkoxy An alkyl group etc. can be mentioned. Specifically, for example, 1-ethoxyethyl group, 1-methoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1-isobutoxyethyl group, 1-(2-ethylhexyloxy)ethyl group, 1-propoxyethyl group, 1- A cyclohexyloxyethyl group, a 1-(2-cyclohexylethoxy)ethyl group, a 1-benzyloxyethyl group and the like can be mentioned.

構造単位(I-2-2)の好ましい具体例としては、下記式で表される構造単位が挙げられる。なお、式中、R30は、水素原子又はメチル基である。

Figure 2022171636000012
Preferred specific examples of the structural unit (I-2-2) include structural units represented by the following formula. In the formula, R30 is a hydrogen atom or a methyl group.
Figure 2022171636000012

重合体(a1-2)における構造単位(I-2)の含有割合は、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(I-2)の含有割合は、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、60質量%以下が好ましく、55質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。構造単位(I-2)の含有割合を上記範囲とすることにより、第1の組成物の高感度化を図ることができる点、及び塗膜がより良好な解像性を示す点で好ましい。 The content of the structural unit (I-2) in the polymer (a1-2) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, based on the total structural units constituting the polymer (a1-2). Preferably, 15% by mass or more is more preferable. The content of the structural unit (I-2) is preferably 60% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, and 50% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a1-2). is more preferred. By setting the content ratio of the structural unit (I-2) within the above range, it is preferable in that the sensitivity of the first composition can be increased and the coating film exhibits better resolution.

第1の組成物が重合体(a1-2)を含む場合、[A]重合体成分は、構造単位(I-2)以外の構造単位(以下、「その他の構造単位(2)」ともいう)を更に含んでいてよい。その他の構造単位(2)としては、架橋性基を有する構造単位(II-2)、酸性基を有する構造単位(III-2)等が挙げられる。その他の構造単位(2)は、重合体(a1-2)に導入されてもよいし、重合体(a1-2)とは異なる重合体の構造単位として導入されてもよいし、重合体(a1-2)とは異なる重合体及び重合体(a1-2)の両方に導入されてもよい。第1の組成物を構成する成分の数をできるだけ少なくしつつ、現像密着性及び硬化密着性の改善効果を得ることができる点で、重合体(a1-2)は、構造単位(I-2)と共に、構造単位(II-2)及び構造単位(III-2)を更に含むことが好ましい。 When the first composition contains the polymer (a1-2), the [A] polymer component is a structural unit other than the structural unit (I-2) (hereinafter also referred to as "other structural unit (2)" ) may further include. Other structural units (2) include structural units (II-2) having a crosslinkable group, structural units (III-2) having an acidic group, and the like. The other structural unit (2) may be introduced into the polymer (a1-2), may be introduced as a structural unit of a polymer different from the polymer (a1-2), or may be introduced into the polymer ( It may be introduced into both the polymer different from a1-2) and the polymer (a1-2). The polymer (a1-2) has the structural unit (I-2 ), it preferably further contains a structural unit (II-2) and a structural unit (III-2).

・構造単位(II-2)
構造単位(II-2)が有する架橋性基は、加熱処理によって硬化反応を起こす基であればよく、特に限定されない。熱硬化性が高い点で、架橋性基は中でも、オキシラニル基及びオキセタニル基の一方又は両方であることが好ましい。構造単位(II-2)の具体例及び好ましい例としては、構造単位(II-1)の説明において示した例と同様の例が挙げられる。
・ Structural unit (II-2)
The crosslinkable group of the structural unit (II-2) is not particularly limited as long as it causes a curing reaction by heat treatment. One or both of an oxiranyl group and an oxetanyl group are preferred among others from the viewpoint of high thermosetting. Specific examples and preferred examples of the structural unit (II-2) include the same examples as those shown in the description of the structural unit (II-1).

重合体(a1-2)が構造単位(II-2)を含む場合、構造単位(II-2)の含有割合は、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(II-2)の含有割合は、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。 When the polymer (a1-2) contains the structural unit (II-2), the content of the structural unit (II-2) is 1 mass with respect to all structural units constituting the polymer (a1-2). % or more is preferable, 5% by mass or more is more preferable, and 10% by mass or more is even more preferable. Further, the content of the structural unit (II-2) is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and 30% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a1-2). is more preferred.

・構造単位(III-2)
アルカリ現像液に対する溶解性を高めたり、硬化反応性を高めたりすることができる点において、重合体(a1-2)は、酸性基を有する構造単位(III-2)を更に含むことが好ましい。構造単位(III-2)の具体例及び好ましい例としては、構造単位(III-1)の説明において示した例と同様の例が挙げられる。
・ Structural unit (III-2)
It is preferable that the polymer (a1-2) further contains a structural unit (III-2) having an acidic group, in order to increase the solubility in an alkaline developer and the curing reactivity. Specific examples and preferable examples of the structural unit (III-2) include the same examples as those shown in the description of the structural unit (III-1).

重合体(a1-2)が構造単位(III-2)を含む場合、構造単位(III-2)の含有割合は、アルカリ現像液への良好な溶解性を付与する観点から、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、2質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(III-2)の含有割合は、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、80質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい。 When the polymer (a1-2) contains the structural unit (III-2), the content of the structural unit (III-2) is the polymer (a1 -2) is preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, relative to all structural units constituting -2). Further, the content of the structural unit (III-2) is preferably 80% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and 40% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a1-2). is more preferred.

第1の組成物が重合体(a1-2)を含む場合、[A]重合体成分が含んでいてもよいその他の構造単位(2)としては、その他の構造単位(1)において例示した構造単位が挙げられる。重合体(a1-2)が、その他の構造単位(2)として、構造単位(II-2)及び構造単位(III-2)以外の構造単位を含む場合、当該構造単位の含有割合は、重合体(a1-2)を構成する全構造単位に対して、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。 When the first composition contains the polymer (a1-2), the other structural unit (2) that may be contained in the [A] polymer component includes the structure exemplified in the other structural unit (1) units. When the polymer (a1-2) contains a structural unit other than the structural unit (II-2) and the structural unit (III-2) as the other structural unit (2), the content of the structural unit is It is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, based on the total structural units constituting the union (a1-2).

重合体(a1-2)は、例えば、上述した各構造単位を導入可能な不飽和単量体を用い、適当な溶媒中、重合開始剤等の存在下で、ラジカル重合等の公知の方法に従って製造することができる。重合方法の詳細は重合体(a1-1)と同様である。 Polymer (a1-2), for example, using an unsaturated monomer capable of introducing each structural unit described above, in an appropriate solvent in the presence of a polymerization initiator, etc., according to a known method such as radical polymerization. can be manufactured. The details of the polymerization method are the same as those for the polymer (a1-1).

重合体(a1-2)につき、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上であることが好ましい。重合体(a1-2)のMwは、より好ましくは2,000以上であり、更に好ましくは5,000以上である。また、重合体(a1-2)のMwは、成膜性を良好にする観点から、好ましくは200,000以下であり、より好ましくは50,000以下である。また、重合体(a1-2)につき、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、5.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましい。 The polystyrene-equivalent weight-average molecular weight (Mw) of the polymer (a1-2) by GPC is preferably 1,000 or more. Mw of the polymer (a1-2) is more preferably 2,000 or more, still more preferably 5,000 or more. Moreover, the Mw of the polymer (a1-2) is preferably 200,000 or less, more preferably 50,000 or less, from the viewpoint of improving film-forming properties. Further, the molecular weight distribution (Mw/Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of the polymer (a1-2) is preferably 5.0 or less, and 3.0. The following are more preferred.

〔シロキサンポリマーについて〕
シロキサンポリマーは、加水分解縮合によって硬化膜を形成可能であれば特に限定されない。シロキサンポリマーは、下記式(6)で表される加水分解性シラン化合物を加水分解することにより得られる重合体であることが好ましい。
(R21Si(OR224-r …(6)
(式(6)中、R21は、非加水分解性の1価の基である。R22は、炭素数1~4のアルキル基である。rは0~3の整数である。ただし、rが2又は3の場合、式中の複数のR21は、互いに同一又は異なる。rが0~2の場合、式中の複数のR22は、互いに同一又は異なる。)
[About siloxane polymer]
The siloxane polymer is not particularly limited as long as it can form a cured film by hydrolytic condensation. The siloxane polymer is preferably a polymer obtained by hydrolyzing a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (6).
(R 21 ) r Si(OR 22 ) 4-r (6)
(In formula (6), R 21 is a non-hydrolyzable monovalent group. R 22 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. r is an integer of 0 to 3. However, When r is 2 or 3, multiple R 21 in the formula are the same or different, and when r is 0 to 2, multiple R 22 in the formula are the same or different.)

21としては、例えば、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、(メタ)アクリロイル基を有する基、及びエポキシ基を有する基が挙げられる。
22としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。これらのうち、加水分解性が高い点で、R22は、メチル基又はエチル基が好ましい。
rは、好ましくは0~2、より好ましくは0又は1、更に好ましくは1である。
Examples of R 21 include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, and a (meth)acryloyl group. groups, and groups having epoxy groups.
Examples of R 22 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group and the like. Among these, R 22 is preferably a methyl group or an ethyl group in terms of high hydrolyzability.
r is preferably 0 to 2, more preferably 0 or 1, even more preferably 1.

シロキサンポリマーを構成する単量体の具体例としては、4個の加水分解性基を有するシラン化合物として、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエトキシメトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、テトラベンジロキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン等を;
3個の加水分解性基を有するシラン化合物として、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ-i-プロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ-i-プロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン等を;
2個の加水分解性基を有するシラン化合物として、例えばジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等を;
1個の加水分解性基を有するシラン化合物として、例えばトリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等を、それぞれ挙げることができる。
Specific examples of monomers constituting the siloxane polymer include silane compounds having four hydrolyzable groups, such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, triethoxymethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraphenoxysilane, tetra benzyloxysilane, tetra-n-propoxysilane, etc.;
Examples of silane compounds having three hydrolyzable groups include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-i-propoxysilane, methyltributoxysilane, phenyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane and ethyltriethoxysilane. , ethyltri-i-propoxysilane, ethyltributoxysilane, butyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltri methoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, etc.;
Examples of silane compounds having two hydrolyzable groups include dimethyldimethoxysilane and diphenyldimethoxysilane;
Examples of silane compounds having one hydrolyzable group include trimethylmethoxysilane and trimethylethoxysilane.

シロキサンポリマーは、上記の加水分解性シラン化合物の1種又は2種以上と水とを、好ましくは適当な触媒及び有機溶媒の存在下で加水分解・縮合させることにより得ることができる。加水分解・縮合反応に際し、水の使用割合は、加水分解性シラン化合物が有する加水分解性基(-OR22)の合計量1モルに対して、好ましくは0.1~3モルであり、より好ましくは0.2~2モルであり、更に好ましくは0.5~1.5モルである。このような量の水を使用することにより、加水分解縮合の反応速度を最適化することができる。 The siloxane polymer can be obtained by hydrolyzing and condensing one or more of the above hydrolyzable silane compounds with water, preferably in the presence of a suitable catalyst and organic solvent. In the hydrolysis/condensation reaction, the proportion of water used is preferably 0.1 to 3 mol per 1 mol of the total amount of hydrolyzable groups (—OR 22 ) possessed by the hydrolyzable silane compound, and more It is preferably 0.2 to 2 mol, more preferably 0.5 to 1.5 mol. By using such amount of water, the reaction rate of hydrolytic condensation can be optimized.

加水分解・縮合反応の際に使用する触媒としては、例えば酸、アルカリ金属化合物、有機塩基、チタン化合物、ジルコニウム化合物等を挙げることができる。触媒の使用量は、触媒の種類、温度といった反応条件等により異なり、適宜に設定されるが、加水分解性シラン化合物1モルに対して、好ましくは0.0001~0.2モルであり、より好ましくは0.0005~0.1モルである。
上記の加水分解・縮合反応の際に使用する有機溶媒としては、例えば炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、アルコール等を挙げることができる。これらのうち、非水溶性又は難水溶性の有機溶媒を用いることが好ましく、例えば、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピオン酸エステル化合物等が挙げられる。有機溶媒の使用割合は、反応に使用する加水分解性シラン化合物の合計100質量部に対して、好ましくは10~10,000質量部であり、より好ましくは50~1,000質量部である。
Examples of the catalyst used in the hydrolysis/condensation reaction include acids, alkali metal compounds, organic bases, titanium compounds, zirconium compounds and the like. The amount of the catalyst used varies depending on the type of catalyst, reaction conditions such as temperature, etc., and is appropriately set. It is preferably 0.0005 to 0.1 mol.
Examples of the organic solvent used in the above hydrolysis/condensation reaction include hydrocarbons, ketones, esters, ethers and alcohols. Among these, it is preferable to use a water-insoluble or poorly water-soluble organic solvent. etc. The organic solvent is used in an amount of preferably 10 to 10,000 parts by mass, more preferably 50 to 1,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the hydrolyzable silane compounds used in the reaction.

加水分解・縮合反応時には、反応温度を130℃以下とすることが好ましく、40~100℃とすることがより好ましい。反応時間は、0.5~24時間とすることが好ましく、1~12時間とすることがより好ましい。反応中は、混合液を撹拌してもよいし、還流下に置いてもよい。加水分解縮合反応後には、反応溶液中に脱水剤を加え、次いでエバポレーションすることにより、水及び生成したアルコールを反応系から除去してもよい。 During the hydrolysis/condensation reaction, the reaction temperature is preferably 130°C or less, more preferably 40 to 100°C. The reaction time is preferably 0.5 to 24 hours, more preferably 1 to 12 hours. During the reaction, the mixture may be stirred or placed under reflux. After the hydrolytic condensation reaction, water and the produced alcohol may be removed from the reaction system by adding a dehydrating agent to the reaction solution and then evaporating.

シロキサンポリマーにつき、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、500以上であることが好ましい。Mwが500以上であると、耐熱性や耐溶剤性が十分に高く、かつ良好な現像性を示す硬化膜を得ることができる点で好ましい。Mwは、より好ましくは1000以上である。また、Mwは、成膜性を良好にする観点及び感放射線性の低下を抑制する観点から、好ましくは10000以下であり、より好ましくは5000以下である。また、分子量分布(Mw/Mn)は、4.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましく、2.5以下が更に好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of polystyrene conversion by GPC for the siloxane polymer is preferably 500 or more. When Mw is 500 or more, it is preferable in that a cured film having sufficiently high heat resistance and solvent resistance and good developability can be obtained. Mw is more preferably 1000 or more. Moreover, Mw is preferably 10,000 or less, more preferably 5,000 or less, from the viewpoint of improving the film formability and suppressing the deterioration of the radiation sensitivity. Also, the molecular weight distribution (Mw/Mn) is preferably 4.0 or less, more preferably 3.0 or less, and even more preferably 2.5 or less.

(A-1)重合体の含有割合は、感放射線性組成物に含まれる固形分の全量(すなわち、感放射線性組成物中の溶剤以外の成分の合計質量)に対して、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましい。また、(A-1)重合体の含有割合は、感放射線性組成物に含まれる固形分の全量に対して、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましい。(A-1)重合体の含有割合を上記範囲とすることにより、耐熱性及び耐薬品性が十分に高く、かつ良好な現像性及び透明性を示す硬化膜を得ることができる。 (A-1) The content of the polymer is 20% by mass or more with respect to the total amount of solids contained in the radiation-sensitive composition (that is, the total mass of components other than the solvent in the radiation-sensitive composition). , more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more. In addition, the content of the polymer (A-1) is preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, relative to the total amount of solids contained in the radiation-sensitive composition. . By setting the content of the polymer (A-1) within the above range, a cured film having sufficiently high heat resistance and chemical resistance and exhibiting good developability and transparency can be obtained.

<[B]シラノール化合物>
[B]シラノール化合物は、疎水性基と水酸基とが同一のケイ素原子に結合した部分構造を有する化合物である。ただし、[B]シラノール化合物はアルコキシ基を有しない。このような[B]シラノール化合物を(A-1)重合体と共に感放射線性組成物に含有させることにより、低誘電率であり、かつ現像密着性に優れた硬化膜を得ることができる。また、[B]シラノール化合物は、アルカリ現像液に対し安定で疎水的であり、未露光部に及ぼす影響(例えば、感度への影響)も少ない点で好ましい。
<[B] Silanol compound>
[B] A silanol compound is a compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to the same silicon atom. However, the [B] silanol compound does not have an alkoxy group. By including such a [B] silanol compound together with the polymer (A-1) in the radiation-sensitive composition, a cured film having a low dielectric constant and excellent development adhesion can be obtained. In addition, the [B] silanol compound is preferable because it is stable and hydrophobic to an alkaline developer and has little effect on unexposed areas (for example, effect on sensitivity).

[B]シラノール化合物が有する疎水性基としては、炭化水素基、フッ素化炭化水素基等を挙げることができる。これらの中でも、[B]シラノール化合物が有する疎水性基は炭化水素基が好ましく、例えば炭素数1~12の1価の鎖状炭化水素基、炭素数3~12の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~12の1価の芳香族炭化水素基等が挙げられる。これらのうち、[B]シラノール化合物が有する疎水性基は、1価の鎖状炭化水素基及び1価の芳香族炭化水素基が好ましく、炭素数1~10のアルキル基及び炭素数6~12のアリール基がより好ましい。 [B] Examples of the hydrophobic group of the silanol compound include a hydrocarbon group and a fluorinated hydrocarbon group. Among these, the hydrophobic group possessed by the [B] silanol compound is preferably a hydrocarbon group, such as a monovalent linear hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a monovalent alicyclic carbonized monovalent hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, Examples include a hydrogen group and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Among these, the hydrophobic group possessed by the [B] silanol compound is preferably a monovalent chain hydrocarbon group and a monovalent aromatic hydrocarbon group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms. is more preferred.

炭素数1~10のアルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよい。炭素数1~10のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、3-ペンチル基、tert-ペンチル基が挙げられる。これらの中でも、炭素数1~5の直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましく、炭素数1~3の直鎖状又は分岐状のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましい。 Alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms may be linear or branched. Specific examples of alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, sec -pentyl group, 3-pentyl group and tert-pentyl group. Among these, linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms are preferred, linear or branched alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms are more preferred, and methyl or ethyl groups are even more preferred.

炭素数6~12のアリール基としては、フェニル基、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、トリメチルフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基又はエチルフェニル基が好ましく、フェニル基又はメチルフェニル基がより好ましい。 Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include phenyl group, methylphenyl group, ethylphenyl group, dimethylphenyl group, diethylphenyl group, trimethylphenyl group, naphthyl group and the like. Among these, a phenyl group, a methylphenyl group or an ethylphenyl group is preferable, and a phenyl group or a methylphenyl group is more preferable.

[B]シラノール化合物として具体的には、下記式(2)で表される化合物を好ましく使用することができる。
(RSi(OH)4-m …(2)
(式(2)中、Rは、1価の炭化水素基である。mは1~3の整数である。)
[B] Specifically, a compound represented by the following formula (2) can be preferably used as the silanol compound.
(R 4 ) m Si(OH) 4-m (2)
(In formula (2), R 4 is a monovalent hydrocarbon group. m is an integer of 1 to 3.)

