JP2931436B2 - Pattern making method - Google Patents

Pattern making method

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JP2931436B2
JP2931436B2 JP10396091A JP10396091A JP2931436B2 JP 2931436 B2 JP2931436 B2 JP 2931436B2 JP 10396091 A JP10396091 A JP 10396091A JP 10396091 A JP10396091 A JP 10396091A JP 2931436 B2 JP2931436 B2 JP 2931436B2
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は大きな屈折率差を有する
感光性樹脂組成物のレリーフパターンの作製法に関す
る。
The present invention relates to a method for producing a relief pattern of a photosensitive resin composition having a large difference in refractive index.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、感光性樹脂の露光部では架橋反応
や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。
2. Description of the Related 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 dissolved. A relief pattern was prepared by a method of removing the photosensitive resin [Conventional method (1)].

【0003】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ッキングし、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
わゆるフォトロッキング法[従来法(2)]が知られて
いる[アプライド・フィジクス・レターズ(Appli
ed Physics Letters)、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。
Further, 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. A method of forming a pattern having a refractive index difference between an exposed portion and a non-exposed portion by locking the doping material in the portion and evaporating and removing the doping material in the unexposed portion, a so-called photo-locking method [conventional method (2)] ] [Applied Physics Letters (Appli
Physics Letters), Vol. 26,
No. 6, pages 303-306 (1975)]. According to this method, it is reported that the film thickness is increased by about 10% in the exposed part as compared with the non-exposed part.

【0004】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、ついで該薄
膜を加熱するかまたは減圧下に置くことにより未反応の
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6
2−95526号公報参照)。
Further, a photosensitive resin composition comprising an acrylic acid or methacrylic acid ester-based polymer or copolymer having a photoreactive double bond at an alcohol residue of an ester and an aromatic ketone or aromatic aldehyde. Forming a thin film, then irradiating the thin film with ultraviolet light, and then heating or placing the thin film under reduced pressure to remove the unreacted aromatic ketone or aromatic aldehyde, thereby exposing the exposed portion and the unexposed portion. (Conventional method (3)) for producing a pattern having both a refractive index difference and a concavo-convex difference between the same (see JP-A-62-95525 and JP-A-6-95525).
2-95526).

【0005】[0005]

【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。
In the relief pattern of the photosensitive resin prepared by the conventional method (1), the difference in the refractive index between the exposed portion and the non-exposed portion is 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.

【0006】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
つ厚さが大きい鮮明なパターンを形成することができ
る。薄膜を加熱するかまたは減圧下に置くことにより、
非露光部に存在する未反応の芳香族ケトンまたは芳香族
アルデヒドが選択的に除去された場合には、露光部と非
露光部との間に大きな屈折率差と凹凸差とが得られる。
しかしながら、その際に、露光部に存在する未反応の芳
香族ケトンまたは芳香族アルデヒドも同様に除去されて
しまう。露光部に存在する未反応の芳香族ケトンまたは
芳香族アルデヒドを減少させるためには、薄膜に照射す
る紫外線のエネルギーを大きくするか、照射時間を長く
する必要があり、生産性が低下する。
According to the conventional method (3), a clear pattern having a higher refractive index in the exposed portion of the photosensitive resin composition than the unexposed portion and a large thickness can be formed. By heating or placing the film under reduced pressure,
When the unreacted aromatic ketone or aromatic aldehyde present in the non-exposed area is selectively removed, a large difference in refractive index and unevenness between the exposed area and the non-exposed area is obtained.
However, at that time, unreacted aromatic ketones or aromatic aldehydes present in the exposed portions are also removed. In order to reduce the amount of unreacted aromatic ketone or aromatic aldehyde present in the exposed area, it is necessary to increase the energy of the ultraviolet light applied to the thin film or to lengthen the irradiation time, which lowers the productivity.

