JP2721572B2 - Photosensitive resin composition, pattern using the same, and pattern manufacturing method - Google Patents
Photosensitive resin composition, pattern using the same, and pattern manufacturing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は大きな屈折率差と凹凸差とを有するパターン
を与える感光性樹脂組成物、それを用いたパターンおよ
びパターン作製法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a photosensitive resin composition which gives a pattern having a large difference in refractive index and a difference in unevenness, a pattern using the same, and a method for producing a pattern.
[従来の技術] 従来、感光性樹脂の露光部では架橋反応または分子の
崩壊反応が生起し、その露光部が難溶化または易溶化す
ることから、溶剤を用いて該露光部または非露光部の感
光性樹脂を除去する方法[従来法(1)]によりレリー
フパターンを作製していた。[Prior art] Conventionally, a cross-linking reaction or a molecule disintegration reaction occurs in an exposed portion of a photosensitive resin, and the exposed portion becomes hardly soluble or easily solubilized. A relief pattern was prepared by a method of removing the photosensitive resin [Conventional method (1)].
また、樹脂に該樹脂より高い屈折率を有する比較的揮
発性の光反応性物質をドープしてなる感光性樹脂組成物
より薄膜を形成し、ついで該薄膜に紫外線を照射し、露
光部のドープ物質をロツキングし、非露光部のドープ物
質を蒸発除去することにより、露光部と非露光部とに屈
折率差を有するパターンを形成する方法、いわゆるフオ
トロツキング法[従来法(2)]が知られている[アプ
ライド・フイジクス・レターズ(Applied Physics Lett
ers)、第26巻、第6号、第303〜306頁(1975年)参
照]。この方法によれば、露光部では非露光部に比べて
膜厚が約10%増加することが報告されている。In addition, a thin film is formed from a photosensitive resin composition obtained by doping a resin with a relatively volatile photoreactive substance having a higher refractive index than the resin, and then the thin film is irradiated with ultraviolet light, and the exposed portion is doped. A method of forming a pattern having a refractive index difference between an exposed portion and a non-exposed portion by rocking a substance and evaporating and removing a doping material in a non-exposed portion, that is, a so-called photo-rocking method (conventional method (2)). Known [Applied Physics Lett
ers), Vol. 26, No. 6, pp. 303-306 (1975)]. According to this method, it is reported that the film thickness of the exposed part is increased by about 10% as compared with the unexposed part.
さらに、エステルのアルコール残基に光反応性の二重
結合を有するアクリル酸またはメタクリル酸エステル系
重合体または共重合体と芳香族ケトンまたは芳香族アル
デヒドとからなる感光性樹脂組成物より薄膜を形成し、
ついで該薄膜に紫外線を照射し、ついで未反応の該芳香
族ケトンまたは芳香族アルデヒドを除去することにより
露光部と非露光部との間に屈折率差と凹凸差とを併せも
つパターンの作製方法[従来法(3)]が知られている
(特開昭62−95525号公報および特開昭62−95526号公報
参照)。Further, a thin film is formed from a photosensitive resin composition comprising an acrylic acid or methacrylic acid ester-based polymer or copolymer having a photoreactive double bond at the alcohol residue of the ester and an aromatic ketone or aromatic aldehyde. And
Then, the thin film is irradiated with ultraviolet rays, and then the unreacted aromatic ketone or aromatic aldehyde is removed to form a pattern having both a refractive index difference and an unevenness difference between an exposed portion and a non-exposed portion. [Conventional method (3)] is known (see JP-A-62-95525 and JP-A-62-95526).
[発明が解決しようとする課題] 従来法(1)により作製した感光性樹脂のレリーフパ
ターンにおいては露光部と非露光部との屈折率差はほと
んどないか極めて小さい。従来法(2)により作製した
パターンは露光部と非露光部との屈折率差および凹凸部
分の厚み変化が十分ではない。[Problem to be Solved by the Invention] In the relief pattern of the photosensitive resin produced by the conventional method (1), the difference in the refractive index between the exposed portion and the non-exposed portion is very little or very small. In the pattern produced by the conventional method (2), the difference in the refractive index between the exposed portion and the non-exposed portion and the change in the thickness of the uneven portion are not sufficient.
従来法(3)によれば感光性樹脂組成物における露光
部が非露光部よりも高い屈折率を有し、かつ厚みが大き
い鮮明なパターンが作製できるが、得られたパターンの
耐有機溶剤性および耐熱性が必ずしも十分ではない。According to the conventional method (3), the exposed portion of the photosensitive resin composition has a higher refractive index than the non-exposed portion, and a clear pattern having a large thickness can be produced. And heat resistance is not always sufficient.
本発明の1つの目的は露光部が非露光部よりも屈折率
が高く、かつ厚みが大きい表面レリーフ構造を有し、耐
有機溶剤性および耐熱性に優れた形状安定性の高いパタ
ーンを与える感光性樹脂組成物を提供することにある。
本発明の他の1つの目的は該感光性樹脂組成物を用いた
上記のパターンを作製する方法を提供することにある。
本発明の他の1つの目的は該感光性樹脂組成物により作
製されてなるパターンを提供することにある。One object of the present invention is to provide a photosensitive composition having a surface relief structure in which exposed portions have a higher refractive index than non-exposed portions and have a large thickness, and provide a pattern having high organic solvent resistance and heat resistance and high shape stability. An object of the present invention is to provide a conductive resin composition.
Another object of the present invention is to provide a method for producing the above pattern using the photosensitive resin composition.
Another object of the present invention is to provide a pattern formed from the photosensitive resin composition.
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、上記の1つの目的は、下記一般式
(I)で示される構造単位(以下、これを構造単位
(I)と称する)を1〜97モル%、下記一般式(II)で
示される構造単位(以下、これを構造単位(II)と称す
る)を1〜97モル%、下記一般式(III)で示される構
造単位(以下、これを構造単位(III)と称する)を0
〜97モル%、および下記一般式(IV)で示される構造単
位(以下、これを構造単位(IV)と称する)を1〜97モ
ル%有する集合体(A)と、置換基を有していてもよい
芳香族アルデヒドおよび、芳香族ケトンからなる群より
選ばれる化合物(B)とからなる感光性樹脂組成物を提
供することにより達成される。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, one of the above objects is to provide a structural unit represented by the following general formula (I) (hereinafter referred to as a structural unit (I)) from 1 to 97. Mol%, 1 to 97 mol% of a structural unit represented by the following general formula (II) (hereinafter referred to as a structural unit (II)), and a structural unit represented by the following general formula (III) (hereinafter referred to as Structural unit (III))
An aggregate (A) having 1 to 97 mol% and 1 to 97 mol% of a structural unit represented by the following general formula (IV) (hereinafter referred to as a structural unit (IV)); This is achieved by providing a photosensitive resin composition comprising a compound (B) selected from the group consisting of aromatic aldehydes and aromatic ketones.