上記式(2)において、Rで表される1価の炭化水素基は、炭素数1~10の鎖状炭化水素基、炭素数3~12の脂環式炭化水素基、又は炭素数6~12の芳香族炭化水素基が好ましい。これらのうち、1価の鎖状炭化水素基又は芳香族炭化水素基がより好ましく、炭素数1~10のアルキル基及び炭素数6~12のアリール基が更に好ましい。 In the above formula (2), the monovalent hydrocarbon group represented by R 4 is a chain hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, or 6 carbon atoms. ~12 aromatic hydrocarbon groups are preferred. Among these, a monovalent chain hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group is more preferable, and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms are even more preferable.

上記式(2)中のmは、硬化膜の現像密着性及び低誘電率化の効果をより高くできる点で、1又は2が好ましい。 m in the above formula (2) is preferably 1 or 2 in that the development adhesion of the cured film and the effect of lowering the dielectric constant can be enhanced.

[B]シラノール化合物の具体例としては、例えば、トリメチルシラノール、エチルジメチルシラノール、ジエチルメチルシラノール、トリエチルシラノール、メチルシラントリオール、ジフェニルシランジオール、フェニルシラントリオール、トリフェニルシラノール、ビス(4-トリル)シランジオール、トリス(4-トリル)シラノール等が挙げられる。 [B] Specific examples of the silanol compound include trimethylsilanol, ethyldimethylsilanol, diethylmethylsilanol, triethylsilanol, methylsilanetriol, diphenylsilanediol, phenylsilanetriol, triphenylsilanol, and bis(4-tolyl)silane. diol, tris(4-tolyl)silanol, and the like.

膜を形成する際には、通常、感放射線性組成物からなる塗布膜を加熱(プレベーク)することにより、感放射線性組成物に含まれる溶剤成分を除去する処理が行われる。このプレベーク時に[B]シラノール化合物の揮発を抑制し、プレベーク後の膜中に[B]シラノール化合物を多く残存させる観点から、[B]シラノール化合物としては、沸点が十分に高い化合物を好ましく使用できる。具体的には、[B]シラノール化合物の沸点は、80℃以上であることが好ましく、95℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることが更に好ましく、150℃以上であることがより更に好ましく、180℃以上であることが一層好ましい。なお、本明細書において、化合物の沸点は1気圧下での値である。 When forming a film, a treatment for removing the solvent component contained in the radiation-sensitive composition is usually performed by heating (pre-baking) a coating film made of the radiation-sensitive composition. From the viewpoint of suppressing volatilization of the [B] silanol compound during this prebaking and leaving a large amount of the [B] silanol compound in the film after prebaking, a compound having a sufficiently high boiling point can be preferably used as the [B] silanol compound. . Specifically, the boiling point of the [B] silanol compound is preferably 80° C. or higher, more preferably 95° C. or higher, even more preferably 120° C. or higher, and 150° C. or higher. Even more preferably, the temperature is 180° C. or higher. In addition, in this specification, the boiling point of a compound is a value under 1 atmosphere.

[B]シラノール化合物は、沸点がプレベーク温度よりも高温であることが好ましい。プレベーク温度よりも沸点が高いシラノール化合物を用いることにより、プレベーク後の膜中に残存する[B]シラノール化合物の量を多くでき、硬化膜の現像密着性及び低誘電率化の改善効果をより高めることができる。具体的には、[B]シラノール化合物の沸点は、プレベーク温度よりも5℃以上高いことが好ましく、10℃以上高いことがより好ましく、20℃以上高いことが更に好ましく、30℃以上高いことがより更に好ましく、50℃以上高いことが一層好ましい。 [B] The silanol compound preferably has a boiling point higher than the prebaking temperature. By using a silanol compound having a boiling point higher than the prebaking temperature, the amount of [B] silanol compound remaining in the film after prebaking can be increased, and the effect of improving the development adhesion and lowering the dielectric constant of the cured film is further enhanced. be able to. Specifically, the boiling point of the [B] silanol compound is preferably 5° C. or more higher than the prebaking temperature, more preferably 10° C. or more, still more preferably 20° C. or more, and 30° C. or more. Even more preferably, it is much more preferably higher than 50°C.

[B]シラノール化合物としては、上記の中でも、高沸点かつ高疎水性であり、硬化膜の現像密着性及び低誘電率化の改善効果を高くできる点において、芳香環を有する化合物を特に好ましく使用できる。このような[B]シラノール化合物の具体例としては、ジフェニルシランジオール、フェニルシラントリオール、トリフェニルシラノール、ビス(4-トリル)シランジオール、トリス(4-トリル)シラノール等が挙げられる。硬化膜の現像密着性及び低誘電率化の改善効果がより高い点で、これらのうち、芳香環を2個以上有する化合物が好ましく、芳香環を3個以上有する化合物がより好ましい。 [B] As the silanol compound, among the above, a compound having an aromatic ring is particularly preferably used in that it has a high boiling point and high hydrophobicity and can enhance the effect of improving the development adhesion of the cured film and the reduction of the dielectric constant. can. Specific examples of such [B] silanol compounds include diphenylsilanediol, phenylsilanetriol, triphenylsilanol, bis(4-tolyl)silanediol, and tris(4-tolyl)silanol. Among these, compounds having two or more aromatic rings are preferred, and compounds having three or more aromatic rings are more preferred, in that the effect of improving the development adhesion of the cured film and lowering the dielectric constant is higher.

[B]シラノール化合物の分子量は、90以上が好ましく、100以上がより好ましく、150以上が更に好ましい。また、[B]シラノール化合物の分子量は、500以下が好ましく、450以下がより好ましく、400以下が更に好ましい。[B]シラノール化合物が上記範囲であると、感放射線性組成物の感度及び現像溶解性の低下を抑制しながら、硬化膜の現像密着性を高くでき、また低誘電率化を図ることができる点で好適である。 [B] The silanol compound preferably has a molecular weight of 90 or more, more preferably 100 or more, and even more preferably 150 or more. Moreover, the molecular weight of the [B] silanol compound is preferably 500 or less, more preferably 450 or less, and even more preferably 400 or less. When [B] the silanol compound is in the above range, the development adhesion of the cured film can be increased while suppressing the deterioration of the sensitivity and development solubility of the radiation-sensitive composition, and a low dielectric constant can be achieved. point.

第1の組成物において、[B]シラノール化合物の含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、2質量部以上であることが更に好ましく、3質量部以上であることが特に好ましい。また、[B]シラノール化合物の含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、25質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることが更に好ましい。[B]シラノール化合物の含有割合が0.5質量部以上である場合、[B]シラノール化合物を膜中に存在させることによる塗膜の現像密着性及び低誘電率化の改善効果を十分に得ることができる点で好ましい。また、[B]シラノール化合物の含有割合が25質量部以下である場合、[B]シラノール化合物に起因する感度の低下を抑制することができる点で好ましい。 In the first composition, the content of the [B] silanol compound is preferably 0.5 parts by mass or more, and 1 part by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-1). is more preferable, more preferably 2 parts by mass or more, and particularly preferably 3 parts by mass or more. In addition, the content of the [B] silanol compound is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-1), and 15 parts by mass. More preferably: When the content of the [B] silanol compound is 0.5 parts by mass or more, the presence of the [B] silanol compound in the film sufficiently improves the development adhesion of the coating film and lowers the dielectric constant. It is preferable in that it can In addition, when the content of the [B] silanol compound is 25 parts by mass or less, it is preferable in that a decrease in sensitivity caused by the [B] silanol compound can be suppressed.

<[C]光酸発生剤>
光酸発生剤は、放射線照射により酸を発生する化合物であればよく、特に限定されない。光酸発生剤としては、例えば、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、カルボン酸エステル化合物、キノンジアジド化合物が挙げられる。
<[C] Photoacid generator>
The photoacid generator is not particularly limited as long as it is a compound that generates an acid upon exposure to radiation. Examples of photoacid generators include oxime sulfonate compounds, onium salts, sulfonimide compounds, halogen-containing compounds, diazomethane compounds, sulfone compounds, sulfonate compounds, carboxylate ester compounds, and quinonediazide compounds.

オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、及びカルボン酸エステル化合物の具体例としては、特開2014-157252号公報の段落0078~0106に記載された化合物、国際公開第2016/124493号に記載された化合物等が挙げられる。光酸発生剤としては、放射線感度の観点から、オキシムスルホネート化合物及びスルホンイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。 Specific examples of the oxime sulfonate compound, onium salt, sulfonimide compound, halogen-containing compound, diazomethane compound, sulfone compound, sulfonate compound, and carboxylate compound are described in paragraphs 0078 to 0106 of JP-A-2014-157252. compounds described in WO 2016/124493, and the like. As the photoacid generator, from the viewpoint of radiation sensitivity, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of oxime sulfonate compounds and sulfonimide compounds.

オキシムスルホネート化合物は、下記式(7)で表されるスルホネート基を有する化合物であることが好ましい。

Figure 2022171636000013
(式(7)中、R23は、1価の炭化水素基、又は当該炭化水素基が有する水素原子の一部若しくは全部が置換基で置換された1価の基である。「*」は結合手であることを表す。) The oxime sulfonate compound is preferably a compound having a sulfonate group represented by the following formula (7).
Figure 2022171636000013
(In formula (7), R 23 is a monovalent hydrocarbon group, or a monovalent group in which some or all of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group are substituted with a substituent. It represents a bond.)

上記式(7)において、R23の1価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1~20のアルキル基、炭素数4~12のシクロアルキル基、炭素数6~20のアリール基等が挙げられる。置換基としては、例えば、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、オキソ基、ハロゲン原子等が挙げられる。 In the above formula (7), the monovalent hydrocarbon group represented by R 23 includes, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and the like. mentioned. Examples of substituents include alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 5 carbon atoms, oxo groups, and halogen atoms.

オキシムスルホネート化合物を例示すると、(5-プロピルスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-オクチルスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(カンファースルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、(5-p-トルエンスルホニルオキシイミノ-5H-チオフェン-2-イリデン)-(2-メチルフェニル)アセトニトリル、{2-[2-(4-メチルフェニルスルホニルオキシイミノ)]-2,3-ジヒドロチオフェン-3-イリデン}-2-(2-メチルフェニル)アセトニトリル)、2-(オクチルスルホニルオキシイミノ)-2-(4-メトキシフェニル)アセトニトリル、国際公開第2016/124493号に記載の化合物等が挙げられる。オキシムスルホネート化合物の市販品としては、BASF社製のIrgacure PAG121等が挙げられる。 Exemplary oxime sulfonate compounds include (5-propylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl)acetonitrile, (5-octylsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-( 2-methylphenyl)acetonitrile, (camphorsulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-(2-methylphenyl)acetonitrile, (5-p-toluenesulfonyloxyimino-5H-thiophen-2-ylidene)-( 2-methylphenyl)acetonitrile, {2-[2-(4-methylphenylsulfonyloxyimino)]-2,3-dihydrothiophen-3-ylidene}-2-(2-methylphenyl)acetonitrile), 2-( Octylsulfonyloxyimino)-2-(4-methoxyphenyl)acetonitrile, compounds described in International Publication No. 2016/124493, and the like. Commercially available oxime sulfonate compounds include Irgacure PAG121 manufactured by BASF.

スルホンイミド化合物を例示すると、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(4-フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(2-フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N-(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、N-(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、(4-メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイミド、トリフルオロメタンスルホン酸-1,8-ナフタルイミドが挙げられる。 Examples of sulfonimide compounds include N-(trifluoromethylsulfonyloxy)succinimide, N-(camphorsulfonyloxy)succinimide, N-(4-methylphenylsulfonyloxy)succinimide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy) ) succinimide, N-(4-fluorophenylsulfonyloxy)succinimide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)phthalimide, N-(camphorsulfonyloxy)phthalimide, N-(2-trifluoromethylphenylsulfonyloxy)phthalimide, N -(2-fluorophenylsulfonyloxy)phthalimide, N-(trifluoromethylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, N-(camphorsulfonyloxy)diphenylmaleimide, (4-methylphenylsulfonyloxy)diphenylmaleimide, trifluoromethanesulfonic acid-1 , 8-naphthalimide.

光酸発生剤としては、オキシムスルホネート化合物、オニウム塩、スルホンイミド化合物、ハロゲン含有化合物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、及びカルボン酸エステル化合物のうち1種以上と、キノンジアジド化合物とを併用してもよい。また、キノンジアジド化合物を単独で用いてもよい。 As a photoacid generator, one or more of an oxime sulfonate compound, an onium salt, a sulfonimide compound, a halogen-containing compound, a diazomethane compound, a sulfone compound, a sulfonate compound, and a carboxylate compound, and a quinonediazide compound are used in combination. You may Alternatively, the quinonediazide compound may be used alone.

キノンジアジド化合物は、放射線の照射によりカルボン酸を発生する感放射線性酸発生体である。キノンジアジド化合物としては、フェノール性化合物又はアルコール性化合物(以下「母核」ともいう)と、オルソナフトキノンジアジド化合物との縮合物が挙げられる。これらのうち、使用するキノンジアジド化合物は、母核としてのフェノール系水酸基を有する化合物と、オルソナフトキノンジアジド化合物との縮合物が好ましい。母核の具体例としては、例えば、特開2014-186300号公報の段落0065~0070に記載された化合物が挙げられる。オルソナフトキノンジアジド化合物は、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドが好ましい。 A quinonediazide compound is a radiation-sensitive acid generator that generates a carboxylic acid upon exposure to radiation. The quinonediazide compound includes a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound (hereinafter also referred to as "mother nucleus") and an ortho-naphthoquinonediazide compound. Among these, the quinonediazide compound to be used is preferably a condensate of a compound having a phenolic hydroxyl group as a mother nucleus and an ortho-naphthoquinonediazide compound. Specific examples of the mother nucleus include compounds described in paragraphs 0065 to 0070 of JP-A-2014-186300. The ortho-naphthoquinonediazide compound is preferably 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide.

キノンジアジド化合物としては、母核としてのフェノール性化合物又はアルコール性化合物と、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物を好ましく使用でき、フェノール性化合物と1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物をより好ましく使用できる。 As the quinonediazide compound, a condensate of a phenolic compound or an alcoholic compound as a mother nucleus and a 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide can be preferably used. can be used more preferably.

キノンジアジド化合物の具体例としては、4,4'-ジヒドロキシジフェニルメタン、2,3,4,2',4'-ペンタヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、トリ(p-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,3-ビス[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼン、1,4-ビス[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]ベンゼン、4,6-ビス[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]-1,3-ジヒドロキシベンゼン、及び4,4'-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノールから選ばれるフェノール性水酸基含有化合物と、1,2-ナフトキノンジアジド-4-スルホン酸クロリド又は1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリドとのエステル化合物が挙げられる。 Specific examples of quinonediazide compounds include 4,4′-dihydroxydiphenylmethane, 2,3,4,2′,4′-pentahydroxybenzophenone, 2,3,4,4′-tetrahydroxybenzophenone, tri(p-hydroxy phenyl)methane, 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)methane, 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)ethane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane , 1,3-bis[1-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]benzene, 1,4-bis[1-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]benzene, 4,6-bis [1-(4-hydroxyphenyl)-1-methylethyl]-1,3-dihydroxybenzene and 4,4′-[1-[4-[1-[4-hydroxyphenyl]-1-methylethyl] Phenyl]ethylidene]bisphenol and an ester compound of 1,2-naphthoquinonediazide-4-sulfonyl chloride or 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonyl chloride with a phenolic hydroxyl group-containing compound selected from phenyl]ethylidene]bisphenol.

上記縮合物を得るための縮合反応において、母核と1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの割合は、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドの使用量を、母核中のOH基の数に対して、好ましくは30~85モル%、より好ましくは50~70モル%に相当する量とする。なお、上記縮合反応は、公知の方法に従って行うことができる。 In the condensation reaction for obtaining the above condensate, the ratio of the mother nucleus and the 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide is determined by the amount of 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide used, and the number of OH groups in the mother nucleus. , preferably 30 to 85 mol%, more preferably 50 to 70 mol%. In addition, the said condensation reaction can be performed according to a well-known method.

第1の組成物において、[C]光酸発生剤の含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、0.05質量部以上であることが好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましい。また、[C]光酸発生剤の含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であることがより好ましい。[C]光酸発生剤の含有割合を0.05質量部以上とすると、放射線の照射によって酸が十分に生成し、アルカリ溶液に対する、放射線の照射部分と未照射部分との溶解度の差を十分に大きくできる。これにより、良好なパターニングを行うことができる。また、[A]重合体成分との反応に関与する酸の量を多くでき、耐熱性及び耐溶剤性を十分に確保できる。一方、[C]光酸発生剤の含有割合を20質量部以下とすることにより、露光後において未反応の光酸発生剤の量を十分に少なくでき、[C]光酸発生剤の残存による現像性の低下を抑制できる点で好適である。 In the first composition, the content of [C] photoacid generator is preferably 0.05 parts by mass or more, and preferably 0.1 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the polymer (A-1). It is more preferable to be above. The content of [C] photoacid generator is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-1). [C] When the content of the photoacid generator is 0.05 parts by mass or more, the acid is sufficiently generated by irradiation with radiation, and the difference in solubility between the irradiated portion and the unirradiated portion in an alkaline solution is sufficiently reduced. can be large. Thereby, favorable patterning can be performed. In addition, the amount of acid involved in the reaction with the [A] polymer component can be increased, and sufficient heat resistance and solvent resistance can be ensured. On the other hand, by setting the content of the [C] photoacid generator to 20 parts by mass or less, the amount of the unreacted photoacid generator after exposure can be sufficiently reduced, and the [C] photoacid generator remains. It is suitable in that it can suppress the deterioration of developability.

ここで、現像の際に未露光部の端部において吸水が生じた場合、未露光部の端部に存在するアルコキシ基がシラノール基になることによって未露光部の端部の親水性が増し、塗膜の現像密着性が低下することが考えられる。こうした現像密着性の低下を抑制するために、感放射線性組成物に疎水性添加剤を配合したり、重合体成分に疎水性単量体に由来する構造単位を導入したりすることによって膜の疎水性を高くすることが考えられる。しかしながら、膜の疎水性を上げると、感放射線性組成物の感度の低下を招きやすくなる。これに対し、本開示においては、(A-1)重合体を用いた感放射線性組成物に[B]シラノール化合物を配合することにより、感放射線性組成物の感度を高く維持しながら、感放射線性組成物により形成される硬化膜の現像密着性を高めることができる。 Here, when water absorption occurs at the edge of the unexposed portion during development, the alkoxy groups present at the edge of the unexposed portion become silanol groups, thereby increasing the hydrophilicity of the edge of the unexposed portion. It is conceivable that the development adhesion of the coating film is lowered. In order to suppress the deterioration of the development adhesion, the radiation-sensitive composition is blended with a hydrophobic additive, or a structural unit derived from a hydrophobic monomer is introduced into the polymer component. It is conceivable to increase the hydrophobicity. However, increasing the hydrophobicity of the film tends to lead to a decrease in the sensitivity of the radiation-sensitive composition. On the other hand, in the present disclosure, by blending a [B] silanol compound in a radiation-sensitive composition using a polymer (A-1), the sensitivity of the radiation-sensitive composition is maintained at a high level. The development adhesiveness of the cured film formed from the radiation composition can be enhanced.