【0007】本発明の目的は、感光性樹脂組成物からな
る薄膜の露光部が非露光部よりも屈折率が高く、かつ厚
さが大きい表面レリーフ構造を有し、しかも耐熱性に優
れたパターンを短い露光時間によって高い生産性で作製
する方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pattern having a surface relief structure in which the exposed portion of a thin film made of a photosensitive resin composition has a higher refractive index and a larger thickness than the unexposed portion, and has excellent heat resistance. Is to provide a method for producing a high productivity with a short exposure time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、下記の(イ)、(ロ)、(ハ)および(ニ)の
工程を設けてなることを特徴とする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, the above object has been achieved by the following steps (a), (b), (c) and (d). Achieved by providing a law.

【0009】(イ)下記一般式(I)(A) The following general formula (I)

【化4】 [式中、X1は水素原子またはアルキル基を表し、Y1
シクロアルケニル基または下記一般式(III)
Embedded image [Wherein, X 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and Y 1 represents a cycloalkenyl group or the following general formula (III)

【化5】 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
(以下、これを構造単位(I)と称する)を2〜100
モル%、および下記一般式(II)
Embedded image 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. (Hereinafter referred to as the structural unit (I)) in the range of 2 to 100
Mol%, and the following general formula (II)

【化6】 [式中、X2は水素原子またはアルキル基を表し、Y2
フェニル基、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(II)における水素原子はフッ素原
子によって置換されていてもよい。]で示される構造単
位(以下、これを構造単位(II)と称する)を0〜98
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。 (ハ)重合体(A)が溶解されない溶媒を用いて、薄膜
から未反応の化合物(B)を溶解除去する工程。 (ニ)薄膜の全面に紫外線を照射する工程。
Embedded image [In the formula, X 2 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 (II) may be substituted by a fluorine atom. (Hereinafter referred to as a structural unit (II)) from 0 to 98
Step of forming a thin film of a photosensitive resin composition comprising a polymer (A) having a mole% and a compound (B) selected from the group consisting of an aromatic aldehyde and an aromatic ketone which may have a substituent. . (B) A step of partially irradiating the thin film with ultraviolet rays according to a desired pattern. (C) a step of dissolving and removing the unreacted compound (B) from the thin film using a solvent in which the polymer (A) is not dissolved. (D) A step of irradiating the entire surface of the thin film with ultraviolet rays.

【0010】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5〜100モル
%含む場合が好ましい。
The polymer (A) constituting the photosensitive resin composition used in the present invention preferably contains 5 to 100 mol% of the structural unit (I).

【0011】上記の構造単位(I)におけるX1および構
造単位(II)におけるX2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が表す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、フアルネソ
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。
The alkyl group represented by X 1 in the structural unit (I) and X 2 in the structural unit (II) has a carbon number of 4 such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group and a butyl group. The following lower alkyl groups are preferred. The alkyl group represented by R 1 , R 2 and R 3 in the structural unit (I) may have a branched chain or an arbitrary substituent, and may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group or a butyl group. And a lower alkyl group having 8 or less carbon atoms, such as amyl group, hexyl group, heptyl group and octyl group. The above R 1 , R 2 and R 3
Is preferably a 2-butenyl group, a 3-methyl-2-butenyl group, a 3-pentenyl group, or a 4-methyl-3-pentenyl group. As the divalent hydrocarbon group represented by Z 1 in the structural unit (I), an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms which may have a branched chain is preferable. Preferred examples of Y 1 in the structural unit (I) include an allyl group;
-Butenyl group, 3-butenyl group, 2-methyl-2-propenyl group; 2-heptenyl group, 3-heptenyl group, 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-
A cyclohexenyl group, a 3-methyl-2-cyclohexenyl group, a geranyl group, an isogeranyl group, a neryl group, a lavanjuyl group, a 6-methylgeranyl group, a 1-methylgeranyl group, a 6-ethylgeranyl group, a perillyl group, a phnesol group, A geranylgeranyl group, a β-cyclogeranylgeranyl group and the like can be mentioned.

【0012】構造単位(II)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 (II) include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a pentanoxycarbonyl group, a hexanoxycarbonyl group, Heptanoxycarbonyl group, cyclohexanoxycarbonyl group and the like can be mentioned.