構造単位(I): [式中、X1は水素原子またはアルキル基を表し、Y1はシ
クロアルケニル基または下記一般式 で示される基を表す。ここで、Z1は2価の炭化水素基を
表し、R1、R2およびR3はそれぞれ水素原子、アルキル基
またはアルケニル基を表す。] 構造単位(II): [式中、X2は水素原子またはアルキル基を表し、Z2は2
価の炭化水素基を表し、R4、R5およびR6はそれぞれ水素
原子またはアルキル基を表す。] 構造単位(III): [式中、X3は水素原子またはアルキル基を表し、Y2はフ
エニル基、アルコキシカルボニル基またはカルバモイル
基を表し、一般式(III)における水素原子はフツ素原
子によつて置換されていてもよい。] 構造単位(IV): [式中、X4はメチレン基または酸素原子を表し、X5、
X6、X7、X8、X9およびX10はそれぞれ水素原子またはア
ルキル基を表し、nは0ないし3の整数である。] 本発明に用いられる感光性樹脂組成物を構成する重合
体(A)は構造単位(I)を5〜90モル%含み、構造単
位(II)を2〜80モル%含み、かつ構造単位(IV)を2
〜80モル%含む場合が好ましく、構造単位(I)を10〜
60モル%含み、構造単位(II)を10〜60モル%含み、か
つ構造単位(II)と構造単位(IV)との割合が5:2〜5:6
(モル比)の範囲である場合がより好ましい。Structural unit (I): [In the formula, X 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Y 1 represents a cycloalkenyl group or a general formula shown below. Represents a group represented by Here, Z 1 represents a divalent hydrocarbon group, and R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group. ] Structural unit (II): [Wherein, X 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Z 2 represents 2
R 4 , R 5 and R 6 each represent a hydrogen atom or an alkyl group. ] Structural unit (III): [Wherein X 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, Y 2 represents a phenyl group, an alkoxycarbonyl group or a carbamoyl group, and the hydrogen atom in the general formula (III) may be substituted by a fluorine atom. Good. ] Structural unit (IV): [Wherein X 4 represents a methylene group or an oxygen atom, X 5 ,
X 6 , X 7 , X 8 , X 9 and X 10 each represent a hydrogen atom or an alkyl group, and n is an integer of 0 to 3. The polymer (A) constituting the photosensitive resin composition used in the present invention contains 5-90 mol% of the structural unit (I), 2-80 mol% of the structural unit (II), and IV) to 2
Preferably, the content of the structural unit (I) is 10 to 80 mol%.
60 mol%, 10 to 60 mol% of the structural unit (II), and the ratio of the structural unit (II) to the structural unit (IV) is 5: 2 to 5: 6.
(Molar ratio) is more preferable.
上記の構造単位(I)におけるX1、構造単位(II)に
おけるX2、構造単位(III)におけるX3および構造単位
(IV)におけるX5、X6、X7、X8、X9およびX10がそれぞ
れ表すアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、ブチル基などの炭素数が4以
下の低級アルキル基が好ましい。また構造単位(I)に
おけるR1、R2およびR3ならびに構造単位(II)における
R4、R5およびR6がそれぞれ表すアルキル基は分岐鎖また
は任意の置換基を有していてもよく、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、アミル
基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などの炭素数
が8以下の低級アルキル基が好ましい。上記のR1、R2お
よびR3がそれぞれ表すアルケニル基は2−ブテニル基、
3−メチル−2−ブテニル基、3−ペンテニル基、4−
メチル−3−ペンテニル基が好ましい。構造単位(I)
におけるZ1および構造単位(II)におけるZ2がそれぞれ
表す2価の炭化水素基としては分岐鎖を有していてもよ
い炭素数2〜8のアルキレン基が好ましい。構造単位
(I)におけるY1の好適例として、アリル基、2−ブテ
ニル基、3−ブテニル基、2−メチル−2−プロペニル
基、2−ヘプテニル基、3−ヘプテニル基、4−ヘプテ
ニル基、2−メチル−2−ブテニル基、3−メチル−2
−ブテニル基、2−エチル−2−プロペニル基、2−メ
チル−3−ブテニル基、1,2−ジメチル−2−プロペニ
ル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキ
セニル基、5−ヘキセニル基、1,1−ジメチル−2−ブ
テニル基、1,2−ジメチル−2−ブテニル基、1,3−ジメ
チル−2−ブテニル基、2,3−ジメチル−2−ブテニル
基、3−メチル−2−ヘプテニル基、2−メチル−2−
ヘプテニル基、2−メチル−2−シクロヘキセニル基、
3−メチル−2−シクロヘキセニル基、ゲラニル基、イ
ソゲラニル基、ネリル基、ラバンジユリル基、6−メチ
ルゲラニル基、1−メチルゲラニル基、6−エチルゲラ
ニル基、ペリリル基、フアルネシル基、ゲラニルゲラニ
ル基、β−シクロゲラニルゲラニル基などを挙げること
ができる。X 1 in the above structural units (I), X 2 in the structural unit (II), X 5, X 6, X 7, X 8, X 9 and in X 3 and structural units in the structural unit (III) (IV) The alkyl group represented by X 10 is preferably a lower alkyl group having 4 or less carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group. Further, R 1 , R 2 and R 3 in the structural unit (I) and in the structural unit (II)
The alkyl group represented by R 4 , R 5 and R 6 may have a branched chain or any substituent, and may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an amyl group, a hexyl group, A lower alkyl group having 8 or less carbon atoms, such as a heptyl group and an octyl group, is preferred. The alkenyl group represented by each of R 1 , R 2 and R 3 is a 2-butenyl group,
3-methyl-2-butenyl group, 3-pentenyl group, 4-
A methyl-3-pentenyl group is preferred. Structural unit (I)
Is preferably an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms which may have a branched chain, as the divalent hydrocarbon group represented by Z 1 in formula (I) and Z 2 in the structural unit (II). Preferred examples of Y 1 in the structural unit (I) include an allyl group, a 2-butenyl group, a 3-butenyl group, a 2-methyl-2-propenyl group, a 2-heptenyl group, a 3-heptenyl group, a 4-heptenyl group, 2-methyl-2-butenyl group, 3-methyl-2
-Butenyl group, 2-ethyl-2-propenyl group, 2-methyl-3-butenyl group, 1,2-dimethyl-2-propenyl group, 2-hexenyl group, 3-hexenyl group, 4-hexenyl group, 5- Hexenyl group, 1,1-dimethyl-2-butenyl group, 1,2-dimethyl-2-butenyl group, 1,3-dimethyl-2-butenyl group, 2,3-dimethyl-2-butenyl group, 3-methyl -2-heptenyl group, 2-methyl-2-
Heptenyl group, 2-methyl-2-cyclohexenyl group,
3-methyl-2-cyclohexenyl group, geranyl group, isogeranyl group, neryl group, lavanjuyl group, 6-methylgeranyl group, 1-methylgeranyl group, 6-ethylgeranyl group, perillyl group, huanesyl group, geranylgeranyl group, β -Cyclogeranylgeranyl group and the like.
また構造単位(II)における基 [以下、基Y3と称す] としては、2,3−エポキシプロピル基、2,3−エポキシブ
チル基、3,4−エポキシブチル基、2,3−エポキシ−2−
メチルプロピル基、2−メチル−2,3−エポキシブチル
基、3−メチル−2,3−エポキシブチル基、2,3−エポキ
シヘプチル基、5,6−エポキシヘプチル基、3−メチル
−2,3−エポキシブチル基、4−メチル−2,3−エポキシ
ヘプチル基、4−メチル−5,6−エポキシヘプチル基な
どが挙げられる。The group in the structural unit (II) [Hereinafter referred to as group Y 3] as the 2,3-epoxypropyl group, 2,3-epoxy butyl group, 3,4-epoxy butyl group, 2,3-epoxy-2-
Methylpropyl group, 2-methyl-2,3-epoxybutyl group, 3-methyl-2,3-epoxybutyl group, 2,3-epoxyheptyl group, 5,6-epoxyheptyl group, 3-methyl-2, Examples thereof include a 3-epoxybutyl group, a 4-methyl-2,3-epoxyheptyl group, and a 4-methyl-5,6-epoxyheptyl group.