また、現像の際に未露光部の端部で吸水が生じ、未露光部のアルコキシ基がシラノール基に変化した場合、重合体側鎖に水酸基が存在することによって、硬化膜の誘電率が高くなることが考えられる。これに対し、本開示においては、(A-1)重合体を用いた感放射線性組成物に[B]シラノール化合物を配合することにより、硬化膜の低誘電率化を図ることができる。 In addition, when water absorption occurs at the edges of the unexposed area during development and the alkoxy groups in the unexposed area change to silanol groups, the dielectric constant of the cured film increases due to the presence of hydroxyl groups in the polymer side chains. can be considered. In contrast, in the present disclosure, by blending [B] a silanol compound into the radiation-sensitive composition using the polymer (A-1), it is possible to reduce the dielectric constant of the cured film.

なお、本開示の上記効果は、[B]シラノール化合物が有する疎水性基により基板表面が疎水化されたことや、未露光部の端部に存在するシラノール基が[B]シラノール化合物によってキャップされたことによるものと推察される。ただし、この推察は本開示の内容を何ら限定するものではない。 The above effects of the present disclosure are obtained by hydrophobizing the substrate surface by the hydrophobic groups of the [B] silanol compound, and by capping the silanol groups present at the edges of the unexposed area with the [B] silanol compound. This is presumed to be due to However, this speculation does not limit the content of the present disclosure.

<その他の成分>
第1の組成物は、上述した[A]重合体成分、[B]シラノール化合物及び[C]光酸発生剤に加え、これら以外の成分(以下、「その他の成分」ともいう)を更に含有していてもよい。
<Other ingredients>
In addition to the above-described [A] polymer component, [B] silanol compound and [C] photoacid generator, the first composition further contains components other than these (hereinafter also referred to as "other components"). You may have

(溶剤)
第1の組成物は、[A]重合体成分、[B]シラノール化合物、[C]光酸発生剤、及び必要に応じて配合される成分が、好ましくは溶剤に溶解又は分散された液状の組成物である。使用する溶剤としては、第1の組成物に配合される各成分を溶解し、かつ各成分と反応しない有機溶媒が好ましい。
(solvent)
The first composition comprises [A] a polymer component, [B] a silanol compound, [C] a photoacid generator, and optionally blended components, preferably dissolved or dispersed in a solvent. composition. As the solvent to be used, an organic solvent that dissolves each component blended in the first composition and does not react with each component is preferable.

溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ-ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類;エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレンジグリコールモノメチルエーテル、エチレンジグリコールエチルメチルエーテル、ジメ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メチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル等のエーテル類;ジメチルホルムアミド、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;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類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素が挙げられる。これらのうち、溶剤は、エーテル類及びエステル類よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、エチレングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコール類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、及び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よりなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。 Specific examples of solvents include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, octanol; ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, γ-butyrolactone, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, - Esters such as methyl methoxypropionate and ethyl 3-ethoxypropionate; ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene diglycol monomethyl ether, ethylene diglycol ethyl methyl ether, dimethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl ethers such as methyl ether; amides such as dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; fragrances such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene group hydrocarbons. Among these, the solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of ethers and esters, and includes ethylene glycol alkyl ether acetate, diethylene glycols, propylene glycol monoalkyl ether, and propylene glycol monoalkyl ether acetate. It is more preferably at least one selected from the group consisting of:

(密着助剤)
密着助剤は、感放射線性組成物を用いて形成される硬化膜と基板との接着性を向上させる成分である。密着助剤としては、反応性官能基を有する官能性シランカップリング剤を好ましく使用できる。官能性シランカップリング剤が有する反応性官能基としては、カルボキシ基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、イソシアネート基等が挙げられる。
(adherence aid)
The adhesion aid is a component that improves adhesion between a cured film formed using a radiation-sensitive composition and a substrate. As the adhesion aid, a functional silane coupling agent having a reactive functional group can be preferably used. A carboxy group, a (meth)acryloyl group, an epoxy group, a vinyl group, an isocyanate group, etc. are mentioned as a reactive functional group which a functional silane coupling agent has.

官能性カップリング剤の具体例としては、例えば、トリメトキシシリル安息香酸、3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-イソシアナートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of functional coupling agents include trimethoxysilylbenzoic acid, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane and the like. .

第1の組成物に密着助剤を配合する場合、その含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、0.01質量部以上30質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。 When an adhesion aid is added to the first composition, the content is preferably 0.01 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer (A-1). .1 mass parts or more and 20 mass parts or less are more preferable.

(酸拡散制御剤)
酸拡散制御剤は、露光により[C]光酸発生剤から発生した酸の拡散長を制御する成分である。第1の組成物に酸拡散制御剤を配合することにより、酸の拡散長を適度に制御することができ、パターン現像性を良好にすることができる。また、酸拡散制御剤を配合することによって、現像密着性の向上を図りながら、耐薬品性を高めることができる。
(Acid diffusion control agent)
The acid diffusion controller is a component that controls the diffusion length of the acid generated from the [C] photoacid generator upon exposure. By adding the acid diffusion control agent to the first composition, the diffusion length of the acid can be moderately controlled, and the pattern developability can be improved. Further, by blending an acid diffusion control agent, chemical resistance can be enhanced while improving development adhesion.

酸拡散制御剤としては、化学増幅レジストにおいて酸拡散制御剤として用いられる塩基性化合物の中から任意に選択して使用することができる。このような塩基性化合物としては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、複素環式芳香族アミン、4級アンモニウムヒドロキシド、カルボン酸4級アンモニウム塩等が挙げられる。化学増幅レジストにおいて酸拡散制御剤として用いられる塩基性化合物の具体例としては、特開2011-232632号公報の段落0128~0147に記載された化合物等が挙げられる。第1の組成物に配合される酸拡散制御剤としては、芳香族アミン及び複素環式芳香族アミンよりなる群から選択される少なくとも1種を好ましく使用することができる。 As the acid diffusion control agent, any basic compound used as an acid diffusion control agent in chemically amplified resists can be selected and used. Examples of such basic compounds include aliphatic amines, aromatic amines, heterocyclic aromatic amines, quaternary ammonium hydroxides, quaternary ammonium carboxylic acids and the like. Specific examples of basic compounds used as acid diffusion control agents in chemically amplified resists include compounds described in paragraphs 0128 to 0147 of JP-A-2011-232632. At least one selected from the group consisting of aromatic amines and heterocyclic aromatic amines can be preferably used as the acid diffusion control agent blended in the first composition.

芳香族アミン及び複素環式芳香族アミンとしては、アニリン誘導体、イミダゾール誘導体及びピロール誘導体よりなる群から選択される少なくとも1種を好ましく使用することができる。芳香族アミン及び複素環式芳香族アミンの具体例としては、例えば、アニリン、N-メチルアニリン、N-エチルアニリン、N-プロピルアニリン、N,N-ジメチルアニリン、2-メチルアニリン、3-メチルアニリン、4-メチルアニリン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2-ニトロアニリン、3-ニトロアニリン、4-ニトロアニリン、2,4-ジニトロアニリン、2,6-ジニトロアニリン、3,5-ジニトロアニリン、N,N-ジメチルトルイジン等のアニリン誘導体;イミダゾール、4-メチルイミダゾール、4-メチル-2-フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2-フェニルベンズイミダゾール、トリフェニルイミダゾール、N-(tert-ブトキシカルボニル)-2-フェニルベンズイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ピロール、2H-ピロール、1-メチルピロール、2,4-ジメチルピロール、2,5-ジメチルピロール、N-メチルピロール等のピロール誘導体;ピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4-(1-ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3-メチル-2-フェニルピリジン、3-メチル-4-フェニルピリジン、4-tert-ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1-メチル-2-ピリドン、4-ピロリジノピリジン、1-メチル-4-フェニルピリジン、2-(1-エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン、ニコチン等のピリジン誘導体のほか、特開2011-232632号公報に記載の化合物が挙げられる。 As the aromatic amine and heterocyclic aromatic amine, at least one selected from the group consisting of aniline derivatives, imidazole derivatives and pyrrole derivatives can be preferably used. Specific examples of aromatic amines and heteroaromatic amines include aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N-propylaniline, N,N-dimethylaniline, 2-methylaniline, 3-methylaniline, Aniline, 4-methylaniline, ethylaniline, propylaniline, trimethylaniline, 2-nitroaniline, 3-nitroaniline, 4-nitroaniline, 2,4-dinitroaniline, 2,6-dinitroaniline, 3,5-dinitro Aniline, N,N-dimethyltoluidine and other aniline derivatives; imidazole, 4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, triphenylimidazole, N-(tert-butoxycarbonyl) - imidazole derivatives such as 2-phenylbenzimidazole; pyrrole derivatives such as pyrrole, 2H-pyrrole, 1-methylpyrrole, 2,4-dimethylpyrrole, 2,5-dimethylpyrrole and N-methylpyrrole; pyridine, methylpyridine, ethylpyridine, propylpyridine, butylpyridine, 4-(1-butylpentyl)pyridine, dimethylpyridine, trimethylpyridine, triethylpyridine, phenylpyridine, 3-methyl-2-phenylpyridine, 3-methyl-4-phenylpyridine, 4 -tert-butylpyridine, diphenylpyridine, benzylpyridine, methoxypyridine, butoxypyridine, dimethoxypyridine, 1-methyl-2-pyridone, 4-pyrrolidinopyridine, 1-methyl-4-phenylpyridine, 2-(1-ethyl In addition to pyridine derivatives such as propyl)pyridine, aminopyridine, dimethylaminopyridine and nicotine, compounds described in JP-A-2011-232632 can be mentioned.

第1の組成物に酸拡散制御剤を配合する場合、その含有割合は、酸拡散制御剤の配合による耐薬品性の改善効果を十分に得る観点から、(A-1)重合体100質量部に対して、0.005質量部以上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましい。また、酸拡散制御剤の含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。 When the acid diffusion control agent is added to the first composition, the content ratio is set from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving the chemical resistance due to the addition of the acid diffusion control agent (A-1) 100 parts by mass of the polymer. is preferably 0.005 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more. The content of the acid diffusion control agent is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-1).

(塩基性化合物)
第1の組成物は、塩基性化合物(ただし、酸拡散制御剤を除く。以下、「[E]塩基性化合物」ともいう)を含有していてもよい。[B]シラノール化合物と[E]塩基性化合物とを併用することにより、硬化膜の現像密着性を更に高めることができる。また、[E]塩基性化合物を更に含む第1の組成物によれば、誘電率がより低い硬化膜を得ることができる。
(basic compound)
The first composition may contain a basic compound (excluding the acid diffusion control agent, hereinafter also referred to as "[E] basic compound"). By using [B] a silanol compound and [E] a basic compound in combination, the development adhesion of the cured film can be further enhanced. [E] According to the first composition further containing a basic compound, a cured film having a lower dielectric constant can be obtained.

[E]塩基性化合物は、無機塩基(炭酸ナトリウム等)であってもよく、有機塩基であってもよく、それら両方であってもよい。現像密着性の改善効果が高い点において、[E]塩基性化合物は有機塩基が好ましい。 [E] The basic compound may be an inorganic base (such as sodium carbonate), an organic base, or both. The [E] basic compound is preferably an organic base in terms of the effect of improving the development adhesion.

[E]塩基性化合物は、酸解離定数(pKa)が8以上の有機塩基が好ましい。このような有機塩基としては、第1級鎖状アミン、第2級鎖状アミン、第3級鎖状アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、アミジン類、グアニジン類、有機ホスファゼン類等が挙げられる。感度の低下を抑制しつつ現像密着性の改善効果を十分に得ることができる点で、[E]塩基性化合物は、これらの有機塩基の中でも、アミジン類、グアニジン類及び有機ホスファゼン類よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。 [E] The basic compound is preferably an organic base having an acid dissociation constant (pKa) of 8 or more. Examples of such organic bases include primary chain amines, secondary chain amines, tertiary chain amines, alicyclic amines, aromatic amines, amidines, guanidines, and organic phosphazenes. be done. Among these organic bases, the [E] basic compound is a group consisting of amidines, guanidines and organic phosphazenes, in that it is possible to sufficiently obtain the effect of improving development adhesion while suppressing a decrease in sensitivity. At least one selected from is preferred.

これらの具体例としては、アミジン類として、ジアザビシクロノネン(1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン、DBN)、ジアザビシクロウンデセン(1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、DBU)、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBA-DBU)等の環状アミジン類が挙げられる。 Specific examples thereof include amidines such as diazabicyclononene (1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene, DBN), diazabicycloundecene (1,8-diazabicyclo[5 .4.0]undec-7-ene, DBU) and 6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBA-DBU).

グアニジン類としては、グアニジン、テトラメチルグアニジン(TMG)、ブチルグアニジン、ジフェニルグアニジン(DPG)、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロデカ-5-エン(7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、MTBD)、1,5,7-トリアザビシクロデカ-5-エン(1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、TBD)等の鎖状又は環状グアニジン類が挙げられる。 Guanidines include guanidine, tetramethylguanidine (TMG), butylguanidine, diphenylguanidine (DPG), 7-methyl-1,5,7-triazabicyclodec-5-ene (7-methyl-1,5, 7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, MTBD), 1,5,7-triazabicyclodec-5-ene (1,5,7-triazabicyclo[4.4. 0]dec-5-ene, TBD) and other linear or cyclic guanidines.

有機ホスファゼン類としては、2-tert-ブチルイミノ-2-ジエチルアミノ-1,3-ジメチル-ペルヒドロ-1,3,2-ジアザホスフォリン(BEMP)等が挙げられる。 Organic phosphazenes include 2-tert-butylimino-2-diethylamino-1,3-dimethyl-perhydro-1,3,2-diazaphosphorine (BEMP) and the like.

[E]塩基性化合物は、上記の中でも、酸解離定数(pKa)が9以上の有機塩基が好ましい。特に、アミジン類、グアニジン類及び有機ホスファゼン類よりなる群から選択される少なくとも1種であって、酸解離定数(pKa)が9~14である化合物が好ましく、環状アミジン類、鎖状グアニジン類及び環状グアニジン類よりなる群から選択される少なくとも1種であって、酸解離定数(pKa)が10~14である化合物がより好ましい。 [E] The basic compound is preferably an organic base having an acid dissociation constant (pKa) of 9 or more among the above. In particular, at least one selected from the group consisting of amidines, guanidines and organic phosphazenes and having an acid dissociation constant (pKa) of 9 to 14 is preferred, and cyclic amidines, chain guanidines and A compound that is at least one selected from the group consisting of cyclic guanidines and has an acid dissociation constant (pKa) of 10 to 14 is more preferred.

なお、本明細書において、酸解離定数とは、25℃水中での酸解離定数(pKa)である。酸解離定数(pKa)は、pKa=-log10Kaにより表される。2段階以上の解離が考えられる場合は最初の解離を考慮する。無機塩基については、電気的に中性の分子(HA)から1個の水素イオンHが解離して1価の陰イオン(A)となる段階の酸解離定数(pKa)である。有機塩基については、電気的に中性の分子(B)が1個の水素イオンHを受容して1価の陽イオン(BH)となる段階の酸解離定数(pKa)である。[E]塩基性化合物の酸解離定数(pKa)は、より詳細には、[E]塩基性化合物の共役酸(BH)が酸として解離する場合(BH→B+H)の酸解離定数(pKa)を指す。 In this specification, the acid dissociation constant is the acid dissociation constant (pKa) in water at 25°C. The acid dissociation constant (pKa) is expressed by pKa=-log 10 Ka. If two or more stages of dissociation are considered, consider the first dissociation. For inorganic bases, it is the acid dissociation constant (pKa) at which one hydrogen ion H + dissociates from an electrically neutral molecule (HA) to form a monovalent anion (A ). For organic bases, it is the acid dissociation constant (pKa) at which an electrically neutral molecule (B) accepts one hydrogen ion H + to become a monovalent cation (BH + ). The acid dissociation constant (pKa) of the [E] basic compound is, more specifically, the acid dissociation constant when the conjugate acid (BH + ) of the [E] basic compound dissociates as an acid (BH + →B+H + ). (pKa).

感放射線性組成物に[E]塩基性化合物を含有させる場合、[E]塩基性化合物の含有割合は、現像密着性の改善効果を十分に得る観点から、(A-1)重合体100質量部に対して、0.001質量部以上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましい。また、[E]塩基性化合物の含有割合は、(A-1)重合体100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることがより好ましい。 When the [E] basic compound is contained in the radiation-sensitive composition, the content ratio of the [E] basic compound is, from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving development adhesion, (A-1) polymer 100 mass. It is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more. The content of [E] the basic compound is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer (A-1).

その他の成分としては、上記のほか、例えば、多官能重合性化合物(多官能(メタ)アクリレート等)、界面活性剤(フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等)、重合禁止剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、オルトエステル類等が挙げられる。これらの成分の配合割合は、本開示の効果を損なわない範囲で各成分に応じて適宜選択される。 In addition to the above, other components include, for example, polyfunctional polymerizable compounds (polyfunctional (meth)acrylates, etc.), surfactants (fluorosurfactants, silicone surfactants, nonionic surfactants, etc.). , polymerization inhibitors, antioxidants, chain transfer agents, orthoesters and the like. The mixing ratio of these components is appropriately selected according to each component within a range that does not impair the effects of the present disclosure.

第1の組成物は、その固形分濃度(感放射線性組成物中の溶剤以外の成分の合計質量が、感放射線性組成物の全質量に対して占める割合)は、粘性や揮発性等を考慮して適宜に選択される。第1の組成物の固形分濃度は、好ましくは5~60質量%の範囲である。固形分濃度が5質量%以上であると、感放射線性組成物を基板上に塗布した際に塗膜の膜厚を十分に確保できる。また、固形分濃度が60質量%以下であると、塗膜の膜厚が過大となりすぎず、さらに感放射線性組成物の粘性を適度に高くでき、良好な塗布性を確保できる。第1の組成物の固形分濃度は、より好ましくは10~55質量%であり、さらに好ましくは12~50質量%である。 The solid content concentration of the first composition (the ratio of the total mass of components other than the solvent in the radiation-sensitive composition to the total mass of the radiation-sensitive composition) determines viscosity, volatility, etc. selected as appropriate. The solid content concentration of the first composition is preferably in the range of 5 to 60% by mass. When the solid content concentration is 5% by mass or more, a sufficient film thickness can be ensured when the radiation-sensitive composition is applied onto a substrate. Further, when the solid content concentration is 60% by mass or less, the film thickness of the coating film is not excessively increased, and the viscosity of the radiation-sensitive composition can be appropriately increased, thereby ensuring good coating properties. The solid content concentration of the first composition is more preferably 10 to 55% by mass, still more preferably 12 to 50% by mass.

[第2の組成物]
次に、第2の組成物について説明する。第2の組成物は、[A]重合体成分と、[B]シラノール化合物と、[Dq]キノンジアジド化合物と、[E]塩基性化合物と、溶剤とを含有する樹脂組成物である。第2の組成物はポジ型の樹脂組成物として好適である。
[Second composition]
Next, the second composition will be described. The second composition is a resin composition containing [A] a polymer component, [B] a silanol compound, [Dq] a quinonediazide compound, [E] a basic compound, and a solvent. The second composition is suitable as a positive resin composition.