【0013】重合体(A)はα位がアルキル基によって
置換されていてもよいアクリル酸またはそのエステルの
単独重合または構造単位(II)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
有するアルコールとを反応させるか、または構造単位
(I)を形成するアクリル酸誘導体の単独重合または該
アクリル酸誘導体と上記コモノマーを形成するアクリル
酸誘導体との共重合により製造することができる。
The polymer (A) is obtained by homopolymerization of acrylic acid or its ester which may be substituted at the α-position by an alkyl group or copolymerization with a comonomer forming the structural unit (II). By reacting the polymer with an alcohol having a group Y 1 , or by homopolymerization of an acrylic acid derivative forming the structural unit (I) or copolymerization of the acrylic acid derivative and the acrylic acid derivative forming the comonomer Can be manufactured.

【0014】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
鎖状になっ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っ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;フアルネソルメタクリレート、フアルネソルア
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, 2 (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, 1,1 (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
-An acrylic acid derivative in which an alcohol residue such as heptenyl methacrylate, 2 (or 3) -methyl-2-heptenyl acrylate is chained; 2 (or 3)-
Acrylic acid derivatives in which alcohol residues such as methyl-2-cyclohexenyl methacrylate, 2 (or 3) -methyl-2-cyclohexenyl acrylate are cyclic; geranyl methacrylate, geranyl acrylate, neryl methacrylate, neryl acrylate, isogeneryl Methacrylate, isogeranyl acrylate,
Lavandiuryl methacrylate, Lavandiuryl acrylate, 6-methylgeranyl methacrylate, 6-methylgeranyl acrylate, 1-methylgeranyl methacrylate, 1-methylgeranyl acrylate, 6-ethylgeranyl methacrylate, 6-ethylgeranyl acrylate, perillyl methacrylate, Esters of chain or cyclic terpene alcohols having two non-conjugated double bonds such as perillyl acrylate with acrylic acid or methacrylic acid; fumaresol methacrylate, fumaresol acrylate, geranylgeranyl methacrylate, geranylgeranyl acrylate, β-cyclo A chain or cyclic terpene-based alcohol having three or more non-conjugated double bonds such as geranylgeranyl methacrylate, β-cyclogeranylgeranyl acrylate, etc. And esters of acrylic acid and methacrylic acid. 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.

【0015】構造単位(II)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、メタクリル酸ヘキシ
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(II)にお
ける水素原子はフッ素原子によって置換されていてもよ
い。
Examples of the comonomer forming the structural unit (II) include methacrylic acid; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate;
Alkyl methacrylates such as pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, amyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate; acrylic acid; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl methacrylate, acrylic Amyl acid, alkyl acrylates such as cyclohexyl acrylate, methacrylamide,
Examples include substituted styrenes such as acrylamide, styrene, and α-methylstyrene. A hydrogen atom in the structural unit (II) may be replaced by a fluorine atom.

【0016】重合体(A)はゲルパーミエーションクロ
マトグラフィにより求めたポリスチレン換算の数平均分
子量が1,000〜1,000,000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,
000〜800,000の範囲にあるものがより好まし
い。
The polymer (A) preferably has a polystyrene-equivalent number average molecular weight in the range of 1,000 to 1,000,000 as determined by gel permeation chromatography. The polymer (A) has a number average molecular weight of 100,
Those in the range of 000 to 800,000 are more preferred.

【0017】化合物(B)としては例えば置換基を有し
てもよいベンズアルデヒド、ベンゾフェノンまたはその
誘導体が挙げられ、具体的には下記の一般式(IV)、一
般式(V)または一般式(VI)で示される。
The compound (B) includes, for example, benzaldehyde, benzophenone or a derivative thereof which may have a substituent. Specifically, the following general formula (IV), general formula (V) or general formula (VI) ).