構造単位(III)におけるY2が表すアルコキシカルボ
ニル基の好適例としては、メトキシカルボニル基、エト
キシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシ
カルボニル基、ペンタノキシカルボニル基、ヘキサノキ
シカルボニル基、ヘプタノキシカルボニル基、シクロヘ
キサノキシカルボニル基などを挙げることができる。Preferred examples of the alkoxycarbonyl group represented by Y 2 in the structural unit (III) include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a pentaoxycarbonyl group, a hexanoxycarbonyl group, and a heptanoxy group Examples include a carbonyl group and a cyclohexoxycarbonyl group.
構造単位(IV)におけるX5、X6、X7、X8、X9およびX
10はそれぞれ水素原子であることが好ましい。また構造
単位(IV)におけるnは0または1であることが好まし
い。X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , X 9 and X in structural unit (IV)
10 is preferably a hydrogen atom. Further, n in the structural unit (IV) is preferably 0 or 1.
重合体(A)はα位がアルキル基によつて置換されて
いてもよいアクリル酸もしくはそのエステルと構造単位
(IV)を形成するコモノマーとの共重合または該アクリ
ル酸またはそのエステルと構造単位(III)を形成する
コモノマーと構造単位(IV)を形成するコモノマーとの
共重合により重合体を得、ついで該重合体と基Y1を有す
るアルコール、および基Y3を有するアルコールとの混合
物を反応させるか、または構造単位(I)を形成するア
クリル酸誘導体と構造単位(II)を形成するアクリル酸
誘導体と構造単位(IV)を形成するコモノマーとの共重
合またはこれらのアクリル酸誘導体と構造単位(III)
を形成するコモノマーとの共重合により製造することが
できる。The polymer (A) is obtained by copolymerizing acrylic acid or an ester thereof which may be substituted at the α-position with an alkyl group and a comonomer forming the structural unit (IV), or copolymerizing the acrylic acid or an ester thereof with the structural unit ( by copolymerization of the comonomers forming the comonomer structural units (IV) to form the III) to obtain a polymer, then the reaction mixture with an alcohol having an alcohol having a polymer and a group Y 1, and the group Y 3 Or copolymerization of an acrylic acid derivative forming the structural unit (I) with an acrylic acid derivative forming the structural unit (II) and a comonomer forming the structural unit (IV), or these acrylic acid derivatives and the structural unit (III)
Can be produced by copolymerization with a comonomer that forms
構造単位(I)を形成するアクリル酸誘導体として
は、アリルメタクリレート、アリルアクリレート、2
(または3)−ブテニルメタクリレート、2(または
3)−ブテニルアクリレート、2−メチル−2−プロペ
ニルメタクリレート、2−メチル−2−プロペニルアク
リレート、2(または3または4)−ヘプテニルメタク
リレート、2(または3または4)−ヘプテニルアクリ
レート、2−メチル−2−(または3)−ブテニルメタ
クリレート、2−メチル−2(または3)−ブテニルア
クリレート、2−エチル−2−プロペニルメタクリレー
ト、2−エチル−2−プロペニルアクリレート、1,2−
ジメチル−2−プロペニルメタクリレート、1,2−ジメ
チル−2−プロペニルアクリレート、2(または3また
は4または5)−ヘキセニルメタクリレート、2(また
は3または4または5)−ヘキセニルアクリレート、1,
1(または1,2または1,3または2,3)−ジメチル−2−ブ
テニルメタクリレート、1,1(または1,2または1,3また
は2,3)−ジメチル−2−ブテニルアクリレート、2
(または3)−メチル−2−ヘプテニルメタクリレー
ト、2(または3)−メチル−2−ヘプテニルアクリレ
ートなどのアルコール残基が鎖状になつているアクリル
酸誘導体;2(または3)−メチル−2−シクロヘキセニ
ルメタクリレート、2(または3)−メチル−2−シク
ロヘキセニルアクリレートなどのアルコール残基が環状
になつているアクリル酸誘導体;ゲラニルメタクリレー
ト、ゲラニルアクリレート、ネリルメタクリレート、ネ
リルアクリレート、イソゲラニルメタクリレート、イソ
ゲラニルアクリレート、ラバンジユリルメタクリレー
ト、ラバンジユリルアクリレート、6−メチルゲラニル
メタクリレート、6−メチルゲラニルアクリレート、1
−メチルゲラニルメタクリレート、1−メチルゲラニル
アクリレート、6−エチルゲラニルメタクリレート、6
−エチルゲラニルアクリレート、ペリリルメタクリレー
ト、ペリリルアクリレート等の非共役二重結合を2個有
する鎖状または環状テルペン系アルコールとアクリル酸
またはメタクリル酸とのエステル;フアルネシルメタク
リレート、フアルネシルアクリレート、ゲラニルゲラニ
ルメタクリレート、ゲラニルゲラニルアクリレート、β
−シクロゲラニルゲラニルメタクリレート、β−シクロ
ゲラニルゲラニルアクリレート等の非共役二重結合を3
個以上有する鎖状または環状テルペン系アルコールとア
クリル酸またはメタクリル酸とのエステルが挙げられ
る。これらの中で、アリルメタクリレート、2−メチル
−2−プロペニルメタクリレート、2−ブテニルメタク
リレート、2−メチル−2−ブテニルメタクリレート、
2−ヘキセニルメタクリレート、3−ヘキセニルメタク
リレート、ゲラニルメタクリレートが、原料となるアル
コールの入手のし易さ、エステル合成のし易さの点から
好ましい。The acrylic acid derivative forming the structural unit (I) includes allyl methacrylate, allyl acrylate,
(Or 3) -butenyl methacrylate, 2 (or 3) -butenyl acrylate, 2-methyl-2-propenyl methacrylate, 2-methyl-2-propenyl acrylate, 2 (or 3 or 4) -heptenyl methacrylate, 2 (Or 3 or 4) -heptenyl acrylate, 2-methyl-2- (or 3) -butenyl methacrylate, 2-methyl-2 (or 3) -butenyl acrylate, 2-ethyl-2-propenyl methacrylate, 2 -Ethyl-2-propenyl acrylate, 1,2-
Dimethyl-2-propenyl methacrylate, 1,2-dimethyl-2-propenyl acrylate, 2 (or 3 or 4 or 5) -hexenyl methacrylate, 2 (or 3 or 4 or 5) -hexenyl acrylate,
1 (or 1,2 or 1,3 or 2,3) -dimethyl-2-butenyl methacrylate, 1,1 (or 1,2 or 1,3 or 2,3) -dimethyl-2-butenyl acrylate, 2
(Or 3) -methyl-2-heptenyl methacrylate, 2 (or 3) -methyl-2-heptenyl acrylate or other acrylic acid derivative in which an alcohol residue is in a chain; 2 (or 3) -methyl- Acrylic acid derivatives in which alcohol residues such as 2-cyclohexenyl methacrylate, 2 (or 3) -methyl-2-cyclohexenyl acrylate are cyclic; geranyl methacrylate, geranyl acrylate, neryl methacrylate, neryl acrylate, isogeneryl methacrylate, Isogeranyl acrylate, lavanjuyl methacrylate, lavanjuyl acrylate, 6-methylgeranyl methacrylate, 6-methylgeranyl acrylate, 1
-Methylgeranyl methacrylate, 1-methylgeranyl acrylate, 6-ethylgeranyl methacrylate, 6
Esters of a chain or cyclic terpene alcohol having two non-conjugated double bonds such as ethylgeranyl acrylate, perillyl methacrylate, perillyl acrylate, etc. with acrylic acid or methacrylic acid; phenyl methacrylate, phenyl acrylate, Geranylgeranyl methacrylate, geranylgeranyl acrylate, β
A non-conjugated double bond such as cyclogeranylgeranyl methacrylate, β-cyclogeranylgeranyl acrylate;
An ester of a linear or cyclic terpene-based alcohol having at least one acrylic acid or methacrylic acid is exemplified. Among these, allyl methacrylate, 2-methyl-2-propenyl methacrylate, 2-butenyl methacrylate, 2-methyl-2-butenyl methacrylate,
2-hexenyl methacrylate, 3-hexenyl methacrylate, and geranyl methacrylate are preferred from the viewpoint of easy availability of alcohol as a raw material and ease of ester synthesis.