<[A]重合体成分>
第2の組成物は、[A]重合体成分として、酸性基を有する構造単位を含む重合体(以下、「重合体(a2)」ともいう)及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種である重合体(以下、「(A-2)重合体」ともいう)を含む。
<[A] polymer component>
The second composition includes [A] as a polymer component, at least one selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit having an acidic group (hereinafter also referred to as "polymer (a2)") and a siloxane polymer. It includes a seed polymer (hereinafter also referred to as “(A-2) polymer”).

〔重合体(a2)について〕
重合体(a2)は、酸性基を有する構造単位(以下、「構造単位(III-3)」ともいう)を含む重合体である。構造単位(III-3)の具体例及び好ましい例は、重合体(a1-1)が含んでいてもよい構造単位(III-1)の説明において示した例と同様である。
[Regarding the polymer (a2)]
The polymer (a2) is a polymer containing a structural unit having an acidic group (hereinafter also referred to as "structural unit (III-3)"). Specific examples and preferred examples of the structural unit (III-3) are the same as the examples shown in the description of the structural unit (III-1) which the polymer (a1-1) may contain.

重合体(a2)において、構造単位(III-3)の含有割合は、アルカリ現像液への良好な溶解性を付与する観点から、重合体(a2)を構成する全構造単位に対して、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(III-3)の含有割合は、重合体(a2)を構成する全構造単位に対して、40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましい。 In the polymer (a2), the content ratio of the structural unit (III-3) is 1 relative to all the structural units constituting the polymer (a2) from the viewpoint of imparting good solubility in an alkaline developer. % by mass or more is preferable, 2% by mass or more is more preferable, and 5% by mass or more is even more preferable. Further, the content of the structural unit (III-3) is preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and further 30% by mass or less, relative to the total structural units constituting the polymer (a2). preferable.

重合体(a2)を含む場合、[A]重合体成分は、構造単位(III-3)以外の構造単位(以下、「その他の構造単位(3)」ともいう)を更に含んでいてもよい。その他の構造単位(3)の好ましい具体例としては、架橋性基を有する構造単位(II-3)が挙げられる。その他の構造単位(3)は、重合体(a2)に導入されていてもよいし、重合体(a2)とは異なる重合体の構造単位として導入されていてもよいし、これら両方の重合体に導入されていてもよい。第2の組成物を構成する成分の数をできるだけ少なくしつつ、現像密着性の改善効果を得ることができる点で、重合体(a2)が更に構造単位(II-3)を含むことが好ましい。 When the polymer (a2) is included, the [A] polymer component may further include a structural unit other than the structural unit (III-3) (hereinafter also referred to as "other structural unit (3)"). . Preferred specific examples of other structural units (3) include structural units (II-3) having a crosslinkable group. The other structural unit (3) may be introduced into the polymer (a2), may be introduced as a structural unit of a polymer different from the polymer (a2), or may be introduced as a structural unit of a polymer different from the polymer (a2). may have been introduced in It is preferable that the polymer (a2) further contains the structural unit (II-3) in that the effect of improving adhesion to development can be obtained while minimizing the number of components constituting the second composition. .

・構造単位(II-3)
構造単位(II-3)が有する架橋性基は、加熱処理によって硬化反応を起こす基であればよく、特に限定されない。熱硬化性が高い点で、中でも、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。構造単位(II-3)の具体例及び好ましい例は、構造単位(II-1)の説明において示した例と同様である。
・ Structural unit (II-3)
The crosslinkable group possessed by the structural unit (II-3) is not particularly limited as long as it causes a curing reaction by heat treatment. At least one selected from the group consisting of an oxiranyl group and an oxetanyl group is preferred in terms of high thermosetting. Specific examples and preferred examples of the structural unit (II-3) are the same as the examples given in the description of the structural unit (II-1).

重合体(a2)が構造単位(II-3)を含む場合、構造単位(II-3)の含有割合は、重合体(a2)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(II-3)の含有割合は、重合体(a2)を構成する全構造単位に対して、65質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下が更に好ましい。構造単位(II-3)の含有割合を上記範囲とすることで、塗膜がより良好な解像性を示すとともに、得られる硬化膜の耐熱性及び耐薬品性を十分に高くすることができる点で好ましい。 When the polymer (a2) contains the structural unit (II-3), the content of the structural unit (II-3) is preferably 5% by mass or more relative to the total structural units constituting the polymer (a2). , more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more. In addition, the content of the structural unit (II-3) is preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and further 55% by mass or less, relative to the total structural units constituting the polymer (a2). preferable. By setting the content ratio of the structural unit (II-3) within the above range, the coating film exhibits better resolution, and the heat resistance and chemical resistance of the resulting cured film can be sufficiently increased. point is preferable.

第2の組成物が重合体(a2)を含む場合、[A]重合体成分が含んでいてもよいその他の構造単位(3)としては、その他の構造単位(1)において例示した構造単位が挙げられる。重合体(a2)がその他の構造単位(3)として構造単位(II-3)以外の構造単位を含む場合、当該構造単位の含有割合は、重合体(a2)を構成する全構造単位に対して、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましい。 When the second composition contains the polymer (a2), the other structural units (3) that may be contained in the [A] polymer component include the structural units exemplified in the other structural units (1) mentioned. When the polymer (a2) contains a structural unit other than the structural unit (II-3) as the other structural unit (3), the content of the structural unit is based on the total structural units constituting the polymer (a2). 80% by mass or less is preferable, and 70% by mass or less is more preferable.

重合体(a2)は、例えば、上述した各構造単位を導入可能な不飽和単量体を用い、適当な溶媒中、重合開始剤等の存在下で、ラジカル重合等の公知の方法に従って製造することができる。重合方法の詳細は、重合体(a1-1)と同様である。 Polymer (a2), for example, using an unsaturated monomer capable of introducing each structural unit described above, in a suitable solvent in the presence of a polymerization initiator, etc., is produced according to a known method such as radical polymerization. be able to. The details of the polymerization method are the same as those for the polymer (a1-1).

重合体(a2)につき、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上であることが好ましい。重合体(a2)のMwは、より好ましくは2,000以上であり、更に好ましくは5,000以上である。また、重合体(a2)のMwは、成膜性を良好にする観点から、好ましくは200,000以下であり、より好ましくは50,000以下である。 The weight average molecular weight (Mw) of polystyrene equivalent by GPC for the polymer (a2) is preferably 1,000 or more. Mw of the polymer (a2) is more preferably 2,000 or more, still more preferably 5,000 or more. Moreover, the Mw of the polymer (a2) is preferably 200,000 or less, more preferably 50,000 or less, from the viewpoint of improving the film formability.

重合体(a2)につき、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、5.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましい。 Regarding the polymer (a2), the molecular weight distribution (Mw/Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 5.0 or less, more preferably 3.0 or less. .

〔シロキサンポリマーについて〕
第2の組成物に含まれるシロキサンポリマーとしては、第1の組成物に含まれていてもよいシロキサンポリマーの具体例及び好ましい例と同様である。
[About siloxane polymer]
The siloxane polymer contained in the second composition is the same as the specific examples and preferred examples of the siloxane polymer that may be contained in the first composition.

<キノンジアジド化合物>
第2の組成物は、放射線の照射によりカルボン酸を発生する感放射線性化合物として[Dq]キノンジアジド化合物を含む。[Dq]キノンジアジド化合物としては、第1の組成物の説明において[C]光酸発生剤として例示したキノンジアジド化合物の具体例及び好ましい例と同様の化合物が挙げられる。
<Quinone diazide compound>
The second composition contains a [Dq]quinonediazide compound as a radiation-sensitive compound that generates a carboxylic acid upon exposure to radiation. The [Dq] quinonediazide compound includes the same compounds as the specific and preferred examples of the quinonediazide compound exemplified as the [C] photoacid generator in the description of the first composition.

第2の組成物において、キノンジアジド化合物の含有割合は、第2の組成物に含まれる(A-2)重合体100質量部に対して、2質量部以上とすることが好ましく、5質量部以上とすることがより好ましく、10質量部以上とすることが更に好ましい。また、キノンジアジド化合物の含有割合は、第2の組成物に含まれる(A-2)重合体100質量部に対して、60質量部以下とすることが好ましく、50質量部以下とすることがより好ましく、40質量部以下とすることが更に好ましい。 In the second composition, the content of the quinonediazide compound is preferably 2 parts by mass or more, and 5 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-2) contained in the second composition. It is more preferable to set it as, and it is still more preferable to set it as 10 mass parts or more. The content of the quinonediazide compound is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-2) contained in the second composition. Preferably, it is more preferably 40 parts by mass or less.

キノンジアジド化合物の含有割合を2質量部以上とすると、活性光線の照射によって酸が十分に生成し、活性光線の照射部分と未照射部分とにおけるアルカリ溶液に対する溶解度の差を十分に大きくできる。これにより、良好なパターニングを行うことができる。また、(A-2)重合体との反応に関与する酸の量を多くでき、耐熱性及び薬液耐性を十分に確保できる。一方、キノンジアジド化合物の含有割合を60質量部以下とすると、未反応のキノンジアジド化合物の量を十分に少なくでき、キノンジアジド化合物の残存に起因する現像性及び透明性の低下を抑制できる点で好適である。 When the content of the quinonediazide compound is 2 parts by mass or more, sufficient acid is generated by irradiation with actinic rays, and the difference in solubility in an alkaline solution between the portion irradiated with actinic rays and the portion not irradiated with actinic rays can be sufficiently increased. Thereby, favorable patterning can be performed. In addition, (A-2) the amount of acid involved in the reaction with the polymer can be increased, and sufficient heat resistance and chemical resistance can be ensured. On the other hand, when the content of the quinonediazide compound is 60 parts by mass or less, the amount of the unreacted quinonediazide compound can be sufficiently reduced, which is preferable in that it is possible to suppress deterioration in developability and transparency due to the residual quinonediazide compound. .

<シラノール化合物>
第2の組成物は、上述した[B]シラノール化合物を含む。第2の組成物に含まれる[B]シラノール化合物の具体例及び好ましい例は第1の組成物と同様である。
<Silanol compound>
The second composition contains the [B] silanol compound described above. Specific examples and preferred examples of the [B] silanol compound contained in the second composition are the same as in the first composition.

第2の組成物において、[B]シラノール化合物の含有割合は、第2の組成物に含まれる(A-2)重合体100質量部に対して、0.1質量部以上とすることが好ましく、0.5質量部以上とすることがより好ましく、1質量部以上とすることが更に好ましい。また、[B]シラノール化合物の含有割合は、第2の組成物に含まれる(A-2)重合体100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましく、15質量部以下とすることがより好ましく、10質量部以下とすることが更に好ましい。 In the second composition, the content of the [B] silanol compound is preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymer (A-2) contained in the second composition. , more preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1 part by mass or more. In addition, the content of the [B] silanol compound is preferably 20 parts by mass or less, and 15 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (A-2) contained in the second composition. is more preferable, and 10 parts by mass or less is even more preferable.

<塩基性化合物>
第2の組成物は[E]塩基性化合物を含む。第2の組成物に含まれる[E]塩基性化合物の具体例及び好ましい例は第1の組成物と同様である。
<Basic compound>
The second composition contains [E] a basic compound. Specific examples and preferred examples of the [E] basic compound contained in the second composition are the same as those of the first composition.

第2の組成物において、[E]塩基性化合物の含有割合は、現像密着性の改善効果を十分に得る観点から、第2の組成物に含まれる(A-2)重合体100質量部に対して、0.001質量部以上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましい。また、[E]塩基性化合物の含有割合は、(A-2)重合体100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることがより好ましい。 In the second composition, the content ratio of [E] the basic compound is, from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving adhesion to development, to 100 parts by mass of the polymer (A-2) contained in the second composition. On the other hand, it is preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more. The content of [E] the basic compound is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer (A-2).

<溶剤>
第2の組成物は溶剤を含有する。第2の組成物は、[A]重合体成分、[Dq]キノンジアジド化合物、[B]シラノール化合物、[E]塩基性化合物、及び必要に応じて配合される成分が、溶剤に溶解又は分散された液状の組成物であることが好ましい。使用する溶剤としては、第2の組成物に配合される各成分を溶解し、かつ各成分と反応しない有機溶媒が好ましい。第2の組成物に含まれる溶剤の具体例としては、第1の組成物に含まれる溶剤と同様である。
<Solvent>
The second composition contains a solvent. In the second composition, [A] polymer component, [Dq] quinone diazide compound, [B] silanol compound, [E] basic compound, and optionally blended components are dissolved or dispersed in a solvent. It is preferably a liquid composition. As the solvent to be used, an organic solvent that dissolves each component blended in the second composition and does not react with each component is preferable. Specific examples of the solvent contained in the second composition are the same as the solvent contained in the first composition.

第2の組成物において、溶剤の含有量(溶剤を2種以上含む場合にはその合計量)は、第2の組成物の全成分100質量部あたり、50~95質量部であることが好ましく、60~90質量部であることがより好ましい。 In the second composition, the content of the solvent (the total amount when containing two or more solvents) is preferably 50 to 95 parts by mass per 100 parts by mass of all components of the second composition. , more preferably 60 to 90 parts by mass.

<その他の成分>
第2の組成物は、上述した[A]重合体成分、[Dq]キノンジアジド化合物、[B]シラノール化合物、[E]塩基性化合物、及び溶剤に加え、これら以外の成分(その他の成分)を更に含有してもよい。第2の組成物に含まれていてもよいその他の成分の具体例及び好ましい例としては、第1の組成物と同様である。
<Other ingredients>
The second composition contains the above-described [A] polymer component, [Dq] quinone diazide compound, [B] silanol compound, [E] basic compound, and solvent, as well as components other than these (other components). It may be contained further. Specific examples and preferred examples of other components that may be contained in the second composition are the same as those for the first composition.

第2の組成物の固形分濃度は、粘性や揮発性等を考慮して適宜に選択することができる。第2の組成物の固形分濃度は、好ましくは5~60質量%の範囲であり、より好ましくは10~55質量%であり、更に好ましくは12~50質量%である。 The solid content concentration of the second composition can be appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, and the like. The solid content concentration of the second composition is preferably in the range of 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 55% by mass, still more preferably 12 to 50% by mass.

[第3の組成物]
次に、第3の組成物について説明する。第3の組成物は、[A]重合体成分と、[B]シラノール化合物と、[Di]光重合開始剤と、[M]重合性単量体と、[E]塩基性化合物と、溶剤とを含有する樹脂組成物である。第3の組成物はネガ型の樹脂組成物として好適である。
[Third composition]
Next, the third composition will be described. The third composition comprises [A] a polymer component, [B] a silanol compound, [Di] a photopolymerization initiator, [M] a polymerizable monomer, [E] a basic compound, and a solvent It is a resin composition containing The third composition is suitable as a negative resin composition.

<[A]重合体成分>
第3の組成物は、[A]重合体成分として、酸性基を有する構造単位を含む重合体(以下、「重合体(a3)」ともいう)を含む。
<[A] polymer component>
The third composition contains, as the [A] polymer component, a polymer containing a structural unit having an acidic group (hereinafter also referred to as "polymer (a3)").

〔重合体(a3)について〕
重合体(a3)は、酸性基を有する構造単位(以下、「構造単位(III-4)」ともいう)を含む重合体である。構造単位(III-4)の具体例及び好ましい例は、重合体(a1-1)が含んでいてもよい構造単位(III-1)の説明において示した例と同様である。重合体(a3)において、構造単位(III-4)の含有割合は、非露光部に対しアルカリ現像液への良好な溶解性を付与する観点から、重合体(a3)を構成する全構造単位に対して、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましい。また、構造単位(III-4)の含有割合は、重合体(a3)を構成する全構造単位に対して、35質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
[Regarding the polymer (a3)]
The polymer (a3) is a polymer containing a structural unit having an acidic group (hereinafter also referred to as "structural unit (III-4)"). Specific examples and preferred examples of the structural unit (III-4) are the same as the examples given in the description of the structural unit (III-1) which the polymer (a1-1) may contain. In the polymer (a3), the content ratio of the structural unit (III-4) is the total structural units constituting the polymer (a3) from the viewpoint of imparting good solubility in an alkaline developer to the unexposed area. 1% by mass or more is preferable, and 2% by mass or more is more preferable. The content of the structural unit (III-4) is preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, based on the total structural units constituting the polymer (a3).

[A]重合体成分は、構造単位(III-4)以外の構造単位(以下、「その他の構造単位(4)」ともいう)を更に含んでいてよい。その他の構造単位(4)の好ましい具体例としては、架橋性基を有する構造単位(II-4)が挙げられる。その他の構造単位(4)は、重合体(a3)に導入されていてもよいし、重合体(a3)とは異なる重合体の構造単位として導入されていてもよいし、それらの重合体の両方に導入されていてもよい。第3の組成物を構成する成分の数をできるだけ少なくしつつ、現像密着性の改善効果を得ることができる点で、重合体(a3)が更に構造単位(II-4)を含むことが好ましい。 [A] The polymer component may further contain a structural unit other than the structural unit (III-4) (hereinafter also referred to as "another structural unit (4)"). Preferred specific examples of other structural units (4) include structural units (II-4) having a crosslinkable group. The other structural unit (4) may be introduced into the polymer (a3), may be introduced as a structural unit of a polymer different from the polymer (a3), or may be It may be installed in both. It is preferable that the polymer (a3) further contains the structural unit (II-4) in that the effect of improving adhesion to development can be obtained while minimizing the number of components constituting the third composition. .

・構造単位(II-4)
構造単位(II-4)が有する架橋性基は、加熱処理によって硬化反応を起こす基であればよく、特に限定されない。熱硬化性が高い点で、中でも、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。構造単位(II-4)の具体例及び好ましい例は、構造単位(II-1)の説明において示した例と同様である。
・ Structural unit (II-4)
The crosslinkable group possessed by the structural unit (II-4) is not particularly limited as long as it causes a curing reaction by heat treatment. At least one selected from the group consisting of an oxiranyl group and an oxetanyl group is preferred in terms of high thermosetting. Specific examples and preferred examples of the structural unit (II-4) are the same as the examples given in the description of the structural unit (II-1).

重合体(a3)が構造単位(II-4)を含む場合、構造単位(II-4)の含有割合は、重合体(a3)を構成する全構造単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上が更に好ましい。また、構造単位(II-4)の含有割合は、重合体(a3)を構成する全構造単位に対して、65質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、55質量%以下が更に好ましい。 When the polymer (a3) contains the structural unit (II-4), the content of the structural unit (II-4) is preferably 5% by mass or more relative to the total structural units constituting the polymer (a3). , more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more. Further, the content of the structural unit (II-4) is preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and further preferably 55% by mass or less, relative to the total structural units constituting the polymer (a3). preferable.

[A]重合体成分が含んでいてもよいその他の構造単位(4)としては、その他の構造単位(1)として例示した構造単位と同様のものが挙げられる。 [A] Other structural units (4) that may be contained in the polymer component include the same structural units as those exemplified as other structural units (1).

重合体(a3)は、例えば、上述した各構造単位を導入可能な不飽和単量体を用い、適当な溶媒中、重合開始剤等の存在下で、ラジカル重合等の公知の方法に従って製造することができる。重合方法の詳細は重合体(a1-1)と同様である。 Polymer (a3), for example, using an unsaturated monomer capable of introducing each structural unit described above, in a suitable solvent in the presence of a polymerization initiator, etc., is produced according to a known method such as radical polymerization. be able to. The details of the polymerization method are the same as those for the polymer (a1-1).