【化7】 Embedded image

【化8】 Embedded image

【化9】 [式中、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10
よびX11はそれぞれ水素原子、炭素数7以下のアルキル
基もくしはアルコキシ基、またはハロゲン原子を表し、
12、X13、X14、X15、X16およびX17はそれぞれ水
素原子またはハロゲン原子を表す。nは0、1または2
である。]
Embedded image [In the formula, X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , X 7 , X 8 , X 9 , X 10 and X 11 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 7 or less carbon atoms or an alkoxy group, or a halogen atom. Represents an atom,
X 12 , X 13 , X 14 , X 15 , X 16 and X 17 each represent a hydrogen atom or a halogen atom. n is 0, 1 or 2
It is. ]

【0018】好ましい化合物(B)としてはベンゾフェ
ノン;3(または4)−メチルベンゾフェノン、3(ま
たは4)−メトキシベンゾフェノン、3,3’(または
4,4’)−ジメチルベンゾフェノン、3,3’(また
は4,4’)−ジメトキシベンゾフェノン、2,3(ま
たは2,4)−クロルベンゾフェノン、3,4,5−ト
リメトキシベンゾフェノンなどの置換ベンゾフェノン、
3−ベンゾイルベンゾフェノン;3(または4)−メチ
ルベンゾイル−3’(または4’)−メチルベンゾフェ
ノン、3(または4)−メトキシベンゾイル−3’(ま
たは4’)−メトキシベンゾフェノン、3,3’−ジベ
ンゾイルベンゾフェノン、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ェノン、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、ベンゾフェノ
ン、3−ベンゾイルベンゾフェノン、3,3’−ジベン
ゾイルベンゾフェノンおよび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
ゾイルベンゾフェノンおよび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溶剤性および耐熱性が高い
点で特に好ましい。
Preferred compounds (B) are benzophenone; 3 (or 4) -methylbenzophenone, 3 (or 4) -methoxybenzophenone, 3,3 '(or 4,4')-dimethylbenzophenone, 3,3 '( Or substituted benzophenones such as 4,4 ′)-dimethoxybenzophenone, 2,3 (or 2,4) -chlorobenzophenone, 3,4,5-trimethoxybenzophenone,
3-benzoylbenzophenone; 3 (or 4) -methylbenzoyl-3 ′ (or 4 ′)-methylbenzophenone, 3 (or 4) -methoxybenzoyl-3 ′ (or 4 ′)-methoxybenzophenone, 3,3′- Meta-substituted benzophenones such as dibenzoylbenzophenone and 1,3,5-tribenzoylbenzene, benzaldehyde; 3 (or 4) -methylbenzaldehyde,
3 (or 4) -methoxybenzaldehyde, 3,4-
Examples include 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-benzoylbenzophenone and 1,3,3 5-Tribenzoylbenzene has good photoreactivity, can increase the difference in unevenness and refractive index between exposed and unexposed portions, and has high solvent resistance and high heat resistance in the produced pattern. It is particularly preferred in that respect.

【0019】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 preferably in the range of 10: 1 to 1:10 (weight ratio),
The 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 preferably in the range of 10: 1 to 1:20 (molar ratio),
The range of 5: 1 to 1:10 (molar ratio) is more preferable.

【0020】上記(イ)工程では重合体(A)と化合物
(B)とを溶解する溶媒に両者を溶解し、得られた溶液
を用いてキャスティング法、バーコート法、スピンコー
ト法などによって薄膜を形成する。必要に応じて薄膜を
減圧処理または加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
たは形態によって選択される。薄膜の厚さは0.1〜2
0μmの範囲にあることが好ましい。一般に厚さが大き
い場合には、キャスティング法、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 above 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 reduced pressure 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 0.1-2
It is preferably in the range of 0 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.

【0021】(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200〜450
nmの紫外線を照射する。これによって、構造単位
(I)と化合物(B)とが光反応する。光源としては低
圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キ
セノン−水銀ランプ、メタルハライドランプ、N2ガス
レーザー、He−Cdレーザーなどが用いられる。所望
のパターンを形成する方法としてフォトマスクを用いる
マスク露光法、二光束干渉露光法、レーザービーム直接
描画法、紫外線ビーム直接描画法などが採用される。こ
こで、感光性樹脂組成物を構成する重合体(A)および
化合物(B)の種類および組成、(ハ)工程における現
像条件などに応じて露光エネルギーが決定される。
In the step (b) following the step (a), the wavelength of the thin film is partially set to 200 to 450 in accordance with a desired pattern.
Irradiate ultraviolet light of nm. This causes a photoreaction between the structural unit (I) and the compound (B). As a light source, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a xenon-mercury lamp, a metal halide lamp, a N 2 gas laser, a He—Cd laser, or the like 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, an ultraviolet beam direct writing method, or the like is employed. Here, the exposure energy is determined according to the type and composition of the polymer (A) and the compound (B) constituting the photosensitive resin composition, the development conditions in the step (c), and the like.