また構造単位(II)を形成するアクリル酸誘導体とし
ては、2,3−エポキシプロピルメタクリレート、2,3−エ
ポキシプロピルアクリレート、2,3−エポキシブチルメ
タクリレート、2,3−エポキシブチルアクリレート、3,4
−エポキシブチルメタクリレート、3,4−エポキシブチ
ルアクリレート、2−メチル−2,3−エポキシプロピル
メタクリレート、2−メチル−2,3−エポキシプロピル
アクリレート、2,3−エポキシヘプチルメタクリレー
ト、5,6−エポキシヘプチルメタクリレート、2,3−エポ
キシヘプチルアクリレート、5,6−エポキシヘプチルア
クリレート、2(または3)−メチル−2,3−エポキシ
ブチルメタクリレート、2(または3)−メチル−2,3
−エポキシブチルアクリレート、4−メチル−2,3−エ
ポキシヘプチルメタクリレート、4−メチル−5,6−エ
ポキシヘプチルアクリレートが挙げられる。これらの中
で、2,3−エポキシプロピルメタクリレート、2,3−エポ
キシブチルメタクリレート、3,4−エポキシブチルメタ
クリレートがエステル合成のし易さの点から好ましい。The acrylic acid derivatives forming the structural unit (II) include 2,3-epoxypropyl methacrylate, 2,3-epoxypropyl acrylate, 2,3-epoxybutyl methacrylate, 2,3-epoxybutyl acrylate, 3,4
-Epoxybutyl methacrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, 2-methyl-2,3-epoxypropyl methacrylate, 2-methyl-2,3-epoxypropyl acrylate, 2,3-epoxyheptyl methacrylate, 5,6-epoxy Heptyl methacrylate, 2,3-epoxyheptyl acrylate, 5,6-epoxyheptyl acrylate, 2 (or 3) -methyl-2,3-epoxybutyl methacrylate, 2 (or 3) -methyl-2,3
-Epoxybutyl acrylate, 4-methyl-2,3-epoxyheptyl methacrylate, 4-methyl-5,6-epoxyheptyl acrylate. Among these, 2,3-epoxypropyl methacrylate, 2,3-epoxybutyl methacrylate, and 3,4-epoxybutyl methacrylate are preferred from the viewpoint of ease of ester synthesis.
構造単位(III)を形成するコモノマーとしてはメタ
クリル酸;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、
メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリ
ル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ア
ミル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸
アルキルエステル;アクリル酸;アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、アクリ
ル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシルなどのアクリル
酸アルキルエステル;メタクリル酸アミド、アクリル酸
アミド、スチレン、α−メチルスチレンなどの置換スチ
レンなどが挙げられる。構造単位(III)における水素
原子はフツ素原子によって置換されていてもよい。Comonomers forming the structural unit (III) include methacrylic acid; methyl methacrylate, ethyl methacrylate,
Alkyl methacrylates such as propyl methacrylate, butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, amyl methacrylate, and cyclohexyl methacrylate; acrylic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, acryl Alkyl acrylates such as pentyl acid, hexyl acrylate, amyl acrylate, and cyclohexyl acrylate; and substituted styrenes such as methacrylamide, acrylamide, styrene, and α-methylstyrene. A hydrogen atom in the structural unit (III) may be replaced by a fluorine atom.
構造単位(IV)を形成するコモノマーとしては無水マ
レイン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水
物、7−オキサ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン
酸無水物、7−オキサ−5−メチル−5−ノルボルネン
−2,3−ジカルボン酸無水物、7−オキサ−5−エチル
−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、4−
メチル−7−オキサ−5−ノルボルネン−2,3−ジカル
ボン酸無水物、1,4−ジメチル−7−オキサ−5−ノル
ボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、4−エチル−7
−オキサ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水
物、1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジオ
キサナフタレン−2,3−ジカルボン酸無水物、1,2,3,4,4
a,5,8,8a−オクタヒドロ−1,4:5,8−ジメタノナフタレ
ン−2,3−ジカルボン酸無水物、3−メチル−5−ノル
ボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物などの酸無水物を
挙げることができる。これらの中で無水マレイン酸、5
−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、7−オキ
サ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸が合成のし
易さの点から好ましい。Examples of the comonomer forming the structural unit (IV) include maleic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7-oxa-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, and 7-oxa-5. -Methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 7-oxa-5-ethyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 4-
Methyl-7-oxa-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 1,4-dimethyl-7-oxa-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 4-ethyl-7
-Oxa-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, 1,2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydro-1,4: 5,8-dioxanaphthalene-2,3- Dicarboxylic anhydride, 1,2,3,4,4
Acids such as a, 5,8,8a-octahydro-1,4: 5,8-dimethanonaphthalene-2,3-dicarboxylic anhydride, 3-methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride Anhydrides can be mentioned. Among these, maleic anhydride, 5
-Norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride and 7-oxa-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid are preferred from the viewpoint of easy synthesis.
重合体(A)はゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ
イにより求めたポリスチレン換算の数平均分子量が1,00
0〜2,000,000の範囲にあるものが好ましい。重合体
(A)は数平均分子量が100,000〜1,500,000の範囲にあ
るものがより好ましい。The polymer (A) had a number average molecular weight in terms of polystyrene of 1,00, as determined by gel permeation chromatography.
Those in the range of 0 to 2,000,000 are preferred. More preferably, the polymer (A) has a number average molecular weight in the range of 100,000 to 1,500,000.
化合物(B)としては例えば置換基を有していてもよ
いベンズアルデヒド、ベンゾフエノンまたはその誘導体
が挙げられ、具体的には下記の一般式(V)、一般式
(VI)または一般式(VII)で示される。Examples of the compound (B) include, for example, benzaldehyde, benzophenone or a derivative thereof which may have a substituent. Specifically, the compound represented by the following general formula (V), general formula (VI) or general formula (VII) Is shown.