重合体(a3)につき、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、1,000以上であることが好ましい。重合体(a3)のMwは、より好ましくは2,000以上であり、更に好ましくは5,000以上である。また、重合体(a3)のMwは、成膜性を良好にする観点から、好ましくは200,000以下であり、より好ましくは50,000以下である。 The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene by GPC for the polymer (a3) is preferably 1,000 or more. Mw of the polymer (a3) is more preferably 2,000 or more, still more preferably 5,000 or more. Moreover, the Mw of the polymer (a3) is preferably 200,000 or less, more preferably 50,000 or less, from the viewpoint of improving the film formability.

重合体(a3)につき、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、5.0以下が好ましく、3.0以下がより好ましい。 Regarding the polymer (a3), the molecular weight distribution (Mw/Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 5.0 or less, more preferably 3.0 or less. .

<重合性単量体>
第3の組成物は、[M]重合性単量体を含有する。第3の組成物に含まれる[M]重合性単量体は、重合性基を1個以上、好ましくは2個以上有する化合物である。重合性基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基、オキセタニル基、N-アルコキシメチルアミノ基等が挙げられる。これらのうち、重合性が高い点で、エチレン性不飽和基及びN-アルコキシメチルアミノ基が好ましく、(メタ)アクリロイル基、ビニル基及びビニルフェニル基等のビニル基含有基が好ましい。
<Polymerizable monomer>
The third composition contains [M] polymerizable monomers. The [M] polymerizable monomer contained in the third composition is a compound having one or more, preferably two or more polymerizable groups. Examples of polymerizable groups include ethylenically unsaturated groups, oxiranyl groups, oxetanyl groups, N-alkoxymethylamino groups and the like. Among these, an ethylenically unsaturated group and an N-alkoxymethylamino group are preferable, and a vinyl group-containing group such as a (meth)acryloyl group, a vinyl group and a vinylphenyl group is preferable because of their high polymerizability.

具体的には、[M]重合性単量体としては、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、又は2個以上のN-アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましく、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物が特に好ましい。[M]重合性単量体1分子が有する重合性基の数は、好ましくは2~10個であり、より好ましくは2~8個である。 Specifically, the [M] polymerizable monomer is preferably a compound having two or more (meth)acryloyl groups, or a compound having two or more N-alkoxymethylamino groups, and two or more Compounds with (meth)acryloyl groups are particularly preferred. [M] The number of polymerizable groups per molecule of the polymerizable monomer is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8.

[M]重合性単量体の具体例としては、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物として、3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと多官能イソシアネートを反応させて得られる多官能ウレタン(メタ)アクリレート、水酸基を有する(メタ)アクリレートと酸無水物を反応させて得られるカルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。 [M] As a specific example of the polymerizable monomer, a compound having two or more (meth)acryloyl groups may be obtained by reacting a trivalent or higher aliphatic polyhydroxy compound with (meth)acrylic acid. Functional (meth)acrylates, caprolactone-modified polyfunctional (meth)acrylates, alkylene oxide-modified polyfunctional (meth)acrylates, polyfunctional urethanes obtained by reacting hydroxyl-containing (meth)acrylates with polyfunctional isocyanates ( Examples thereof include meth)acrylates and polyfunctional (meth)acrylates having a carboxy group obtained by reacting a (meth)acrylate having a hydroxyl group with an acid anhydride.

2個以上のN-アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物等が挙げられる。なお、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造とは、1以上のトリアジン環又はフェニル置換トリアジン環を基本骨格として有する化学構造をいい、メラミン、ベンゾグアナミン又はそれらの縮合物をも含む概念である。2個以上のN-アルコキシメチルアミノ基を有する化合物の具体例としては、N,N,N’,N’,N’’,N’’-ヘキサ(アルコキシメチル)メラミン、N,N,N’,N’-テトラ(アルコキシメチル)ベンゾグアナミン、N,N,N’,N’-テトラ(アルコキシメチル)グリコールウリル等が挙げられる。 Compounds having two or more N-alkoxymethylamino groups include, for example, compounds having a melamine structure, benzoguanamine structure, and urea structure. The melamine structure and benzoguanamine structure refer to chemical structures having one or more triazine rings or phenyl-substituted triazine rings as a basic skeleton, and are concepts including melamine, benzoguanamine, and condensates thereof. Specific examples of compounds having two or more N-alkoxymethylamino groups include N,N,N',N',N'',N''-hexa(alkoxymethyl)melamine, N,N,N' , N′-tetra(alkoxymethyl)benzoguanamine, N,N,N′,N′-tetra(alkoxymethyl)glycoluril and the like.

[M]重合性単量体としては、中でも、3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性された多官能(メタ)アクリレート、多官能ウレタン(メタ)アクリレート、カルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート、N,N,N’,N’,N’’,N’’-ヘキサ(アルコキシメチル)メラミン、N,N,N’,N’-テトラ(アルコキシメチル)ベンゾグアナミンが好ましく、3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる多官能(メタ)アクリレート、多官能ウレタン(メタ)アクリレート、カルボキシ基を有する多官能(メタ)アクリレートがより好ましく、3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートが更に好ましい。 [M] As the polymerizable monomer, among others, a polyfunctional (meth)acrylate obtained by reacting a trivalent or higher aliphatic polyhydroxy compound with (meth)acrylic acid, a caprolactone-modified polyfunctional (meth) ) acrylate, polyfunctional urethane (meth)acrylate, polyfunctional (meth)acrylate having a carboxy group, N,N,N',N',N'',N''-hexa(alkoxymethyl)melamine, N,N ,N',N'-Tetra(alkoxymethyl)benzoguanamine is preferred, and polyfunctional (meth)acrylate obtained by reacting a trihydric or higher aliphatic polyhydroxy compound with (meth)acrylic acid, polyfunctional urethane (meth ) acrylates and polyfunctional (meth)acrylates having a carboxy group are more preferred, and polyfunctional (meth)acrylates obtained by reacting a trivalent or higher aliphatic polyhydroxy compound with (meth)acrylic acid are even more preferred.

3価以上の脂肪族ポリヒドロキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(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テトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ジペンンタエリスリトールポリアクリレート等が挙げられる。これらのうち、分子間又は分子内における架橋密度が高められ、低温焼成によっても膜の硬化性をより向上できる点で、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ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールポリアクリレートが特に好ましい。 Specific examples of polyfunctional (meth)acrylates obtained by reacting a trivalent or higher aliphatic polyhydroxy compound with (meth)acrylic acid include, for example, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth) ) acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol di(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, dipentaerythritol polyacrylate, and the like. Among these, pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, and dipentaerythritol polyacrylate are particularly preferable in that the cross-linking density intermolecularly or intramolecularly is increased and the curability of the film can be further improved even by low-temperature baking. .

第3の組成物における[M]重合性単量体の含有割合は、第3の組成物に含まれる重合体(a3)100質量部に対して、10質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましい。また、[M]重合性単量体の含有割合は、重合体(a3)100質量部に対して、1,000質量部以下であることが好ましく、500質量部以下であることがより好ましい。[M]重合性単量体の含有割合が上記範囲にあると、硬化膜として十分な硬化性と十分なアルカリ現像性とを確保できるとともに、未露光部の基板上あるいは遮光層上の地汚れ、膜残り等の発生を十分に抑制できる点で好ましい。 The content of the [M] polymerizable monomer in the third composition is preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymer (a3) contained in the third composition, and 20 It is more preferably at least 1 part by mass. The content of the [M] polymerizable monomer is preferably 1,000 parts by mass or less, more preferably 500 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (a3). [M] When the content of the polymerizable monomer is within the above range, it is possible to ensure sufficient curability and sufficient alkali developability as a cured film, and scumming on the unexposed portion of the substrate or light-shielding layer. , the occurrence of film residue, etc., can be sufficiently suppressed.

<光重合開始剤>
第3の組成物は、感放射線性化合物として[Di]光重合開始剤を含む。第3の組成物に含まれる[Di]光重合開始剤(以下、単に「光重合開始剤」ともいう)としては、波長300nm以上(好ましくは300~450nm)の活性光線に感応し、[M]重合性単量体の重合を開始、促進する化合物を好ましく使用できる。波長300nm以上の活性光線に直接感応しない光重合開始剤を用いる場合、増感剤と併用することによって波長300nm以上の活性光線に感応し、[M]重合性単量体の重合を開始、促進するようにしてもよい。
<Photoinitiator>
The third composition contains a [Di] photoinitiator as a radiation-sensitive compound. The [Di] photopolymerization initiator contained in the third composition (hereinafter also simply referred to as "photopolymerization initiator") is responsive to actinic rays having a wavelength of 300 nm or more (preferably 300 to 450 nm), [M ] A compound that initiates and accelerates the polymerization of the polymerizable monomer can be preferably used. When using a photopolymerization initiator that does not directly respond to actinic rays having a wavelength of 300 nm or more, it is used in combination with a sensitizer to respond to actinic rays having a wavelength of 300 nm or more, and initiates and accelerates the polymerization of the [M] polymerizable monomer. You may make it

光重合開始剤としては、公知の化合物を用いることができる。その具体例としては、オキシムエステル化合物、有機ハロゲン化化合物、オキシジアゾール化合物、カルボニル化合物、ケタール化合物、ベンゾイン化合物、アクリジン化合物、有機過酸化化合物、アゾ化合物、クマリン化合物、アジド化合物、メタロセン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン酸化合物、α-アミノケトン化合物、オニウム塩化合物、アシルホスフィン(オキシド)化合物等が挙げられる。第3の組成物の感度をより高くできる点で、これらの中でも、オキシムエステル化合物、α-アミノケトン化合物、及びヘキサアリールビイミダゾール化合物よりなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、オキシムエステル化合物又はα-アミノケトン化合物がより好ましい。また、光重合開始剤としては市販品を用いてもよく、例えば、IRGACURE OXE01、IRGACURE OXE02(以上、BASF社製)等が挙げられる。 A known compound can be used as the photopolymerization initiator. Specific examples include oxime ester compounds, organic halogenated compounds, oxydiazole compounds, carbonyl compounds, ketal compounds, benzoin compounds, acridine compounds, organic peroxide compounds, azo compounds, coumarin compounds, azide compounds, metallocene compounds, hexa Examples include arylbiimidazole compounds, organic boric acid compounds, disulfonic acid compounds, α-aminoketone compounds, onium salt compounds, acylphosphine (oxide) compounds and the like. Among these, at least one selected from the group consisting of an oxime ester compound, an α-aminoketone compound, and a hexaarylbiimidazole compound is preferable in that the sensitivity of the third composition can be further increased, and an oxime ester compound or Alpha-aminoketone compounds are more preferred. Commercially available photopolymerization initiators may also be used, such as IRGACURE OXE01 and IRGACURE OXE02 (manufactured by BASF).

第3の組成物において、光重合開始剤の含有割合は、第3の組成物に含まれる重合体(a3)100質量部に対して、1質量部以上とすることが好ましく、2質量部以上とすることがより好ましく、5質量部以上とすることが更に好ましい。また、光重合開始剤の含有割合は、第3の組成物に含まれる重合体(a3)100質量部に対して、40質量部以下とすることが好ましく、30質量部以下とすることがより好ましく、20質量部以下とすることが更に好ましい。 In the third composition, the content of the photopolymerization initiator is preferably 1 part by mass or more, and 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymer (a3) contained in the third composition. It is more preferable to set it as, and it is still more preferable to set it as 5 mass parts or more. In addition, the content of the photopolymerization initiator is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymer (a3) contained in the third composition. Preferably, it is more preferably 20 parts by mass or less.

<シラノール化合物>
第3の組成物は[B]シラノール化合物を含む。第3の組成物に含まれる[B]シラノール化合物の具体例及び好ましい例は第1の組成物と同様である。
<Silanol compound>
A third composition includes a [B] silanol compound. Specific examples and preferred examples of the [B] silanol compound contained in the third composition are the same as in the first composition.

第3の組成物において、[B]シラノール化合物の含有割合は、第3の組成物に含まれる重合体(a3)100質量部に対して、0.1質量部以上とすることが好ましく、0.5質量部以上とすることがより好ましく、1質量部以上とすることが更に好ましい。また、[B]シラノール化合物の含有割合は、第3の組成物に含まれる重合体(a3)100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましく、15質量部以下とすることがより好ましく、10質量部以下とすることが更に好ましい。 In the third composition, the content of the [B] silanol compound is preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymer (a3) contained in the third composition. 0.5 parts by mass or more is more preferable, and 1 part by mass or more is even more preferable. In addition, the content of the [B] silanol compound is preferably 20 parts by mass or less, preferably 15 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymer (a3) contained in the third composition. More preferably, the amount is 10 parts by mass or less.

<塩基性化合物>
第3の組成物は、[E]塩基性化合物を含む。第3の組成物に含まれる[E]塩基性化合物の具体例及び好ましい例は第1の組成物と同様である。
<Basic compound>
A third composition includes [E] a basic compound. Specific examples and preferred examples of the [E] basic compound contained in the third composition are the same as in the first composition.

第3の組成物において、[E]塩基性化合物の含有割合は、現像密着性の改善効果を十分に得る観点から、第3の組成物に含まれる重合体(a3)100質量部に対して、0.001質量部以上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましい。また、[E]塩基性化合物の含有割合は、重合体(a3)100質量部に対して、5質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることがより好ましい。 In the third composition, the content ratio of the [E] basic compound is, from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of improving development adhesion, relative to 100 parts by mass of the polymer (a3) contained in the third composition , preferably 0.001 parts by mass or more, more preferably 0.01 parts by mass or more. The content of [E] the basic compound is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polymer (a3).

<溶剤>
第3の組成物は溶剤を含有する。第3の組成物は、[A]重合体成分、[M]重合性単量体、[Di]光重合開始剤、[B]シラノール化合物、[E]塩基性化合物、及び必要に応じて配合される成分が、溶剤に溶解又は分散された液状の組成物であることが好ましい。使用する溶剤としては、第3の組成物に配合される各成分を溶解し、かつ各成分と反応しない有機溶媒が好ましい。第3の組成物に含まれる溶剤の具体例は、第1の組成物に含まれる溶剤と同様である。
<Solvent>
A third composition contains a solvent. The third composition includes [A] polymer component, [M] polymerizable monomer, [Di] photopolymerization initiator, [B] silanol compound, [E] basic compound, and optionally blended It is preferable that the component to be used is a liquid composition dissolved or dispersed in a solvent. As the solvent to be used, an organic solvent that dissolves each component blended in the third composition and does not react with each component is preferable. Specific examples of the solvent contained in the third composition are the same as those contained in the first composition.

第3の組成物において、溶剤の含有量(溶剤を2種以上含む場合にはその合計量)は、第3の組成物の全成分100質量部あたり、50~95質量部であることが好ましく、60~90質量部であることがより好ましい。 In the third composition, the content of the solvent (the total amount when containing two or more solvents) is preferably 50 to 95 parts by mass per 100 parts by mass of all components of the third composition. , more preferably 60 to 90 parts by mass.

<その他の成分>
第3の組成物は、上述した[A]重合体成分、[M]重合性単量体、[Di]光重合開始剤、[B]シラノール化合物、[E]塩基性化合物、及び溶剤に加え、これら以外の成分(その他の成分)を更に含有してもよい。第3の組成物に含まれていてもよいその他の成分の具体例及び好ましい例は第1の組成物と同様である。
<Other ingredients>
In addition to the above-described [A] polymer component, [M] polymerizable monomer, [Di] photopolymerization initiator, [B] silanol compound, [E] basic compound, and solvent , may further contain components (other components) other than these. Specific examples and preferable examples of other components that may be contained in the third composition are the same as those of the first composition.

第3の組成物の固形分濃度は、粘性や揮発性等を考慮して適宜に選択されるが、好ましくは5~60質量%の範囲であり、より好ましくは10~55質量%であり、更に好ましくは12~50質量%である。 The solid content concentration of the third composition is appropriately selected in consideration of viscosity, volatility, etc., preferably in the range of 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 55% by mass, More preferably, it is 12 to 50% by mass.

以上説明した本開示によれば、以下の感放射線性組成物が提供される。
〔1〕 上記式(1)で表される基又は酸解離性基を有する構造単位(I)を含む重合体及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種である重合体と、
光酸発生剤と、
疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、
を含有する、感放射線性組成物。
According to the present disclosure described above, the following radiation-sensitive composition is provided.
[1] at least one polymer selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit (I) having a group represented by formula (1) or an acid-labile group and a siloxane polymer;
a photoacid generator;
a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group;
A radiation-sensitive composition containing

〔2〕 前記シラノール化合物は、沸点が80℃以上である、〔1〕に記載の感放射線性組成物。
〔3〕 前記シラノール化合物は、下記式(2)で表される化合物である、〔1〕又は〔2〕に記載の感放射線性組成物。
(RSi(OH)4-m …(2)
(式(2)中、Rは、1価の炭化水素基である。mは1~3の整数である。)
〔4〕 前記シラノール化合物は芳香環を有する、〔1〕~〔3〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔5〕 上記式(1)で表される基は、芳香環基又は鎖状炭化水素基に結合している、〔1〕~〔4〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔6〕 前記構造単位(I)は、上記式(3-1)で表される基、上記式(3-2)で表される基及び上記式(3-3)で表される基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する、〔1〕~〔5〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔7〕 前記光酸発生剤は、オキシムスルホネート化合物及びスルホンイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む、〔1〕~〔6〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔8〕 酸拡散制御剤を更に含有する、〔1〕~〔7〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔9〕 前記酸拡散制御剤は、芳香族アミン及び複素環式芳香族アミンよりなる群から選択される少なくとも1種である、〔8〕に記載の感放射線性組成物。
〔10〕 塩基性化合物(ただし、酸拡散制御剤を除く。)を更に含有する、〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の感放射線性組成物。
〔11〕 前記塩基性化合物は有機塩基である、〔10〕に記載の感放射線性組成物。
〔12〕 前記塩基性化合物は、酸解離定数(pKa)が9以上の有機塩基である、〔11〕に記載の感放射線性組成物。
〔13〕 前記塩基性化合物は、アミジン類、グアニジン類及び有機ホスファゼン類よりなる群から選択される少なくとも1種である、〔11〕又は〔12〕に記載の感放射線性組成物。
〔14〕 前記構造単位(I)を含む重合体は、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上を有する構造単位を更に含む、〔1〕~〔13〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔15〕 前記構造単位(I)を含む重合体は、酸性基を有する構造単位を更に含む、〔1〕~〔14〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
[2] The radiation-sensitive composition according to [1], wherein the silanol compound has a boiling point of 80°C or higher.
[3] The radiation-sensitive composition according to [1] or [2], wherein the silanol compound is a compound represented by the following formula (2).
(R 4 ) m Si(OH) 4-m (2)
(In formula (2), R 4 is a monovalent hydrocarbon group. m is an integer of 1 to 3.)
[4] The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [3], wherein the silanol compound has an aromatic ring.
[5] The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [4], wherein the group represented by formula (1) is bonded to an aromatic ring group or a chain hydrocarbon group.
[6] The structural unit (I) is a group represented by the above formula (3-1), a group represented by the above formula (3-2), and a group represented by the above formula (3-3). The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [5], comprising at least one selected from the group consisting of:
[7] The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [6], wherein the photoacid generator contains at least one selected from the group consisting of oxime sulfonate compounds and sulfonimide compounds.
[8] The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [7], which further contains an acid diffusion controller.
[9] The radiation-sensitive composition of [8], wherein the acid diffusion controller is at least one selected from the group consisting of aromatic amines and heterocyclic aromatic amines.
[10] The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [9], further containing a basic compound (excluding an acid diffusion controller).
[11] The radiation-sensitive composition of [10], wherein the basic compound is an organic base.
[12] The radiation-sensitive composition of [11], wherein the basic compound is an organic base having an acid dissociation constant (pKa) of 9 or more.
[13] The radiation-sensitive composition of [11] or [12], wherein the basic compound is at least one selected from the group consisting of amidines, guanidines and organic phosphazenes.
[14] any one of [1] to [13], wherein the polymer containing the structural unit (I) further contains a structural unit having one or more selected from the group consisting of an oxiranyl group and an oxetanyl group; A radiation sensitive composition as described.
[15] The radiation-sensitive composition according to any one of [1] to [14], wherein the polymer containing structural unit (I) further contains a structural unit having an acidic group.