【0022】(ロ)工程に続く(ハ)工程においては、
重合体(A)を溶解しない溶媒を用いて、薄膜中の未反
応の化合物(B)を溶解除去する。該溶媒が感光性樹脂
組成物中の重合体(A)を溶解せず、未反応の化合物
(B)を溶解する性質を有していることから、感光性樹
脂組成物表面に荒れ、白化などが発生することがなく、
未反応の化合物(B)のみが溶解除去される。
In the step (c) following the step (b),
Using a solvent that does not dissolve the polymer (A), the unreacted compound (B) in the thin film is dissolved and removed. Since the solvent has the property of dissolving the unreacted compound (B) without dissolving the polymer (A) in the photosensitive resin composition, the surface of the photosensitive resin composition becomes rough and whitened. Does not occur,
Only the unreacted compound (B) is dissolved and removed.

【0023】上記の溶媒としては、含フッ素化合物が表
面張力が小さく、重合体(A)を侵しにくく、低分子物
質をよく溶解することから好ましい。含フッ素化合物と
しては、クロロトリフルオロメタン、1,1,2−トリ
クロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、1,1,
2,2−テトラクロロ−1,2−ジフルオロエタン、
1,1−ジクロロ−2,2,2−トリフルオロエタン、
1,2−ジクロロ−1,1−ジフルオロエタン、1,1
−ジクロロ−1−フルオロエタン、1,1,2−トリク
ロロ−1,2−ジフルオロエタン、2,2,3,3,3
−ペンタフルオロエタノールなどが溶解性、入手のし易
さなどの点から好ましい。また該含フッ素化合物と炭化
水素化合物、アルコールなどの他の化合物とを混合して
も良い。含フッ素化合物と他の化合物とを混合する際に
は、フッ素化合物を5%以上(重量比)含んでいること
が好ましい。また、上記の溶媒としては、炭素数5以下
のアルコールが重合体(A)を侵しにくく、極性の高い
低分子量物質をよく溶解することから好ましい。炭素数
5以下のアルコールとしては、メタノール、エタノー
ル、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノ
ール、2−ブタノール、2−メチル−2−プロパノー
ル、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル
−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−
メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノー
ル、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオー
ル、1,3−プロパンジオール、1,2,3−プロパン
トリオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタン
ジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジ
オール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタン
ジオールなどが溶解性、入手のし易さなどの点から好ま
しい。上記炭素数5以下のアルコールは重合体(A)を
より侵しにくくするために水溶液にして用いることが好
ましい。アルコールを水溶液にして用いる場合には、ア
ルコールを5%以上(重量比)含んでいることが好まし
い。溶媒の表面張力を小さくして感光性樹脂表面が均一
に濡れるようにするために、アルコールに界面活性剤を
添加してもよい。
As the above-mentioned solvent, a fluorine-containing compound is preferable because it has a low surface tension, hardly corrodes the polymer (A), and dissolves low-molecular substances well. Examples of the fluorine-containing compound include chlorotrifluoromethane, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, 1,1,
2,2-tetrachloro-1,2-difluoroethane,
1,1-dichloro-2,2,2-trifluoroethane,
1,2-dichloro-1,1-difluoroethane, 1,1
-Dichloro-1-fluoroethane, 1,1,2-trichloro-1,2-difluoroethane, 2,2,3,3,3
-Pentafluoroethanol and the like are preferable in terms of solubility, availability, and the like. The fluorine-containing compound may be mixed with another compound such as a hydrocarbon compound or alcohol. When mixing the fluorine-containing compound with another compound, it is preferable that the fluorine-containing compound contains 5% or more (weight ratio) of the fluorine compound. Further, as the above-mentioned solvent, an alcohol having 5 or less carbon atoms is preferable because it hardly corrodes the polymer (A) and well dissolves a high-polarity low molecular weight substance. Examples of the alcohol having 5 or less carbon atoms include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 2-pentanol, 3-pentanol, and 2-methyl. -1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-
Methyl-1-butanol, 3-methyl-2-butanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2,3-propanetriol, 1,2-butanediol , 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, and the like are preferable in terms of solubility, availability, and the like. . The alcohol having 5 or less carbon atoms is preferably used in the form of an aqueous solution in order to make the polymer (A) less susceptible to attack. When alcohol is used in the form of an aqueous solution, it is preferable to contain the alcohol in an amount of 5% or more (weight ratio). A surfactant may be added to the alcohol to reduce the surface tension of the solvent so that the photosensitive resin surface is uniformly wetted.