[式中、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X18およ
びX19はそれぞれ水素原子、炭素数7以下のアルキル基
もしくはアルコキシ基、またはハロゲン原子を表し、X
20、X21、X22、X23、X24およびX25はそれぞれ水素原子
またはハロゲン原子を表す。mは0、1または2であ
る。] 好ましい化合物(B)としてはベンゾフエノン;3(ま
たは4)−メチルベンゾフエノン、3(または4)−メ
トキシベンゾフエノン、3,3′(または4,4′)−ジメチ
ルベンゾフエノン、3,3′(または4,4′)−ジメトキシ
ベンゾフエノン、2,3(または2,4)−クロルベンゾフエ
ノン、3,4,5−トリメトキシベンゾフエノンなどの置換
ベンゾフエノン;3−ベンゾイルベンゾフエノン;3(また
は4)−メチルベンゾイル−3′(または4′)−メチ
ルベンゾフエノン;3(または4)−メトキシベンゾイル
−3′(または4′)−メトキシベンゾフエノン、3,
3′−ジベンゾイルベンゾフエノン、1,3,5−トリベンゾ
イルベンゼンなどのメタ置換型のベンゾフエノン、ベン
ズアルデヒド;3(または4)−メチルベンズアルデヒ
ド、3(または4)−メトキシベンズアルデヒド、3,4
−ジメチルベンズアルデヒド、3,4−ジメトキシベンズ
アルデヒドなどの置換ベンズアルデヒドを挙げることが
できる。これらの中でベンズアルデヒド、ベンゾフエノ
ン、3−ベンゾイルベンゾフエノン、3,3′−ジベンゾ
イルベンゾフエノンおよび1,3,5−トリベンゾイルベン
ゼンが合成のし易さから好ましく、また3−ベンゾイル
ベンゾフエノンおよび1,3,5−トリベンゾイルベンゼン
が、光反応性が良好であり、露光部と非露光部との凹凸
差および屈折率差を大きくすることが可能であり、作製
されたパターンの耐有機溶剤性および耐熱性が高い点
で、特に好ましい。 [In the formula, X 11 , X 12 , X 13 , X 14 , X 15 , X 16 , X 17 , X 18 and X 19 each represent a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group having 7 or less carbon atoms, or a halogen atom. Represents X
20, X 21, X 22, X 23, X 24 and X 25 each represent a hydrogen atom or a halogen atom. m is 0, 1 or 2. Preferred compounds (B) include benzophenone; 3 (or 4) -methylbenzophenone, 3 (or 4) -methoxybenzophenone, 3,3 ′ (or 4,4 ′)-dimethylbenzophenone, Substituted benzophenones such as 3,3 '(or 4,4')-dimethoxybenzophenone, 2,3 (or 2,4) -chlorobenzophenone, 3,4,5-trimethoxybenzophenone; 3-benzoyl Benzophenone; 3 (or 4) -methylbenzoyl-3 '(or 4')-methylbenzophenone; 3 (or 4) -methoxybenzoyl-3 '(or 4')-methoxybenzophenone, 3,
Meta-substituted benzophenones such as 3'-dibenzoylbenzophenone and 1,3,5-tribenzoylbenzene, benzaldehyde; 3 (or 4) -methylbenzaldehyde, 3 (or 4) -methoxybenzaldehyde, 3,4
-Substituted benzaldehydes such as -dimethylbenzaldehyde and 3,4-dimethoxybenzaldehyde. Of these, benzaldehyde, benzophenone, 3-benzoylbenzophenone, 3,3'-dibenzoylbenzophenone and 1,3,5-tribenzoylbenzene are preferred because of their ease of synthesis, and 3-benzoylbenzophene is preferred. Non- and 1,3,5-tribenzoylbenzene have good photoreactivity and can increase the unevenness difference and the refractive index difference between exposed and unexposed parts, and the resulting pattern has a high resistance. It is particularly preferable because it has high organic solvent properties and high heat resistance.
また重合体(A)にベンジルジメチルアミンなどの第
3級アミンを添加することが熱反応性を高められる点で
好適である。It is preferable to add a tertiary amine such as benzyldimethylamine to the polymer (A) in that the thermal reactivity can be increased.
重合体(A)と化合物(B)との組成割合は10:1〜1:
10(重量比)の範囲が好ましく、2:1〜1:2(重量比)の
範囲がより好ましい。重合体(A)が有する構造単位
(I)と化合物(B)との割合は10:1〜1:20(モル比)
の範囲が好ましく、5:1〜1:10(モル比)の範囲がより
好ましい。The composition ratio of the polymer (A) and the compound (B) is 10: 1 to 1:
A range of 10 (weight ratio) is preferable, and a range of 2: 1 to 1: 2 (weight ratio) is more preferable. The ratio of the structural unit (I) and the compound (B) in the polymer (A) is 10: 1 to 1:20 (molar ratio).
Is preferable, and the range of 5: 1 to 1:10 (molar ratio) is more preferable.
本発明によれば、上記の他の1つの目的は、下記の
(イ)、(ロ)および(ハ)の工程を設けてなることを
特徴とする上記の感光性樹脂組成物を用いたパターン作
製法を提供することにより達成される。According to the present invention, another object is to provide a pattern using the above-mentioned photosensitive resin composition, comprising the following steps (a), (b) and (c): This is achieved by providing a fabrication method.
(イ)上記の感光性樹脂組成物の薄膜を形成する工程。(A) a step of forming a thin film of the photosensitive resin composition.
(ロ)薄膜に所望のパターンに応じて部分的に紫外線を
照射する工程。(B) A step of partially irradiating the thin film with ultraviolet rays according to a desired pattern.
(ハ)薄膜から未反応の化合物(B)を除去する工程。(C) a step of removing the unreacted compound (B) from the thin film.
上記(イ)工程では重合体(A)と化合物(B)とを
これらを溶解する溶媒に溶解し、得られた溶液を用いて
キヤステイング法、バーコート法、スピンコート法など
によつて薄膜を形成する。必要に応じて薄膜減圧処理ま
たは熱処理することにより該薄膜から溶剤を除去する。
薄膜の形成法は所望の薄膜の厚さの程度または形態によ
つて選択される。薄膜の膜厚は0.1〜20μmの範囲であ
ることが好ましい。一般に厚さが大きい場合には、キヤ
ステイング法、小さい場合にはバーコート法またはスピ
ンコート法が採用される。In the step (a), the polymer (A) and the compound (B) are dissolved in a solvent that dissolves them, and the resulting solution is used to form a thin film by a casting method, a bar coating method, a spin coating method, or the like. To form If necessary, the solvent is removed from the thin film by subjecting the thin film to a vacuum treatment or a heat treatment.
The method of forming the thin film is selected according to the desired thickness or form of the thin film. The thickness of the thin film is preferably in the range of 0.1 to 20 μm. Generally, when the thickness is large, a casting method is used, and when the thickness is small, a bar coating method or a spin coating method is used.