〔16〕 酸性基を有する構造単位を含む重合体(ただし、上記式(1)で表される構造単位を有する重合体を除く。)と、
キノンジアジド化合物と、
疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、
塩基性化合物と、
溶剤と、
を含有する、感放射線性組成物。
[16] a polymer containing a structural unit having an acidic group (excluding a polymer having a structural unit represented by the above formula (1));
a quinonediazide compound;
a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group;
a basic compound;
a solvent;
A radiation-sensitive composition containing

〔17〕 前記酸性基を有する構造単位を含む重合体は、架橋性基を有する構造単位を更に含む、〔16〕に記載の感放射線性組成物。
〔18〕 前記架橋性基は、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上である、〔17〕に記載の感放射線性組成物。
〔19〕 前記キノンジアジド化合物は、フェノール性化合物又はアルコール性化合物と、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物である、〔16〕~〔18〕のいずれかに記載の感放射線性組成物。
〔20〕 前記シラノール化合物は、沸点が80℃以上である、〔16〕~〔19〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔21〕 前記シラノール化合物は、下記式(2)で表される化合物である、〔16〕~〔20〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
(RSi(OH)4-m …(2)
(式(2)中、Rは、1価の炭化水素基である。mは1~3の整数である。)
〔22〕 前記シラノール化合物は芳香環を有する、〔16〕~〔21〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔23〕 前記塩基性化合物は有機塩基である、〔16〕~〔22〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔24〕 前記塩基性化合物は、酸解離定数(pKa)が9以上の有機塩基である、〔23〕に記載の感放射線性組成物。
〔25〕 前記塩基性化合物は、アミジン類、グアニジン類及び有機ホスファゼン類よりなる群から選択される少なくとも1種である、〔23〕又は〔24〕に記載の感放射線性組成物。
[17] The radiation-sensitive composition of [16], wherein the polymer containing a structural unit having an acidic group further contains a structural unit having a crosslinkable group.
[18] The radiation-sensitive composition of [17], wherein the crosslinkable group is one or more selected from the group consisting of an oxiranyl group and an oxetanyl group.
[19] The radiation-sensitive composition according to any one of [16] to [18], wherein the quinonediazide compound is a condensation product of a phenolic compound or an alcoholic compound and a 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide. thing.
[20] The radiation-sensitive composition according to any one of [16] to [19], wherein the silanol compound has a boiling point of 80° C. or higher.
[21] The radiation-sensitive composition according to any one of [16] to [20], wherein the silanol compound is a compound represented by the following formula (2).
(R 4 ) m Si(OH) 4-m (2)
(In formula (2), R 4 is a monovalent hydrocarbon group. m is an integer of 1 to 3.)
[22] The radiation-sensitive composition according to any one of [16] to [21], wherein the silanol compound has an aromatic ring.
[23] The radiation-sensitive composition according to any one of [16] to [22], wherein the basic compound is an organic base.
[24] The radiation-sensitive composition of [23], wherein the basic compound is an organic base having an acid dissociation constant (pKa) of 9 or more.
[25] The radiation-sensitive composition of [23] or [24], wherein the basic compound is at least one selected from the group consisting of amidines, guanidines and organic phosphazenes.

〔26〕 酸性基を有する構造単位を含む重合体と、
重合性単量体と、
光重合開始剤と、
疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、
塩基性化合物と、
溶剤と、
を含有する、感放射線性組成物。
[26] a polymer containing a structural unit having an acidic group;
a polymerizable monomer;
a photoinitiator;
a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group;
a basic compound;
a solvent;
A radiation-sensitive composition containing

〔27〕 前記酸性基を有する構造単位を含む重合体は、架橋性基を有する構造単位を更に含む、〔26〕に記載の感放射線性組成物。
〔28〕 前記架橋性基は、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上である、〔27〕に記載の感放射線性組成物。
〔29〕 前記シラノール化合物は、沸点が80℃以上である、〔26〕~〔28〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔30〕 前記シラノール化合物は、下記式(2)で表される化合物である、〔26〕~〔29〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
(RSi(OH)4-m …(2)
(式(2)中、Rは、1価の炭化水素基である。mは1~3の整数である。)
〔31〕 前記シラノール化合物は芳香環を有する、〔26〕~〔30〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔32〕 前記塩基性化合物は有機塩基である、〔26〕~〔31〕のいずれか1に記載の感放射線性組成物。
〔33〕 前記塩基性化合物は、酸解離定数(pKa)が9以上の有機塩基である、〔32〕に記載の感放射線性組成物。
〔34〕 前記塩基性化合物は、アミジン類、グアニジン類及び有機ホスファゼン類よりなる群から選択される少なくとも1種である、〔32〕又は〔33〕に記載の感放射線性組成物。
[27] The radiation-sensitive composition of [26], wherein the polymer containing a structural unit having an acidic group further contains a structural unit having a crosslinkable group.
[28] The radiation-sensitive composition of [27], wherein the crosslinkable group is one or more selected from the group consisting of an oxiranyl group and an oxetanyl group.
[29] The radiation-sensitive composition according to any one of [26] to [28], wherein the silanol compound has a boiling point of 80° C. or higher.
[30] The radiation-sensitive composition according to any one of [26] to [29], wherein the silanol compound is a compound represented by the following formula (2).
(R 4 ) m Si(OH) 4-m (2)
(In formula (2), R 4 is a monovalent hydrocarbon group. m is an integer of 1 to 3.)
[31] The radiation-sensitive composition according to any one of [26] to [30], wherein the silanol compound has an aromatic ring.
[32] The radiation-sensitive composition according to any one of [26] to [31], wherein the basic compound is an organic base.
[33] The radiation-sensitive composition of [32], wherein the basic compound is an organic base having an acid dissociation constant (pKa) of 9 or more.
[34] The radiation-sensitive composition of [32] or [33], wherein the basic compound is at least one selected from the group consisting of amidines, guanidines and organic phosphazenes.

<硬化膜及びその製造方法>
本開示の硬化膜は、上記のように調製された感放射線性組成物により形成される。上記感放射線性組成物は、放射線感度が高く、保存安定性に優れている。また、当該感放射線性組成物を用いることにより、現像後にも基板に対して高い密着性を示し、低誘電率であり、かつ耐薬品性に優れたパターン膜を形成することができる。したがって、上記感放射線性組成物は、例えば、層間絶縁膜、平坦化膜、スペーサー、保護膜、カラーフィルタ用着色パターン膜、隔壁、バンク等の形成材料として好ましく用いることができる。
<Cured film and its manufacturing method>
A cured film of the present disclosure is formed from the radiation-sensitive composition prepared as described above. The radiation-sensitive composition has high radiation sensitivity and excellent storage stability. Further, by using the radiation-sensitive composition, it is possible to form a patterned film that exhibits high adhesion to a substrate even after development, has a low dielectric constant, and has excellent chemical resistance. Therefore, the radiation-sensitive composition can be preferably used as a material for forming interlayer insulating films, planarizing films, spacers, protective films, colored pattern films for color filters, partition walls, banks, and the like.

硬化膜の製造に際し、上記の感放射線性組成物を用いることにより、感光剤の種類に応じてポジ型の硬化膜を形成することができる。硬化膜は、上記感放射線性組成物を用いて、例えば以下の工程1~工程4を含む方法により製造することができる。
(工程1)上記感放射線性組成物を用いて塗膜を形成する工程。
(工程2)上記塗膜の少なくとも一部を露光する工程。
(工程3)露光後の塗膜を現像する工程。
(工程4)現像された塗膜を加熱する工程。
以下、各工程について詳細に説明する。
By using the above radiation-sensitive composition in producing a cured film, a positive cured film can be formed depending on the type of the photosensitive agent. The cured film can be produced using the above radiation-sensitive composition, for example, by a method including steps 1 to 4 below.
(Step 1) A step of forming a coating film using the radiation-sensitive composition.
(Step 2) A step of exposing at least part of the coating film.
(Step 3) A step of developing the coating film after exposure.
(Step 4) A step of heating the developed coating film.
Each step will be described in detail below.

[工程1:塗布工程]
本工程では、膜を形成する面(以下、「被成膜面」ともいう)に上記感放射線性組成物を塗布し、好ましくは加熱処理(プレベーク)を行うことにより溶媒を除去して被成膜面上に塗膜を形成する。被成膜面の材質は特に限定されない。例えば、層間絶縁膜を形成する場合、TFT等のスイッチング素子が設けられた基板上に上記感放射線性組成物を塗布し、塗膜を形成する。基板としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、樹脂基板が用いられる。塗膜を形成する基板の表面には、用途に応じた金属薄膜が形成されていてもよく、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)処理等の各種表面処理が施されていてもよい。
[Step 1: Coating step]
In this step, the radiation-sensitive composition is applied to the surface on which the film is to be formed (hereinafter also referred to as the “film-forming surface”), and the solvent is preferably removed by heat treatment (pre-baking) to form the film. A coating film is formed on the film surface. The material of the film formation surface is not particularly limited. For example, when forming an interlayer insulating film, the radiation-sensitive composition is applied onto a substrate provided with switching elements such as TFTs to form a coating film. As the substrate, for example, a glass substrate, a silicon substrate, or a resin substrate is used. A metal thin film may be formed on the surface of the substrate on which the coating film is formed, depending on the application, and various surface treatments such as HMDS (hexamethyldisilazane) treatment may be performed.

感放射線性組成物の塗布方法としては、例えば、スプレー法、ロールコート法、スピンコート法、スリットダイ塗布法、バー塗布法、インクジェット法等が挙げられる。これらの中でも、スピンコート法、スリットダイ塗布法又はバー塗布法により行うことが好ましい。プレベーク条件としては、感放射線性組成物における各成分の種類及び含有割合等によっても異なるが、例えば60~130℃で0.5~10分である。形成される塗膜の膜厚(すなわち、プレベーク後の膜厚)は、0.1~12μmが好ましい。被成膜面に塗布した感放射線組成物に対しては、プレベーク前に減圧乾燥(VCD)を行ってもよい。 Examples of the method for applying the radiation-sensitive composition include a spray method, a roll coating method, a spin coating method, a slit die coating method, a bar coating method, an inkjet method, and the like. Among these, the spin coating method, the slit die coating method, or the bar coating method is preferable. The pre-baking conditions are, for example, 60 to 130.degree. The film thickness of the coating film to be formed (that is, the film thickness after prebaking) is preferably 0.1 to 12 μm. The radiation-sensitive composition applied to the film-forming surface may be dried under reduced pressure (VCD) before pre-baking.

[工程2:露光工程]
本工程では、上記工程1で形成した塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する。このとき、塗膜に対し、所定のパターンを有するマスクを介して放射線を照射することにより、パターンを有する硬化膜を形成することができる。放射線としては、例えば、紫外線、遠紫外線、可視光線、X線、電子線等の荷電粒子線が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましく、例えばg線(波長436nm)、i線(波長365nm)が挙げられる。放射線の露光量としては、0.1~20,000J/mが好ましい。
[Step 2: Exposure step]
In this step, at least part of the coating film formed in step 1 is irradiated with radiation. At this time, a cured film having a pattern can be formed by irradiating the coating film with radiation through a mask having a predetermined pattern. Radiation includes, for example, charged particle beams such as ultraviolet rays, deep ultraviolet rays, visible rays, X-rays, and electron beams. Among these, ultraviolet light is preferable, and examples thereof include g-line (wavelength: 436 nm) and i-line (wavelength: 365 nm). The exposure dose of radiation is preferably 0.1 to 20,000 J/m 2 .

[工程3:現像工程]
本工程では、上記工程2で放射線を照射した塗膜を現像する。具体的には、工程2で放射線が照射された塗膜に対し、現像液により現像を行って放射線の照射部分を除去するポジ型現像を行う。現像液としては、例えば、アルカリ(塩基性化合物)の水溶液が挙げられる。アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、特開2016-145913号公報の段落[0127]に例示されたアルカリが挙げられる。アルカリ水溶液におけるアルカリ濃度としては、適度な現像性を得る観点から、0.1~5質量%が好ましい。現像方法としては、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等の適宜の方法が挙げられる。現像時間は、組成物の組成によっても異なるが、例えば30~120秒である。なお、現像工程の後、パターニングされた塗膜に対して流水洗浄によるリンス処理を行うことが好ましい。
[Step 3: Development step]
In this step, the coating film irradiated with radiation in step 2 is developed. Specifically, the coating film irradiated with radiation in step 2 is developed with a developing solution to remove the irradiated portion, which is positive development. Examples of the developer include aqueous solutions of alkalis (basic compounds). Examples of alkalis include sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, and alkalis exemplified in paragraph [0127] of JP-A-2016-145913. The alkali concentration in the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 5% by mass from the viewpoint of obtaining appropriate developability. Examples of the developing method include appropriate methods such as a liquid immersion method, a dipping method, a swinging immersion method, and a shower method. The development time varies depending on the composition of the composition, but is, for example, 30 to 120 seconds. After the development step, it is preferable to perform a rinsing treatment with running water on the patterned coating film.

[工程4:加熱工程]
本工程では、上記工程3で現像された塗膜を加熱する処理(ポストベーク)を行う。ポストベークは、例えばオーブンやホットプレート等の加熱装置を用いて行うことができる。ポストベーク条件について、加熱温度は、例えば120~250℃である。加熱時間は、例えばホットプレート上で加熱処理を行う場合には5~40分、オーブン中で加熱処理を行う場合には10~80分である。以上のようにして、目的とするパターンを有する硬化膜を基板上に形成することができる。硬化膜が有するパターンの形状は特に限定されず、例えば、ライン・アンド・スペースパターン、ドットパターン、ホールパターン、格子パターンが挙げられる。
[Step 4: Heating step]
In this step, the coating film developed in the above step 3 is heated (post-baking). Post-baking can be performed, for example, using a heating device such as an oven or a hot plate. For post-baking conditions, the heating temperature is, for example, 120-250.degree. The heating time is, for example, 5 to 40 minutes when heat treatment is performed on a hot plate, and 10 to 80 minutes when heat treatment is performed in an oven. As described above, a cured film having a desired pattern can be formed on the substrate. The pattern shape of the cured film is not particularly limited, and examples thereof include a line and space pattern, a dot pattern, a hole pattern, and a grid pattern.

<半導体素子>
本開示の半導体素子は、上記感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜を備える。当該硬化膜は、好ましくは、半導体素子中の配線間を絶縁する層間絶縁膜である。本開示の半導体素子は、公知の方法を用いて製造することができる。
<Semiconductor element>
A semiconductor device of the present disclosure includes a cured film formed using the radiation-sensitive composition. The cured film is preferably an interlayer insulating film that insulates between wirings in a semiconductor element. The semiconductor device of the present disclosure can be manufactured using known methods.

<表示素子>
本開示の表示素子は、上記感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜を備える。また、本開示の表示素子は、本開示の半導体素子を備えることにより、上記感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜を備えるものであってもよい。また更に、本開示の表示素子は、上記感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜として、TFT基板上に形成される平坦化膜を備えていてもよい。表示素子としては、例えば、液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示素子が挙げられる。
<Display element>
A display element of the present disclosure includes a cured film formed using the radiation-sensitive composition. Further, the display element of the present disclosure may include a cured film formed using the radiation-sensitive composition by including the semiconductor element of the present disclosure. Furthermore, the display element of the present disclosure may include a planarizing film formed on the TFT substrate as a cured film formed using the radiation-sensitive composition. Examples of display elements include liquid crystal display elements and organic electroluminescence (EL) display elements.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。本実施例において、重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は以下の方法により測定した。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. "Parts" and "%" in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified. In the examples, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the polymer were measured by the following methods.

[重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)]
重合体のMw及びMnは、下記方法により測定した。
・測定方法:ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法
・装置:昭和電工社のGPC-101
・GPCカラム:島津ジーエルシー社のGPC-KF-801、GPC-KF-802、GPC-KF-803及びGPC-KF-804を結合
・移動相:テトラヒドロフラン
・カラム温度:40℃
・流速:1.0mL/分
・試料濃度:1.0質量%
・試料注入量:100μL
・検出器:示差屈折計
・標準物質:単分散ポリスチレン
[Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn)]
Mw and Mn of the polymer were measured by the following methods.
・Measurement method: Gel permeation chromatography (GPC) method ・Apparatus: GPC-101 of Showa Denko Co., Ltd.
・GPC column: Shimadzu GLC GPC-KF-801, GPC-KF-802, GPC-KF-803 and GPC-KF-804 combined ・Mobile phase: tetrahydrofuran ・Column temperature: 40°C
・Flow rate: 1.0 mL/min ・Sample concentration: 1.0% by mass
・Sample injection volume: 100 μL
・Detector: Differential refractometer ・Standard substance: Monodisperse polystyrene

[単量体]
重合体の合成に用いた単量体の略称は以下のとおりである。
《構造単位(I)を与える単量体》
・上記式(1)で表される基を有する単量体
MPTMS:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
MPTES:3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン
STMS:p-スチリルトリメトキシシラン
SDMS:p-スチリルジメトキシヒドロキシシラン
STES:p-スチリルトリエトキシシラン
・酸解離性基を有する単量体
MATHF:2-テトラヒドロフラニルメタクリレート
[monomer]
The abbreviations of the monomers used in polymer synthesis are as follows.
<<Monomer giving structural unit (I)>>
- A monomer having a group represented by the above formula (1) MPTMS: 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane MPTES: 3-methacryloxypropyltriethoxysilane STMS: p-styryltrimethoxysilane SDMS: p-styryldimethoxy Hydroxysilane STES: p-styryltriethoxysilane/monomer having an acid dissociable group MATHF: 2-tetrahydrofuranyl methacrylate

《その他の単量体》
AA:アクリル酸
MA:メタクリル酸
MI:マレイミド
OXMA:OXE-30(大阪有機化学工業社製)(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルメタクリレート
GMA:メタクリル酸グリシジル
ECHMA:3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート
EDCPMA:メタクリル酸[3,4-エポキシトリシクロ(5.2.1.02,6)デカン-9-イル]
MMA:メタクリル酸メチル
ST:スチレン
《Other monomers》
AA: acrylic acid MA: methacrylic acid MI: maleimide OXMA: OXE-30 (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) (3-ethyloxetan-3-yl) methyl methacrylate GMA: glycidyl methacrylate ECHMA: 3,4-epoxycyclohexylmethyl Methacrylate EDCPMA: methacrylic acid [3,4-epoxytricyclo(5.2.1.0 2,6 )decan-9-yl]
MMA: methyl methacrylate ST: styrene

<重合体(A)の合成>
[合成例1]重合体(A-1)の合成
冷却管及び撹拌機を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテル24部を仕込み、続いて、メチルトリメトキシシラン39部、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン18部を仕込み、溶液温度が60℃になるまで加熱した。溶液温度が60℃に到達した後、ギ酸0.1部、水19部を仕込み、緩やかに撹拌しつつ、溶液の温度を75℃に上昇させ、この温度を2時間保持した。45℃に冷却後、脱水剤としてオルト蟻酸トリメチル28質量部を加え、1時間撹拌した。さらに溶液温度を40℃にし、温度を保ちながらエバポレーションすることで、水、及び加水分解縮合で発生したメタノールを除去することにより、重合体(A-1)を含有する重合体溶液を得た。この重合体溶液の固形分濃度は35質量%であり、重合体(A-1)の重量平均分子量(Mw)は1,800であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
<Synthesis of polymer (A)>
[Synthesis Example 1] Synthesis of polymer (A-1) A flask equipped with a condenser and a stirrer was charged with 24 parts of propylene glycol monomethyl ether, followed by 39 parts of methyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltri 18 parts of methoxysilane was charged and heated until the solution temperature reached 60°C. After the temperature of the solution reached 60° C., 0.1 part of formic acid and 19 parts of water were added, and the temperature of the solution was raised to 75° C. with gentle stirring, and this temperature was maintained for 2 hours. After cooling to 45° C., 28 parts by mass of trimethyl orthoformate was added as a dehydrating agent and stirred for 1 hour. Further, the solution temperature was set to 40° C., and evaporation was performed while maintaining the temperature to remove water and methanol generated by hydrolytic condensation, thereby obtaining a polymer solution containing the polymer (A-1). . The solid content concentration of this polymer solution was 35% by mass, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer (A-1) was 1,800, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was 2.2. .