【0024】(ハ)工程に続く(ニ)工程では、感光性
樹脂組成物の薄膜の全面に波長が200〜450nmの
紫外線を照射するのが好ましい。(ハ)工程で処理され
た感光性樹脂組成物薄膜における露光部には未反応の化
合物(B)が残存しており、未反応の化合物(B)が溶
解除去された非露光部との間に化合物(B)の濃度勾配
が生じる。(ニ)工程を施すことによって、薄膜中に残
存する未反応の化合物(B)と構造単位(I)とが光反
応し、パターンの形状がダレることなく、パターンの耐
熱性が向上する。(ニ)工程で用いる光源としては
(ロ)工程で例示したものを用いることができる。
In the step (d) following the step (c), it is preferable to irradiate the entire surface of the thin film of the photosensitive resin composition with ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 450 nm. (C) The unreacted compound (B) remains in the exposed portion of the photosensitive resin composition thin film treated in the step, and the unreacted compound (B) is dissolved and removed between the unexposed portion and the unexposed portion. , A concentration gradient of the compound (B) occurs. By performing the step (d), the unreacted compound (B) remaining in the thin film undergoes a photoreaction with the structural unit (I), and the heat resistance of the pattern is improved without sagging the shape of the pattern. As the light source used in the step (d), those exemplified in the step (b) can be used.

【0025】(ニ)工程に続いて、所望のパターンが形
成された感光性樹脂組成物の薄膜を100〜230℃の
範囲の温度で15分間〜40時間熱処理する(ホ)工程
を設けることにより、形成されたパターンの耐熱性をさ
らに向上させることができる。
After the step (d), a step (e) of subjecting the thin film of the photosensitive resin composition on which the desired pattern is formed to a heat treatment at a temperature in the range of 100 to 230 ° C. for 15 minutes to 40 hours is provided. In addition, the heat resistance of the formed pattern can be further improved.

【0026】本発明によれば、光導波路、回折格子、グ
レーティングレンズ、ホログラムレンズ、マイクロレン
ズアレイなどのパターンを作製することができる。得ら
れたパターンは透明性、耐有機溶剤性および耐熱性に優
れている。
According to the present invention, patterns such as an optical waveguide, a diffraction grating, a grating lens, a hologram lens, and a microlens array can be produced. The obtained pattern is excellent in transparency, organic solvent resistance and heat resistance.

【0027】[0027]