(イ)工程に続く(ロ)工程では、薄膜に所望のパタ
ーンに応じて部分的に波長が200〜450nmの紫外線を照射
する。これによつて、構造単位(I)と化合物(B)と
が光反応する。光源には高圧水銀ランプ、N2ガスレー
ザ、He−Cdレーザなどが用いられる。所望のパターンを
形成する方法としてフオトマスクを用いるマスク露光
法、二光束干渉露光法、レーザビーム直接描画法などが
採用される。In the step (b) following the step (a), the thin film is partially irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 450 nm according to a desired pattern. This causes a photoreaction between the structural unit (I) and the compound (B). The light source high-pressure mercury lamp, N 2 gas lasers, such as He-Cd laser is used. As a method of forming a desired pattern, a mask exposure method using a photomask, a two-beam interference exposure method, a laser beam direct writing method, or the like is employed.
(ロ)工程に続く(ハ)工程における未反応の化合物
(B)の除去は、薄膜を減圧下で20〜120℃の範囲の温
度で15〜30時間熱処理(以下、これを前熱処理と称す
る)し、ついで常圧下で105〜230℃の範囲の温度で15分
間〜40時間熱処理(以下、これを後熱処理と称する)す
ることにより行うか、前熱処理し、ついで感光性樹脂組
成物の薄膜の全面に強度が10〜40mW/cm2の範囲であり、
かつ波長が200〜450nmの範囲である紫外線を30秒間〜10
分間照射することにより行うことが好ましい。これによ
つて所望の屈折率差と凹凸差とを有するパターンを得
る。該パターンに含まれる構造単位(I)、構造単位
(II)および構造単位(IV)は熱架橋することから、該
パターンは高い耐有機溶剤性および耐熱性を有してい
る。上記の後熱処理は150〜200℃の範囲の温度で1〜5
時間行うか、110〜140℃の範囲の温度で10〜25時間行う
ことがより好適である。また、上記の前熱処理したのち
に、後熱処理について紫外線照射することが、更に耐有
機溶剤性および耐熱性を有するパターンが得られる点で
好ましい。なお、上記の前熱処理を100〜120℃の範囲の
温度で15〜30時間行う際には、上記の後熱処理を省略す
る場合でも高い耐有機溶剤性および耐熱性を有するパタ
ーンが得られる。The removal of the unreacted compound (B) in the step (c) following the step (b) is performed by heat-treating the thin film under reduced pressure at a temperature in the range of 20 to 120 ° C for 15 to 30 hours (hereinafter, referred to as pre-heat treatment). ) And then heat-treating under normal pressure at a temperature in the range of 105 to 230 ° C for 15 minutes to 40 hours (hereinafter referred to as post-heat treatment) or pre-heat-treating and then a thin film of the photosensitive resin composition entire strength of in the range of 10~40mW / cm 2,
UV light having a wavelength in the range of 200 to 450 nm for 30 seconds to 10
It is preferable to carry out by irradiating for minutes. Thereby, a pattern having a desired difference in refractive index and a difference in unevenness is obtained. Since the structural units (I), (II) and (IV) contained in the pattern are thermally crosslinked, the pattern has high organic solvent resistance and heat resistance. The above post heat treatment is performed at a temperature in the range of 150 to 200 ° C for 1 to 5
More preferably, it is carried out for a period of time or at a temperature in the range of 110 to 140 ° C. for 10 to 25 hours. Further, it is preferable to irradiate ultraviolet rays for the post-heat treatment after the above-mentioned pre-heat treatment, since a pattern having more resistance to organic solvent and heat can be obtained. When the above pre-heat treatment is performed at a temperature in the range of 100 to 120 ° C. for 15 to 30 hours, a pattern having high organic solvent resistance and heat resistance can be obtained even if the post heat treatment is omitted.
上記の方法により感光性樹脂組成物から、光導波路、
回折格子、グレーテイングレンズ、フレネルレンズ、ホ
ログラムレンズなどのパターンを作製することができ
る。また種々の非線形光学材料を感光性樹脂組成物にド
ープすることにより、非線形効果を有する光導波路を作
製することができる。それらのパターンは光学的透明
性、耐有機溶剤性および耐熱性に極めてすぐれている。From the photosensitive resin composition by the above method, an optical waveguide,
A pattern such as a diffraction grating, a grating lens, a Fresnel lens, and a hologram lens can be manufactured. Further, by doping a photosensitive resin composition with various nonlinear optical materials, an optical waveguide having a nonlinear effect can be manufactured. These patterns are extremely excellent in optical transparency, organic solvent resistance and heat resistance.
[実施例] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例1 反応容器にN2置換後に2−ブテニルメタクリレート70
g、メチルメタクリレート10g、2,3−エポキシプロピル
メタクリレート71g、無水マレイン酸98g、アゾビスイソ
ブチロニトリル600mg、ジオキサン900mlを仕込み、封管
して53℃のウオーターバス中で24時間加熱し重合反応を
行つた。得られた反応液をメタノール4l中へあけ、生成
物を沈澱させ、乾燥させることにより重合体(A)を15
0g得た。この重合体(A)はNMRによる測定結果から2
−ブテニルメタクリレート対メチルメタクリレート対2,
3−エポキシプロピルメタクリレート対無水マレイン酸
のモル比が1対2対1対1の共重合体であることが確認
された。またこの重合体(A)のゲルパーミエーシヨン
クロマトグラフイー法により求めたポリスチレン換算の
数平均分子量は250,000であつた。上記重合体(A)10
部と、3−ベンゾイルベンゾフエノン6部とからなる組
成物をトルエンに溶解し、得られた溶液を用いてガラス
基板上にスピンコート法によつて薄膜(厚さ1.5μm)
を形成した。この薄膜に35μm周期のラインアンドスペ
ースを有するフオトマスクを通して25mW/cm2の紫外線を
120秒間照射した。照射後フオトマスクをはずし、真空
乾燥機中で100℃、0.2mmHgの条件で20時間の前熱処理し
た。こののち、薄膜の全面に40mW/cm2の紫外線を7分間
照射し、さらに120℃、常圧の条件で2時間の後熱処理
することによつて、未反応の化合物(B)を除去して、
屈折率差と凹凸差とを有する回折格子のパターンを作製
した。Example 1 2-butenyl methacrylate 70 after N 2 substitution in a reaction vessel
g, 10 g of methyl methacrylate, 71 g of 2,3-epoxypropyl methacrylate, 98 g of maleic anhydride, 600 mg of azobisisobutyronitrile, and 900 ml of dioxane, sealed and heated in a 53 ° C water bath for 24 hours for polymerization reaction. Went. The obtained reaction solution was poured into 4 l of methanol, and the product was precipitated and dried to obtain polymer (A).
0 g was obtained. This polymer (A) shows 2
-Butenyl methacrylate vs. methyl methacrylate vs. 2,
It was confirmed that the molar ratio of 3-epoxypropyl methacrylate to maleic anhydride was 1: 2: 1: 1. The polymer (A) had a number average molecular weight in terms of polystyrene of 250,000 as determined by gel permeation chromatography. The above polymer (A) 10
And a composition consisting of 6 parts of 3-benzoylbenzophenone in toluene, and using the resulting solution on a glass substrate by spin coating to form a thin film (thickness: 1.5 μm).
Was formed. A 25 mW / cm 2 ultraviolet ray is applied to this thin film through a photomask having a line and space with a period of 35 μm.