[合成例2]重合体(A-2)の合成
使用する単量体をフェニルトリメトキシシラン39部、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン18部に変更したこと以外は合成例1と同様の手法にて、重合体(A-1)と同等の固形分濃度、重量平均分子量及び分子量分布を有する重合体(A-2)を得た。
[Synthesis Example 2] Synthesis of Polymer (A-2) The same procedure as in Synthesis Example 1 except that the monomers used were changed to 39 parts of phenyltrimethoxysilane and 18 parts of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. to obtain a polymer (A-2) having the same solid content concentration, weight average molecular weight and molecular weight distribution as those of the polymer (A-1).

[合成例3]重合体(A-3)の合成
冷却管及び撹拌機を備えたフラスコに、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)10部及びジエチレングリコールメチルエチルエーテル200部を仕込んだ。引き続き、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン15部、メタクリル酸10部、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルメタクリレート20部、メタクリル酸グリシジル30部、及びメタクリル酸メチル25部を仕込み、窒素置換した後、緩やかに撹拌しつつ、溶液の温度を70℃に上昇させ、この温度を5時間保持することにより、重合体(A-3)を含有する重合体溶液を得た。この重合体溶液の固形分濃度は34.0質量%であり、重合体(A-3)のMwは10,500、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
[Synthesis Example 3] Synthesis of polymer (A-3) In a flask equipped with a condenser and a stirrer, 10 parts of 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 parts of diethylene glycol methyl ethyl ether were added. I prepared. Subsequently, 15 parts of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 10 parts of methacrylic acid, 20 parts of (3-ethyloxetan-3-yl)methyl methacrylate, 30 parts of glycidyl methacrylate, and 25 parts of methyl methacrylate are charged, followed by nitrogen substitution. After that, the temperature of the solution was raised to 70° C. with gentle stirring, and this temperature was maintained for 5 hours to obtain a polymer solution containing polymer (A-3). The solid content concentration of this polymer solution was 34.0% by mass, Mw of the polymer (A-3) was 10,500, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was 2.2.

[合成例4~12、合成例19、20]重合体(A-4)~(A-12)、(CA-1)、(CA-2)の合成
表1に示す種類及び配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は合成例3と同様の手法にて、重合体(A-3)と同等の固形分濃度、重量平均分子量及び分子量分布を有する重合体(A-4)~(A-12)、(CA-1)、(CA-2)をそれぞれ含む重合体溶液を得た。
[Synthesis Examples 4 to 12, Synthesis Examples 19 and 20] Synthesis of Polymers (A-4) to (A-12), (CA-1) and (CA-2) Part) in the same manner as in Synthesis Example 3 except for using each component, polymer (A-4) having the same solid content concentration, weight average molecular weight and molecular weight distribution as polymer (A-3) Polymer solutions containing ~ (A-12), (CA-1) and (CA-2) were obtained.

[合成例13~18]重合体(A-13)~(A-18)の合成
表1に示す種類及び配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は合成例3と同様の手法にて、重合体(A-3)と同等の固形分濃度、重量平均分子量及び分子量分布を有する重合体(A-13)~(A-18)をそれぞれ含む重合体溶液を得た。
[Synthesis Examples 13 to 18] Synthesis of Polymers (A-13) to (A-18) The procedure was the same as in Synthesis Example 3, except that the types and amounts (parts by mass) of the components shown in Table 1 were used. to obtain a polymer solution containing each of the polymers (A-13) to (A-18) having the same solid content concentration, weight average molecular weight and molecular weight distribution as the polymer (A-3).

Figure 2022171636000014
Figure 2022171636000014

<感放射線性組成物の調製(1)>
感放射線性組成物の調製に用いた重合体(A)、シラノール化合物(B)、光酸発生剤(C)、添加剤(X)及び溶剤(G)を以下に示す。
<Preparation of radiation-sensitive composition (1)>
The polymer (A), silanol compound (B), photoacid generator (C), additive (X) and solvent (G) used in the preparation of the radiation-sensitive composition are shown below.

《重合体(A)》
A-1~A-12:合成例1~12で合成した重合体(A-1)~(A-12)
CA-1~CA-2:合成例19、20で合成した重合体(CA-1)、(CA-2)
<<Polymer (A)>>
A-1 to A-12: Polymers (A-1) to (A-12) synthesized in Synthesis Examples 1 to 12
CA-1 to CA-2: Polymers (CA-1) and (CA-2) synthesized in Synthesis Examples 19 and 20

《シラノール化合物(B)》
B-1:トリメチルシラノール
B-2:トリエチルシラノール
B-3:メチルシラントリオール
B-4:ジフェニルシランジオール
B-5:フェニルシラントリオール
B-6:トリフェニルシラノール
B-7:トリス(4-トリル)シラノール
<<Silanol compound (B)>>
B-1: Trimethylsilanol B-2: Triethylsilanol B-3: Methylsilanetriol B-4: Diphenylsilanediol B-5: Phenylsilanetriol B-6: Triphenylsilanol B-7: Tris(4-tolyl) Silanol

《光酸発生剤(C)》
C-1:Irgacure PAG121(BASF社製)
C-2:国際公開第2016/124493号に記載のOS-17
C-3:国際公開第2016/124493号に記載のOS-25
<<Photoacid generator (C)>>
C-1: Irgacure PAG121 (manufactured by BASF)
C-2: OS-17 described in International Publication No. 2016/124493
C-3: OS-25 described in International Publication No. 2016/124493

《添加剤(X)》
・密着助剤
X-1:3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン
X-2:2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
・酸拡散制御剤
X-3:2-フェニルベンズイミダゾール
X-4:N-(tert-ブトキシカルボニル)-2-フェニルベンズイミダゾール
X-5:4-メチル-2-フェニルベンズイミダゾール
<<Additive (X)>>
Adhesion aid X-1: 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane X-2: 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane Acid diffusion control agent X-3: 2-phenylbenzimidazole X- 4: N-(tert-butoxycarbonyl)-2-phenylbenzimidazole X-5: 4-methyl-2-phenylbenzimidazole

《溶剤(G)》
G-1:ジエチレングリコールエチルメチルエーテル
G-2:プロピレングリコールモノメチルエーテル
G-3:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
《Solvent (G)》
G-1: Diethylene glycol ethyl methyl ether G-2: Propylene glycol monomethyl ether G-3: Propylene glycol monomethyl ether acetate

[実施例1]
上記合成例1で得られた重合体(A-1)を含有する重合体溶液に、重合体(A-1)100部(固形分)に相当する量に対して、シラノール化合物(B-1)5部、光酸発生剤(C-2)1部、及び添加剤(X-1)5部を混合し、最終的な固形分濃度が20質量%になるように、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを1:1の質量比で添加した。次いで、孔径0.2μmのメンブランフィルタで濾過して、感放射線性組成物を調製した。
[Example 1]
To the polymer solution containing the polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 above, a silanol compound (B-1 ) 5 parts, photoacid generator (C-2) 1 part, and additive (X-1) 5 parts are mixed, and diethylene glycol ethyl methyl ether and Propylene glycol monomethyl ether was added at a weight ratio of 1:1. Then, it was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 μm to prepare a radiation-sensitive composition.

[実施例2~20、比較例1~5]
表2に示す種類及び配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様の手法にて、実施例2~20、比較例1~5の感放射線性組成物をそれぞれ調製した。なお、表2中、溶剤(G)については、2種の有機溶媒を用いた例(実施例1,2,4~14,18~20、比較例5)では、溶媒1及び溶媒2を溶媒1:溶媒2=1:1の質量比で混合して使用した。3種の有機溶媒を用いた例(実施例3,15~17、比較例1~4)では、溶媒1、溶媒2及び溶媒3を溶媒1:溶媒2:溶媒3=5:4:1の質量比で混合して使用した。
[Examples 2 to 20, Comparative Examples 1 to 5]
Radiation-sensitive compositions of Examples 2 to 20 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts (parts by mass) of each component shown in Table 2 were used. prepared. In Table 2, for the solvent (G), in examples using two organic solvents (Examples 1, 2, 4 to 14, 18 to 20, Comparative Example 5), solvent 1 and solvent 2 were used as solvents. 1: Solvent 2 = 1:1 mass ratio was mixed and used. In examples using three kinds of organic solvents (Examples 3, 15 to 17, Comparative Examples 1 to 4), solvent 1, solvent 2 and solvent 3 were solvent 1: solvent 2: solvent 3 = 5: 4: 1. They were used by mixing at a mass ratio.

Figure 2022171636000015
Figure 2022171636000015

<評価>
実施例1~20及び比較例1~5の感放射線性組成物を用いて、以下に説明する手法により下記項目を評価した。評価結果を表3に示す。
<Evaluation>
Using the radiation-sensitive compositions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 5, the following items were evaluated by the methods described below. Table 3 shows the evaluation results.

[放射線感度]
スピンナーを用い、60℃で60秒間HMDS処理したシリコン基板上に感放射線性組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。この塗膜に、幅10μmのライン・アンド・スペースパターンを有するパターンマスクを介して、水銀ランプによって所定量の紫外線を照射した。次いで、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液を現像液として用いて、25℃で60秒間、現像処理を行った後、超純水で1分間流水洗浄を行った。このとき、幅10μmのライン・アンド・スペースパターンを形成可能な最小露光量を測定した。最小露光量の測定値が300J/m未満の場合に放射線感度が良好であり、300J/m以上の場合に放射線感度が不良であると評価できる。
[Radiation sensitivity]
Using a spinner, a radiation-sensitive composition was applied onto a silicon substrate treated with HMDS at 60° C. for 60 seconds, and then prebaked on a hot plate at 90° C. for 2 minutes to form a coating film with an average thickness of 3.0 μm. did. This coating film was irradiated with a predetermined amount of ultraviolet rays from a mercury lamp through a pattern mask having a line-and-space pattern with a width of 10 μm. Then, using a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developer, development processing was performed at 25° C. for 60 seconds, and then washing was performed with running ultrapure water for 1 minute. At this time, the minimum exposure dose capable of forming a line-and-space pattern with a width of 10 μm was measured. When the measured value of the minimum exposure dose is less than 300 J/m 2 , it can be evaluated that the radiation sensitivity is good, and when it is 300 J/m 2 or more, it can be evaluated that the radiation sensitivity is poor.

[硬化膜の耐薬品性の評価]
剥離液による膨潤の程度により硬化膜の耐薬品性を評価した。スピンナーを用い、シリコン基板上に感放射線性組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。続いて、プロキシミティ露光機(キヤノン社の「MA-1200」(ghi線混合))を用いて、3000J/mの光を基板全面に照射した後、230℃に加温したオーブンを用いて30分間焼成(ポストベーク)し、硬化膜を形成した。得られた硬化膜を、40℃に加温したN-メチル-2-ピロリドン溶剤中に6分間浸漬させ、浸漬前後の膜厚変化率(%)を求めた。この膜厚変化率を耐薬品性の指標とし、以下の基準により評価した。
AA:膜厚変化率が2%未満
A:膜厚変化率が2%以上5%未満
B:膜厚変化率が5%以上10%未満
C:膜厚変化率が10%以上15%未満
D:膜厚変化率が15%以上
AA、A又はBの場合に耐薬品性が良好であり、C又はDの場合に耐薬品性が不良であると評価できる。膜厚は、光干渉式膜厚測定装置(ラムダエース VM-1010)を用いて25℃で測定した。
[Evaluation of chemical resistance of cured film]
The chemical resistance of the cured film was evaluated based on the degree of swelling caused by the stripping solution. After applying the radiation-sensitive composition onto a silicon substrate using a spinner, it was pre-baked on a hot plate at 90° C. for 2 minutes to form a coating film having an average thickness of 3.0 μm. Subsequently, using a proximity exposure machine (Canon's "MA-1200" (ghi line mixture)), the entire surface of the substrate was irradiated with light of 3000 J/m 2 , and then an oven heated to 230°C was used. A cured film was formed by baking (post-baking) for 30 minutes. The resulting cured film was immersed in an N-methyl-2-pyrrolidone solvent heated to 40° C. for 6 minutes, and the film thickness change rate (%) before and after immersion was determined. This film thickness change rate was used as an index of chemical resistance, and evaluation was made according to the following criteria.
AA: Film thickness change rate is less than 2% A: Film thickness change rate is 2% or more and less than 5% B: Film thickness change rate is 5% or more and less than 10% C: Film thickness change rate is 10% or more and less than 15% D : Film thickness change rate of 15% or more AA, A or B can be evaluated as good chemical resistance, and C or D can be evaluated as poor chemical resistance. The film thickness was measured at 25° C. using an optical interference film thickness measuring device (Lambda Ace VM-1010).

[保存安定性の評価]
調製した感放射線性組成物を遮光・密閉性の容器に封入した。25℃で7日間経過後、容器を開封し、上記の[放射線感度]の評価に従い測定を行い、7日間保管前後での放射線感度(最小露光量)の増加率を計算した。この値が5%未満の場合を「AA」、5%以上10%未満の場合を「A」、10%以上20%未満の場合を「B」、20%以上30%未満の場合を「C」、30%以上の場合を「D」と判定した。AA、A又はBの場合に保存安定性が良好であり、C又はDの場合に保存安定性が不良であると評価できる。
[Evaluation of storage stability]
The prepared radiation-sensitive composition was sealed in a light-shielding and airtight container. After 7 days at 25°C, the container was opened, measurement was performed according to the evaluation of [radiation sensitivity] described above, and the rate of increase in radiation sensitivity (minimum exposure dose) before and after storage for 7 days was calculated. "AA" if this value is less than 5%, "A" if it is 5% or more and less than 10%, "B" if it is 10% or more and less than 20%, and "C" if it is 20% or more and less than 30% ", and the case of 30% or more was judged as "D". It can be evaluated that AA, A or B has good storage stability, and C or D has poor storage stability.

[基板密着性(現像密着性)の評価]
スピンナーを用い、HMDS処理を実施していないシリコン基板上に感放射線性組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。この塗膜に、幅1~50μmのライン・アンド・スペースパターンを有するパターンマスクを介して、水銀ランプによって365nmにおける露光量が400J/mの紫外線を照射した。次いで、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド2.38質量%水溶液を現像液として用い、25℃で60秒現像処理を行った後、超純水で1分間流水洗浄を行った。このとき、基板上から剥がれずに残っているライン・アンド・スペースパターンの最小幅を測定した最小幅の測定値が2μm以下の場合を「AA」、2μmより大きく5μm以下の場合を「A」、5μmより大きく10μm以下の場合を「B」、10μmより大きく30μm以下の場合を「C」、30μmより大きい場合を「D」と判定した。AA、A又はBの場合に現像密着性が良好であり、C又はDの場合に現像密着性が不良であると評価できる。
[Evaluation of substrate adhesion (development adhesion)]
Using a spinner, the radiation-sensitive composition was applied onto a silicon substrate not subjected to HMDS treatment, and then prebaked on a hot plate at 90° C. for 2 minutes to form a coating film having an average thickness of 3.0 μm. . This coating film was irradiated with ultraviolet light at 365 nm with an exposure amount of 400 J/m 2 from a mercury lamp through a pattern mask having a line-and-space pattern with a width of 1 to 50 μm. Next, using a 2.38% by mass aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developer, development processing was performed at 25° C. for 60 seconds, and then washing was performed with running ultrapure water for 1 minute. At this time, when the measured minimum width of the line and space pattern remaining on the substrate without being peeled off is 2 μm or less, “AA” is given, and when it is more than 2 μm and 5 μm or less, “A” is given. , 5 μm or more and 10 μm or less, “B”, 10 μm or more and 30 μm or less, “C”, and 30 μm or more, “D”. It can be evaluated that AA, A or B indicates good development adhesion, and C or D indicates poor development adhesion.

[比誘電率の評価]
スピンナーを用い、ガラス基板上に感放射線性組成物を塗布した後、90℃にて2分間ホットプレート上でプレベークして平均膜厚3.0μmの塗膜を形成した。続いて、プロキシミティ露光機(キヤノン社の「MA-1200」(ghi線混合))を用いて、3000J/mの光を基板面全体に照射した後、230℃に加温したオーブンを用いて30分間焼成(ポストベーク)し、硬化膜を形成した。得られた硬化膜の10kHzの周波数における比誘電率を測定した。実施例5の比誘電率を基準として比誘電率の減少率を計算し、この減少率を以下の基準により評価した。
AA:比誘電率の減少率が20%以上
A:比誘電率の減少率が15%以上20%未満
B:比誘電率の減少率が10%以上15%未満
C:比誘電率の減少率が5%以上10%未満
D:比誘電率の減少率が5%未満
AA、A又はBの場合に比誘電率が良好であり、Cの場合に比誘電率が可であり、Dの場合に比誘電率が不良であると評価できる。
[Evaluation of dielectric constant]
After applying the radiation-sensitive composition onto a glass substrate using a spinner, it was pre-baked on a hot plate at 90° C. for 2 minutes to form a coating film having an average thickness of 3.0 μm. Subsequently, using a proximity exposure machine (Canon's "MA-1200" (ghi line mixture)), the entire substrate surface was irradiated with light of 3000 J/m 2 , and then an oven heated to 230°C was used. and baked for 30 minutes (post-baking) to form a cured film. The dielectric constant of the obtained cured film was measured at a frequency of 10 kHz. The dielectric constant reduction rate was calculated based on the dielectric constant of Example 5, and this reduction rate was evaluated according to the following criteria.
AA: Decrease rate of dielectric constant is 20% or more A: Decrease rate of dielectric constant is 15% or more and less than 20% B: Decrease rate of dielectric constant is 10% or more and less than 15% C: Decrease rate of dielectric constant is 5% or more and less than 10% D: The decrease rate of the dielectric constant is less than 5%. It can be evaluated that the relative dielectric constant is poor.