【作用】本発明のパターン作製法においては、露光部に
存在する未反応の化合物(B)を溶解することなく、未
露光部に存在する未反応の化合物(B)を選択的に溶解
除去することが可能であり、(ロ)工程における露光時
間が短かい場合にも露光部と非露光部との間で大きな屈
折率差と凹凸差とを有するパターンが得られる。
In the pattern forming method of the present invention, the unreacted compound (B) existing in the unexposed area is selectively dissolved and removed without dissolving the unreacted compound (B) existing in the exposed area. It is possible to obtain a pattern having a large difference between the refractive index and the unevenness between the exposed portion and the non-exposed portion even when the exposure time in the step (b) is short.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0029】実施例1 試験管に2−ブテニルメタクリレート26g、メチルメ
タクリレート56g、アゾビスイソブチロニトリル90
mgおよびジオキサン300gをN2置換して仕込み、
封管して55〜60℃のウォーターバス中で24時間加
熱し重合反応を行った。得られた反応液をメタノール1
l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50g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のモル比が1対3の共重合体である
ことが確認された。またこの重合体(A)の分子量はゲ
ルパーミェーションクロマトグラフィ法により求めたポ
リスチレン換算の数平均分子量で220,000であっ
た。上記重合体(A)10部と、3−ベンゾイルベンゾ
フェノン8部とからなる感光性樹脂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
ート法によって薄膜(厚さ1.5μm)を形成した
[(イ)工程]。この薄膜を60℃で30分間熱処理し
た後、得られた薄膜に20μm周期のラインアンドスペ
ースを有するフォトマスクを通して350nm、25m
W/cm2の紫外線を30秒間照射した[(ロ)工
程]。紫外線照射後フォトマスクをはずし、ガラス基板
を25℃の1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリ
フルオロエタンに10分間浸漬し、非露光部の未反応の
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[(ハ)工程]。続いて、
薄膜の全面に10分間、30mW/cm2の紫外線を照
射した[(ニ)工程]。
Example 1 A test tube was filled with 26 g of 2-butenyl methacrylate, 56 g of methyl methacrylate, and 90 g of azobisisobutyronitrile.
mg and 300 g of dioxane were charged with N 2 substitution,
The tube was sealed and heated in a water bath at 55 to 60 ° C. for 24 hours to carry out a polymerization reaction. The reaction solution obtained was treated with methanol 1
The product was precipitated and dried to obtain 50 g of a polymer (A). This polymer (A) is NMR
As a result, it was confirmed that the copolymer was a copolymer having a molar ratio of 2-butenyl methacrylate to methyl methacrylate of 1: 3. The molecular weight of the polymer (A) was 220,000 in terms of polystyrene equivalent number average molecular weight determined by gel permeation chromatography. A photosensitive resin composition comprising 10 parts of the polymer (A) and 8 parts of 3-benzoylbenzophenone is dissolved in toluene, and a thin film (thickness: 1) is formed on a glass substrate by spin coating using the obtained solution. .5 .mu.m) [Step (a)]. After heat treating this thin film at 60 ° C. for 30 minutes, the obtained thin film is passed through a photomask having a line and space cycle of 20 μm to form a 350 nm, 25 m
Ultraviolet light of W / cm 2 was irradiated for 30 seconds [(b) step]. After the ultraviolet irradiation, the photomask is removed, and the glass substrate is immersed in 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane at 25 ° C. for 10 minutes to remove the unreacted compound (B) in the unexposed portion. Thus, a diffraction grating pattern having a refractive index difference and a concavo-convex difference was prepared [Step (c)]. continue,
The entire surface of the thin film was irradiated with ultraviolet rays of 30 mW / cm 2 for 10 minutes [Step (d)].

【0030】このようにして得られた回折格子の深さ
は、触針式表面形状測定装置(タリステップ)により
0.3μmであることが判明した。回折格子表面に白
化、荒れなどは発生しなかった。また、この回折格子の
回折効率は波長が780nmの光に対して12%であっ
た。回折格子を150℃(常圧)で2時間加熱すること
により、耐熱性試験を施したが、回折効率は変化しなか
った。これより、回折格子の形状および屈折率が変化し
ていないものと判定した。
The depth of the diffraction grating thus obtained was found to be 0.3 μm by a stylus type surface shape measuring device (Taristep). No whitening or roughness occurred on the diffraction grating surface. The diffraction efficiency of this diffraction grating was 12% with respect to light having a wavelength of 780 nm. A heat resistance test was performed by heating the diffraction grating at 150 ° C. (normal pressure) for 2 hours, but the diffraction efficiency did not change. From this, it was determined that the shape and the refractive index of the diffraction grating did not change.

【0031】実施例2 実施例1と同じ組成の感光性樹脂組成物を用いて、実施
例1と同様の方法で作製した回折格子のパターンに13
0℃(常圧)で5時間の(ホ)工程の熱処理を施した。
Example 2 Using a photosensitive resin composition having the same composition as in Example 1, the pattern of a diffraction grating produced in the same manner as in Example 1 was changed to 13
The heat treatment of the step (e) was performed at 0 ° C. (normal pressure) for 5 hours.