Irradiated for 120 seconds. After the irradiation, the photomask was removed, and a pre-heat treatment was performed in a vacuum dryer at 100 ° C. and 0.2 mmHg for 20 hours. Thereafter, the entire surface of the thin film is irradiated with ultraviolet rays of 40 mW / cm 2 for 7 minutes, and further subjected to a heat treatment at 120 ° C. and normal pressure for 2 hours to remove the unreacted compound (B). ,
A diffraction grating pattern having a refractive index difference and a concavo-convex difference was produced.
この回折格子の回折効率は波長が633nmの光に対して3
3%であつた。回折格子をメチルメタクリレートの飽和
蒸気中に50℃で100時間放置したが、その回折効率は変
化しなかつた。これより、この回折格子の形状および屈
折率は変化しないものと判定した。The diffraction efficiency of this diffraction grating is 3 for light with a wavelength of 633 nm.
3%. The diffraction grating was left in a saturated vapor of methyl methacrylate at 50 ° C. for 100 hours, but its diffraction efficiency did not change. From this, it was determined that the shape and the refractive index of the diffraction grating did not change.
また、この回折格子を160℃(常圧)で8時間加熱し
たが、回折効率は変化しなかつた。The diffraction grating was heated at 160 ° C. (normal pressure) for 8 hours, but the diffraction efficiency did not change.
実施例2〜9 実施例1におけると同様の方法で、第1表に示す重合
体(A)と化合物(B)とからなる感光性樹脂組成物を
調製し、第1表に示す組成の感光性樹脂組成物を用いて
実施例1におけると同じ条件で回折格子を作製した。Examples 2 to 9 In the same manner as in Example 1, a photosensitive resin composition comprising the polymer (A) and the compound (B) shown in Table 1 was prepared, and a photosensitive resin composition having the composition shown in Table 1 was prepared. A diffraction grating was produced using the conductive resin composition under the same conditions as in Example 1.
各実施例において作製した回折格子を用いて実施例1
におけると同様の耐有機溶剤性および耐熱性の試験を行
つたところ、いずれの回折格子においても回折効率は変
化しなかつた。Example 1 Using the Diffraction Grating Produced in Each Example
When the same organic solvent resistance and heat resistance tests were performed as in the above, the diffraction efficiency did not change in any of the diffraction gratings.
なお、第1表において、部は重量部を示す。 In Table 1, parts indicate parts by weight.
実施例10 実施例1におけると同じ組成の重合体(A)10部と3
−ベンゾイルベンゾフエノン6部とからなる組成物をト
ルエンに溶解し、得られた溶液を用いて、ガラス基板上
にスピンコート法によつて薄膜(厚さ1.5μm)を形成
した。この薄膜に35μm周期のラインアンドスペースを
有するフオトマスクを通して25mW/cm2の紫外線を150秒
間照射した。照射後フオトマスクをはずし、真空乾燥機
中で110℃、0.2mmHgの条件で20時間熱処理した。このの
ち、薄膜の全面に25mW/cm2の紫外線を5分間照射するこ
とによつて、未反応の化合物(B)を除去して、屈折率
差と凹凸差とを有する回折格子のパターンを作製した。 Example 10 10 parts of polymer (A) having the same composition as in Example 1 and 3
A composition comprising 6 parts of benzoylbenzophenone was dissolved in toluene, and a thin film (thickness: 1.5 μm) was formed on a glass substrate by spin coating using the obtained solution. The thin film was irradiated with ultraviolet rays of 25 mW / cm 2 for 150 seconds through a photomask having a line and space with a period of 35 μm. After the irradiation, the photomask was removed, and heat treatment was performed in a vacuum dryer at 110 ° C. and 0.2 mmHg for 20 hours. Thereafter, the entire surface of the thin film is irradiated with ultraviolet rays of 25 mW / cm 2 for 5 minutes to remove the unreacted compound (B), thereby producing a diffraction grating pattern having a difference in refractive index and a difference in unevenness. did.
この回折格子の回折効率は波長が633nmの光に対して3
0%であり、実施例1の回折格子と同様に耐有機溶剤性
および耐熱性は良好であつた。The diffraction efficiency of this diffraction grating is 3 for light with a wavelength of 633 nm.
It was 0%, and the organic solvent resistance and the heat resistance were good as in the diffraction grating of Example 1.
実施例11 反応容器にN2置換後にゲラニルメタクリレート39g、
2,3−エポキシプロピルメタクリレート26g、メチルメタ
クリレート38g、無水マレイン酸40g、アゾビスイソブチ
ロニトリル135mgおよびジオキサン450mlを仕込み、封管
して55℃のウオーターバス中で24時間加熱し重合反応を
行つた。得られた反応液をメタノール1.5l中へあけ、生
成物を沈澱させ、乾燥させることにより重合体(A)を
60gを得た。この重合体(A)はNMRによる測定結果か
ら、ゲラニルメタクリレート対2,3−エポキシプロピル
メタクリレート対メチルメタクリレート対無水マレイン
酸のモル比が1対1対2対1の共重合体であることが確
認された。またこの重合体(A)のゲルパーミエーシヨ
ンクロマトグラフイー法による求めたポリスチレン換算
の数平均分子量は、300,000であつた。上記重合体
(A)10部と、1,3,5−トリベンゾイルベンゼン8部と
からなる組成物をトルエンに溶解し、得られた溶液を用
いてガラス基板上にスピンコート法によつて薄膜(厚さ
1.5μm)を形成し、実施例1におけると同じ条件でフ
オトマスクを通して紫外線を照射した。こののち、実施
例1におけると同様に前熱処理、後熱処理および紫外線
照射することによつて、未反応の化合物(B)を除去し
て、屈折率差と凹凸差とを有する回折格子のパターンを
作製した。Example 11 Geranyl methacrylate 39 g after N 2 substitution in a reaction vessel,
26 g of 2,3-epoxypropyl methacrylate, 38 g of methyl methacrylate, 40 g of maleic anhydride, 135 mg of azobisisobutyronitrile and 450 ml of dioxane were charged, sealed and heated in a 55 ° C water bath for 24 hours to carry out a polymerization reaction. I got it. The obtained reaction solution was poured into 1.5 l of methanol, and the product was precipitated and dried to obtain the polymer (A).
60 g were obtained. From the results of NMR measurement, it was confirmed that this polymer (A) was a copolymer having a molar ratio of geranyl methacrylate to 2,3-epoxypropyl methacrylate to methyl methacrylate to maleic anhydride of 1: 1: 1: 2: 1. Was done. The number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer (A) determined by gel permeation chromatography was 300,000. A composition comprising 10 parts of the above polymer (A) and 8 parts of 1,3,5-tribenzoylbenzene is dissolved in toluene, and a thin film is formed on a glass substrate by spin coating using the resulting solution. (thickness
1.5 μm) and irradiated with ultraviolet light through a photomask under the same conditions as in Example 1. After that, the unreacted compound (B) is removed by pre-heat treatment, post-heat treatment and UV irradiation as in Example 1, and the pattern of the diffraction grating having the refractive index difference and the unevenness difference is changed. Produced.
この回折格子は実施例1の回折格子と同様に耐有機溶
剤性および耐熱性は良好であつた。This diffraction grating was excellent in organic solvent resistance and heat resistance similarly to the diffraction grating of Example 1.