Figure 2022171636000016
Figure 2022171636000016

なお、表3中、「-」は、感度評価において解像しなかったため、評価できなかったことを示す。 In Table 3, "-" indicates that evaluation could not be performed because no resolution was obtained in the sensitivity evaluation.

表3に示されるように、実施例1~20の各感放射線性組成物は、実用特性として放射線感度、耐薬品性、保存安定性、現像密着性及び比誘電率のいずれも良好であり、各種特性のバランスが取れていた。これに対し、比較例1~3では露光によって解像せず、耐薬品性及び比誘電率も低かった。また、比較例4,5の感放射線性組成物は、放射線感度、耐薬品性及び保存安定性の評価は実施例1~20と同等であったものの、現像密着性及び比誘電率が実施例1~20よりも低かった。 As shown in Table 3, each of the radiation-sensitive compositions of Examples 1 to 20 had good practical properties in terms of radiation sensitivity, chemical resistance, storage stability, development adhesion, and dielectric constant. It had a good balance of properties. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, no resolution was obtained by exposure, and the chemical resistance and dielectric constant were low. In addition, the radiation sensitive compositions of Comparative Examples 4 and 5 had the same evaluation of radiation sensitivity, chemical resistance and storage stability as Examples 1 to 20, but the development adhesion and relative dielectric constant were lower than those of Examples 1 to 20. lower than 1-20.

<感放射線性組成物の調製(2)>
感放射線性組成物の調製に用いた化合物を以下に示す。なお、重合体(A)、シラノール化合物(B)、光酸発生剤(C)、添加剤(X)及び溶剤(G)については、感放射線性組成物の調製(1)と同じであるため、記載を省略する。
《塩基性化合物(E)》
E-1:1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン
E-2:1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン
<Preparation of radiation-sensitive composition (2)>
The compounds used for preparing the radiation-sensitive composition are shown below. The polymer (A), the silanol compound (B), the photoacid generator (C), the additive (X) and the solvent (G) are the same as in preparation (1) of the radiation-sensitive composition. , description is omitted.
<<Basic compound (E)>>
E-1: 1,8-diazabicyclo[5.4.0]-7-undecene E-2: 1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene

[実施例21~29]
表4に示す種類及び配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様の手法にて、実施例21~29の感放射線性組成物をそれぞれ調製した。なお、表4中、溶剤(G)については、2種の有機溶媒を用いた例では、溶媒1及び溶媒2を溶媒1:溶媒2=1:1の質量比で混合して使用した。3種の有機溶媒を用いた例では、溶媒1、溶媒2及び溶媒3を溶媒1:溶媒2:溶媒3=5:4:1の質量比で混合して使用した(表6についても同じ)。
[Examples 21 to 29]
Radiation-sensitive compositions of Examples 21 to 29 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts (parts by mass) of each component shown in Table 4 were used. As for the solvent (G) in Table 4, in the examples using two kinds of organic solvents, solvent 1 and solvent 2 were mixed at a mass ratio of solvent 1:solvent 2=1:1 and used. In the example using three kinds of organic solvents, solvent 1, solvent 2 and solvent 3 were mixed at a mass ratio of solvent 1: solvent 2: solvent 3 = 5: 4: 1 and used (same for Table 6). .

Figure 2022171636000017
Figure 2022171636000017

<評価>
実施例21~29の感放射線性組成物を用いて、実施例1と同様の手法により各項目を評価した。評価結果を表5に示す。なお、実施例21~29の感放射線性組成物はそれぞれ、塩基性化合物(E)を配合した以外は実施例2、5、7、8、10、13、14、16、19の各感放射線性組成物と同一の組成である。
<Evaluation>
Each item was evaluated in the same manner as in Example 1 using the radiation-sensitive compositions of Examples 21 to 29. Table 5 shows the evaluation results. The radiation-sensitive compositions of Examples 21 to 29 were each the radiation-sensitive compositions of Examples 2, 5, 7, 8, 10, 13, 14, 16, and 19, except that the basic compound (E) was blended. It has the same composition as the sexual composition.

Figure 2022171636000018
Figure 2022171636000018

表5に示されるように、実施例21~29の各感放射線性組成物は、塩基性化合物(E)を含まない以外は同一の組成である実施例2、5、7、8、10、13、14、16、19と比較して、放射線感度、耐薬品性及び保存安定性を高度に維持しながら、現像密着性を更に改善できた。また、塩基性化合物(E)を配合することにより、硬化膜の比誘電率が向上することが確認された。 As shown in Table 5, each of the radiation-sensitive compositions of Examples 21-29 has the same composition as Examples 2, 5, 7, 8, 10, Compared with Nos. 13, 14, 16 and 19, development adhesion could be further improved while maintaining high levels of radiation sensitivity, chemical resistance and storage stability. Moreover, it was confirmed that the dielectric constant of the cured film was improved by blending the basic compound (E).

<感放射線性組成物の調製(3)>
感放射線性組成物の調製に用いた化合物を以下に示す。なお、重合体(A)、シラノール化合物(B)、光酸発生剤(C)、添加剤(X)及び溶剤(G)のうち感放射線性組成物の調製(1)と同じ化合物、並びに塩基性化合物(E)の詳細は上述したとおりであり、記載を省略する。
《重合体(A)》
A-13~A-18:合成例13~18で合成した重合体(A-13)~(A-18)
《感放射線性化合物(D)》
D-1:4,4’-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物
D-2:4,4’-[1-[4-[1-[4-ヒドロキシフェニル]-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(1.0モル)との縮合物
D-3:1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(2.0モル)との縮合物
D-4:1,1,1-トリ(p-ヒドロキシフェニル)エタン(1.0モル)と1,2-ナフトキノンジアジド-5-スルホン酸クロリド(1.0モル)との縮合物
D-5:Irgacure OXE02(BASF社製)
《重合性単量体(M)》
M-1:KAYARAD DPHA(日本化薬(株)製)
<Preparation of radiation-sensitive composition (3)>
The compounds used for preparing the radiation-sensitive composition are shown below. Among the polymer (A), the silanol compound (B), the photoacid generator (C), the additive (X) and the solvent (G), the same compound as in preparation (1) of the radiation-sensitive composition, and a base The details of the chemical compound (E) are as described above, and the description thereof is omitted.
<<Polymer (A)>>
A-13 to A-18: Polymers (A-13) to (A-18) synthesized in Synthesis Examples 13 to 18
<<Radiation sensitive compound (D)>>
D-1: 4,4′-[1-[4-[1-[4-hydroxyphenyl]-1-methylethyl]phenyl]ethylidene]bisphenol (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5 - condensate with sulfonic acid chloride (2.0 mol) D-2: 4,4'-[1-[4-[1-[4-hydroxyphenyl]-1-methylethyl]phenyl]ethylidene]bisphenol ( 1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (1.0 mol) D-3: 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)ethane (1.0 mol) and 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (2.0 mol) D-4: 1,1,1-tri(p-hydroxyphenyl)ethane (1.0 mol) and Condensate D-5 with 1,2-naphthoquinonediazide-5-sulfonic acid chloride (1.0 mol): Irgacure OXE02 (manufactured by BASF)
<<polymerizable monomer (M)>>
M-1: KAYARAD DPHA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)

[実施例30~35及び比較例6~14]
表6に示す種類及び配合量(質量部)の各成分を用いたこと以外は実施例1と同様の手法にて、実施例30~35及び比較例6~14の感放射線性組成物をそれぞれ調製した。なお、実施例30及び31の感放射線性組成物は第1の組成物に相当し、実施例32~34の感放射線性組成物は第2の組成物に相当し、実施例35は第3の組成物に相当する。
[Examples 30 to 35 and Comparative Examples 6 to 14]
Radiation-sensitive compositions of Examples 30 to 35 and Comparative Examples 6 to 14 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts (parts by mass) of each component shown in Table 6 were used. prepared. The radiation-sensitive compositions of Examples 30 and 31 correspond to the first composition, the radiation-sensitive compositions of Examples 32-34 correspond to the second composition, and Example 35 corresponds to the third composition. corresponds to the composition of

Figure 2022171636000019
Figure 2022171636000019

<評価>
実施例30~35及び比較例6~14の感放射線性組成物を用いて、実施例1と同様の手法により各項目を評価した。評価結果を表7に示す。
<Evaluation>
Using the radiation-sensitive compositions of Examples 30-35 and Comparative Examples 6-14, each item was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 7 shows the evaluation results.

Figure 2022171636000020
Figure 2022171636000020

第1の組成物である実施例30、31の各感放射線性組成物は、実用特性として放射線感度、耐薬品性、保存安定性、現像密着性及び比誘電率のいずれも良好であり、各種特性のバランスが取れていた。特に、塩基性化合物(E)を含む実施例31の感放射線性組成物は、放射線感度、耐薬品性、保存安定性及び比誘電率を高度に維持しながら、現像密着性を改善することができた。
第2の組成物である実施例32~34の各感放射線性組成物は、塩基性化合物(E)を含まない以外はほぼ同じ組成の比較例6、9、12とそれぞれ比較して、放射線感度、耐薬品性及び保存安定性を高度に維持しながら、現像密着性を改善することができた。
第3の組成物である実施例35の感放射線性組成物は、塩基性化合物(E)を含まない比較例14と比較して、放射線感度、保存安定性及び比誘電率を高度に維持しながら、耐薬品性及び現像密着性を改善することができた。
The radiation-sensitive compositions of Examples 30 and 31, which are the first compositions, have good practical properties in terms of radiation sensitivity, chemical resistance, storage stability, adhesion to development, and dielectric constant. characteristics were well balanced. In particular, the radiation-sensitive composition of Example 31 containing the basic compound (E) can improve development adhesion while maintaining high levels of radiation sensitivity, chemical resistance, storage stability and dielectric constant. did it.
Each of the radiation-sensitive compositions of Examples 32 to 34, which is the second composition, was compared with Comparative Examples 6, 9, and 12, which had almost the same composition except that they did not contain the basic compound (E). Development adhesion could be improved while maintaining high sensitivity, chemical resistance and storage stability.
The radiation-sensitive composition of Example 35, which is the third composition, maintained high radiation sensitivity, storage stability and dielectric constant as compared with Comparative Example 14 containing no basic compound (E). However, chemical resistance and development adhesion could be improved.

Claims (26)

下記式(1)で表される基又は酸解離性基を有する構造単位(I)を含む重合体及びシロキサンポリマーよりなる群から選択される少なくとも1種である重合体と、
光酸発生剤と、
疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、
を含有する、感放射線性組成物。
Figure 2022171636000021
(式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、又はフェニル基である。ただし、R、R及びRのうち1つ以上は、炭素数1~6のアルコキシ基である。「*」は、結合手であることを表す。)
at least one polymer selected from the group consisting of a polymer containing a structural unit (I) having a group represented by the following formula (1) or an acid-labile group and a siloxane polymer;
a photoacid generator;
a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group;
A radiation-sensitive composition containing
Figure 2022171636000021
(In formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, provided that one or more of R 1 , R 2 and R 3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and "*" represents a bond.)
前記シラノール化合物は、沸点が80℃以上である、請求項1に記載の感放射線性組成物。 The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the silanol compound has a boiling point of 80°C or higher. 前記シラノール化合物は、下記式(2)で表される化合物である、請求項1に記載の感放射線性組成物。
(RSi(OH)4-m …(2)
(式(2)中、Rは、1価の炭化水素基である。mは1~3の整数である。)
The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the silanol compound is a compound represented by the following formula (2).
(R 4 ) m Si(OH) 4-m (2)
(In formula (2), R 4 is a monovalent hydrocarbon group. m is an integer of 1 to 3.)
前記シラノール化合物は芳香環を有する、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein said silanol compound has an aromatic ring. 上記式(1)で表される基は、芳香環基又は鎖状炭化水素基に結合している、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the group represented by formula (1) is bonded to an aromatic ring group or a chain hydrocarbon group. 前記構造単位(I)は、下記式(3-1)で表される基、下記式(3-2)で表される基及び下記式(3-3)で表される基よりなる群から選択される少なくとも1種を有する、請求項1に記載の感放射線性組成物。
Figure 2022171636000022
(式(3-1)、式(3-2)及び式(3-3)中、A及びAは、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基である。n1は0~4の整数である。n2は0~6の整数である。ただし、n1が2以上の場合、複数のAは、互いに同一又は異なる。n2が2以上の場合、複数のAは、互いに同一又は異なる。Rは、アルカンジイル基である。R、R及びRは、上記式(1)と同義である。「*」は、結合手であることを表す。)
The structural unit (I) is from the group consisting of a group represented by the following formula (3-1), a group represented by the following formula (3-2) and a group represented by the following formula (3-3) 2. The radiation sensitive composition of claim 1, having at least one selected.
Figure 2022171636000022
(In formula (3-1), formula (3-2) and formula (3-3), A 1 and A 2 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, n1 is an integer of 0 to 4, and n2 is an integer of 0 to 6. However, when n1 is 2 or more, a plurality of A 1 are the same or different When n2 is 2 or more, the plurality of A 2 are the same or different, R 6 is an alkanediyl group, and R 1 , R 2 and R 3 are the same as defined in formula (1) above. *” indicates that it is a bond.)
前記光酸発生剤は、オキシムスルホネート化合物及びスルホンイミド化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein said photoacid generator comprises at least one selected from the group consisting of oxime sulfonate compounds and sulfonimide compounds. 酸拡散制御剤を更に含有する、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation sensitive composition according to claim 1, further comprising an acid diffusion control agent. 前記酸拡散制御剤は、芳香族アミン及び複素環式芳香族アミンよりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項8に記載の感放射線性組成物。 9. The radiation-sensitive composition according to claim 8, wherein said acid diffusion control agent is at least one selected from the group consisting of aromatic amines and heteroaromatic amines. 塩基性化合物(ただし、酸拡散制御剤を除く。)を更に含有する、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, further comprising a basic compound (excluding an acid diffusion control agent). 前記塩基性化合物は有機塩基である、請求項10に記載の感放射線性組成物。 11. The radiation sensitive composition according to claim 10, wherein said basic compound is an organic base. 前記塩基性化合物は、酸解離定数(pKa)が9以上の有機塩基である、請求項11に記載の感放射線性組成物。 12. The radiation-sensitive composition according to claim 11, wherein the basic compound is an organic base having an acid dissociation constant (pKa) of 9 or more. 前記塩基性化合物は、アミジン類、グアニジン類及び有機ホスファゼン類よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項11に記載の感放射線性組成物。 12. The radiation-sensitive composition according to claim 11, wherein said basic compound is at least one selected from the group consisting of amidines, guanidines and organic phosphazenes. 前記構造単位(I)を含む重合体は、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上を有する構造単位を更に含む、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the polymer containing structural unit (I) further contains a structural unit having at least one selected from the group consisting of oxiranyl groups and oxetanyl groups. 前記構造単位(I)を含む重合体は、酸性基を有する構造単位を更に含む、請求項1に記載の感放射線性組成物。 2. The radiation-sensitive composition according to claim 1, wherein the polymer containing structural unit (I) further contains a structural unit having an acidic group. 酸性基を有する構造単位を含む重合体(ただし、下記式(1)で表される構造単位を有する重合体を除く。)と、
キノンジアジド化合物と、
疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、
塩基性化合物と、
溶剤と、
を含有する、感放射線性組成物。
Figure 2022171636000023
(式(1)中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~10のアルキル基、又はフェニル基である。ただし、R、R及びRのうち1つ以上は、炭素数1~6のアルコキシ基である。「*」は、結合手であることを表す。)
a polymer containing a structural unit having an acidic group (excluding a polymer having a structural unit represented by the following formula (1));
a quinonediazide compound;
a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group;
a basic compound;
a solvent;
A radiation-sensitive composition containing
Figure 2022171636000023
(In formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a phenyl group, provided that one or more of R 1 , R 2 and R 3 is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and "*" represents a bond.)
前記酸性基を有する構造単位を含む重合体は、架橋性基を有する構造単位を更に含む、請求項16に記載の感放射線性組成物。 17. The radiation-sensitive composition according to claim 16, wherein the polymer containing a structural unit having an acidic group further contains a structural unit having a crosslinkable group. 前記架橋性基は、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上である、請求項17に記載の感放射線性組成物。 18. The radiation-sensitive composition according to claim 17, wherein said crosslinkable group is one or more selected from the group consisting of oxiranyl and oxetanyl groups. 前記キノンジアジド化合物は、フェノール性化合物又はアルコール性化合物と、1,2-ナフトキノンジアジドスルホン酸ハライドとの縮合物である、請求項16に記載の感放射線性組成物。 17. The radiation-sensitive composition according to claim 16, wherein said quinonediazide compound is a condensation product of a phenolic compound or an alcoholic compound and a 1,2-naphthoquinonediazide sulfonic acid halide. 酸性基を有する構造単位を含む重合体と、
重合性単量体と、
光重合開始剤と、
疎水性基と水酸基とがケイ素原子に結合した部分構造を有し、かつアルコキシ基を有しないシラノール化合物と、
塩基性化合物と、
溶剤と、
を含有する、感放射線性組成物。
a polymer containing a structural unit having an acidic group;
a polymerizable monomer;
a photoinitiator;
a silanol compound having a partial structure in which a hydrophobic group and a hydroxyl group are bonded to a silicon atom and having no alkoxy group;
a basic compound;
a solvent;
A radiation-sensitive composition containing
前記酸性基を有する構造単位を含む重合体は、架橋性基を有する構造単位を更に含む、請求項20に記載の感放射線性組成物。 21. The radiation-sensitive composition according to claim 20, wherein the polymer containing a structural unit having an acidic group further contains a structural unit having a crosslinkable group. 前記架橋性基は、オキシラニル基及びオキセタニル基よりなる群から選択される1種以上である、請求項21に記載の感放射線性組成物。 22. The radiation-sensitive composition according to claim 21, wherein said crosslinkable group is one or more selected from the group consisting of oxiranyl and oxetanyl groups. 請求項1~22のいずれか一項に記載の感放射線性組成物を用いて塗膜を形成する工程と、
前記塗膜の少なくとも一部に放射線を照射する工程と、
放射線が照射された前記塗膜を現像する工程と、
現像された前記塗膜を加熱する工程と、
を含む、硬化膜の製造方法。
A step of forming a coating film using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 22;
a step of irradiating at least part of the coating film with radiation;
a step of developing the coating film irradiated with radiation;
a step of heating the developed coating film;
A method for producing a cured film, comprising:
請求項1~22のいずれか一項に記載の感放射線性組成物を用いて形成された硬化膜。 A cured film formed using the radiation-sensitive composition according to any one of claims 1 to 22. 請求項24に記載の硬化膜を備える半導体素子。 A semiconductor device comprising the cured film according to claim 24. 請求項24に記載の硬化膜を備える表示素子。 A display device comprising the cured film according to claim 24.
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