比較例 2−ブテニルメタクリレート対メチルメタクリレート
のモル比が1対3の共重合体10部と、3−ベンゾイルベ
ンゾフエノン6部とからなる感光性樹脂組成物を用い
て、実施例1におけると同じ方法で回折格子を作製し
た。COMPARATIVE EXAMPLE Using a photosensitive resin composition comprising 10 parts of a copolymer having a molar ratio of 2-butenyl methacrylate to methyl methacrylate of 1 to 3 and 6 parts of 3-benzoylbenzophenone, A diffraction grating was produced in the same manner.
この回折格子の回折効率は波長が633nmの光に対して3
0%であつた。回折格子を150℃(常圧)で4時間加熱す
ると回折格子が変形し、回折効率が25%まで低下した。The diffraction efficiency of this diffraction grating is 3 for light with a wavelength of 633 nm.
It was 0%. When the diffraction grating was heated at 150 ° C. (normal pressure) for 4 hours, the diffraction grating was deformed, and the diffraction efficiency was reduced to 25%.
[発明の効果] 本発明によれば、感光性樹脂の露光部が非露光部より
も屈折率が高く、かつ厚みが大きい表面レリーフ構造を
有し、耐有機溶剤性および耐熱性に優れたパターンを与
える感光性樹脂組成物が得られる。また該感光性樹脂組
成物を用いた上記のパターンを作製する方法および該感
光性樹脂組成物により作製されてなるパターンが得られ
る。[Effects of the Invention] According to the present invention, a pattern in which an exposed portion of a photosensitive resin has a higher refractive index than a non-exposed portion, has a surface relief structure having a large thickness, and is excellent in organic solvent resistance and heat resistance. Is obtained. Further, a method for producing the above-mentioned pattern using the photosensitive resin composition and a pattern produced using the photosensitive resin composition are obtained.
Claims (3)
クロアルケニル基または下記一般式 で示される基を表す。ここで、Z1は2価の炭化水素基を
表し、R1、R2およびR3はそれぞれ水素原子、アルキル基
またはアルケニル基を表す。] で示される構造単位を1〜97モル%、下記一般式(II) [式中、X2は水素原子またはアルキル基を表し、Z2は2
価の炭化水素基を表し、R4、R5およびR6はそれぞれ水素
原子またはアルキル基を表す。]で示される構造単位を
1〜97モル%、下記一般式(III) [式中、X3は水素原子またはアルキル基を表し、Y2はフ
エニル基、アルコキシカルボニル基またはカルバモイル
基を表し、一般式(III)における水素原子はフツ素原
子によつて置換されていてもよい。] で示される構造単位を0〜97モル%、および下記一般式
(IV) [式中、X4はメチレン基または酸素原子を表し、X5、
X6、X7、X8、X9およびX10はそれぞれ水素原子またはア
ルキル基を表し、nは0ないし3の整数である。] で示される構造単位を1〜97モル%有する重合体(A)
と、置換基を有していてもよい芳香族アルデヒドおよび
芳香族ケトンからなる群より選ばれる化合物(B)とか
らなる感光性樹脂組成物。1. A compound represented by the following general formula (I) [In the formula, X 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Y 1 represents a cycloalkenyl group or a general formula shown below. Represents a group represented by Here, Z 1 represents a divalent hydrocarbon group, and R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group. 1 to 97 mol% of the structural unit represented by the following general formula (II) [Wherein, X 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Z 2 represents 2
R 4 , R 5 and R 6 each represent a hydrogen atom or an alkyl group. 1 to 97 mol% of the structural unit represented by the following general formula (III) [Wherein X 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, Y 2 represents a phenyl group, an alkoxycarbonyl group or a carbamoyl group, and the hydrogen atom in the general formula (III) may be substituted by a fluorine atom. Good. And 0 to 97 mol% of the structural unit represented by the following general formula (IV): [Wherein X 4 represents a methylene group or an oxygen atom, X 5 ,
X 6 , X 7 , X 8 , X 9 and X 10 each represent a hydrogen atom or an alkyl group, and n is an integer of 0 to 3. (A) having 1 to 97 mol% of a structural unit represented by the following formula:
And a compound (B) selected from the group consisting of an aromatic aldehyde and an aromatic ketone which may have a substituent.
製されてなることを特徴とするパターン。2. A pattern produced by using the photosensitive resin composition according to claim 1.
クロアルケニル基または下記一般式 で示される基を表す。ここで、Z1は2価の炭化水素基を
表し、R1、R2およびR3はそれぞれ水素原子、アルキル基
またはアルケニル基を表す。] で示される構造単位を1〜97モル%、下記一般式(II) [式中、X2は水素原子またはアルキル基を表し、Z2は2
価の炭化水素基を表し、R4、R5およびR6はそれぞれ水素
原子またはアルキル基を表す。]で示される構造単位を
1〜97モル%、下記一般式(III) [式中、X3は水素原子またはアルキル基を表し、Y2はフ
エニル基、アルコキシカルボニル基またはカルバモイル
基を表し、一般式(III)における水素原子はフツ素原
子によつて置換されていてもよい。] で示される構造単位を0〜97モル%、および下記一般式
(IV) [式中、X4はメチレン基または酸素原子を表し、X5、
X6、X7、X8、X9およびX10はそれぞれ水素原子またはア
ルキル基を表し、nは0ないし3の整数である。] で示される構造単位を1〜97モル%有する重合体(A)
と、置換基を有していてもよい芳香族アルデヒドおよび
芳香族ケトンからなる群より選ばれる化合物(B)とか
らなる感光性樹脂組成物の薄膜を形成する工程、 (ロ)薄膜に所望のパターンに応じて部分的に紫外線を
照射する工程、 および (ハ)薄膜から未反応の化合物(B)を除去する工程、
を設けてなることを特徴とするパターン作製法。(A) the following general formula (I): [In the formula, X 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Y 1 represents a cycloalkenyl group or a general formula shown below. Represents a group represented by Here, Z 1 represents a divalent hydrocarbon group, and R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group or an alkenyl group. 1 to 97 mol% of the structural unit represented by the following general formula (II) [Wherein, X 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Z 2 represents 2
R 4 , R 5 and R 6 each represent a hydrogen atom or an alkyl group. 1 to 97 mol% of the structural unit represented by the following general formula (III) [Wherein X 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, Y 2 represents a phenyl group, an alkoxycarbonyl group or a carbamoyl group, and the hydrogen atom in the general formula (III) may be substituted by a fluorine atom. Good. And 0 to 97 mol% of the structural unit represented by the following general formula (IV): [Wherein X 4 represents a methylene group or an oxygen atom, X 5 ,
X 6 , X 7 , X 8 , X 9 and X 10 each represent a hydrogen atom or an alkyl group, and n is an integer of 0 to 3. (A) having 1 to 97 mol% of a structural unit represented by the following formula:
And forming a thin film of a photosensitive resin composition comprising a compound (B) selected from the group consisting of an aromatic aldehyde and an aromatic ketone which may have a substituent; (C) removing unreacted compound (B) from the thin film,
A pattern production method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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JP5037690A JP2721572B2 (en) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | Photosensitive resin composition, pattern using the same, and pattern manufacturing method |
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JPH03251846A JPH03251846A (en) | 1991-11-11 |
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- 1990-02-28 JP JP5037690A patent/JP2721572B2/en not_active Expired - Fee Related
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