【0032】熱処理を施した回折格子の表面に白化、荒
れなどは発生しなかった。また、この回折格子の回折効
率は、波長が780nmの光に対して12%であった。
回折格子を160℃(常圧)で2時間加熱することによ
り、耐熱性試験を施したが、回折効率は変化しなかっ
た。これより、回折格子の形状および屈折率が変化しな
いものと判定した。
No whitening or roughening occurred on the surface of the diffraction grating subjected to the heat treatment. The diffraction efficiency of this diffraction grating was 12% with respect to light having a wavelength of 780 nm.
A heat resistance test was performed by heating the diffraction grating at 160 ° C. (normal pressure) for 2 hours, but the diffraction efficiency did not change. From this, it was determined that the shape and the refractive index of the diffraction grating did not change.

【0033】実施例3〜18 実施例1におけると同様の方法で、表1および表2に示
す重合体(A)および化合物(B)からなる感光性樹脂
組成物を作り、回折格子のパターンを作製した。
Examples 3 to 18 In the same manner as in Example 1, a photosensitive resin composition comprising the polymer (A) and the compound (B) shown in Tables 1 and 2 was prepared, and the pattern of the diffraction grating was changed. Produced.

【0034】各実施例において作製した回折格子を用い
て実施例1と同様にして耐熱性試験を行ったところ、回
折効率はいずれも変化しなかった。また、回折格子の表
面に白化、荒れなどは発生しなかった。
When a heat resistance test was carried out in the same manner as in Example 1 using the diffraction gratings produced in each of the examples, none of the diffraction efficiencies was changed. Also, no whitening, roughness, etc. occurred on the surface of the diffraction grating.

【0035】各実施例において作製した回折格子に、さ
らに130℃(常圧)、5時間の(ホ)工程の熱処理を
行って作製した回折格子を用いて実施例1と同様にして
耐熱性の試験を行ったところ、回折効率はいずれも変化
しなかった。なお、表1および表2において、部は重量
部を示す。
In the same manner as in Example 1 except that the diffraction grating prepared in each of the examples was further subjected to a heat treatment in the step (e) of 130 ° C. (normal pressure) for 5 hours, heat resistance was obtained in the same manner as in Example 1. The tests did not change any of the diffraction efficiencies. In Tables 1 and 2, parts indicate parts by weight.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【0036】実施例19 実施例1と同じ組成の感光性樹脂組成物を用いて、実施
例1と同様の方法で、ガラス基板上に薄膜(厚さ1.5
μm)を形成した[(イ)工程]。この薄膜を60℃で
30分間加熱処理の後、20μm周期のラインアンドス
ペースを有するフォトマスクを通して25mW/cm2
の紫外線を30秒間照射した[(ロ)工程]。紫外線照
射後フォトマスクをはずし、ガラス基板を25℃のエタ
ノール対水対界面活性剤の重量比が1対1対0.001
にある溶液に5分間浸漬し、非露光部の未反応の化合物
(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[(ハ)工程]。続いて、薄膜
の全面に10分間、30mW/cm2の紫外線を照射し
た[(ニ)工程]。
Example 19 Using a photosensitive resin composition having the same composition as in Example 1, a thin film (thickness: 1.5) was formed on a glass substrate in the same manner as in Example 1.
μm) was formed [Step (a)]. After heat-treating this thin film at 60 ° C. for 30 minutes, 25 mW / cm 2 is passed through a photomask having a line and space of 20 μm cycle.
For 30 seconds [(b) step]. After the ultraviolet irradiation, the photomask was removed and the glass substrate was heated at 25 ° C. with a weight ratio of ethanol to water to surfactant of 1: 1 to 0.001.
5 minutes to remove the unreacted compound (B) in the non-exposed area, thereby producing a diffraction grating pattern having a refractive index difference and a concave-convex difference [(c) step]. Subsequently, the entire surface of the thin film was irradiated with ultraviolet rays of 30 mW / cm 2 for 10 minutes [(d) step].

【0037】こうして得られた回折格子の回折効率は波
長が780nmの光に対して13%であった。回折格子
の表面に白化・荒れなどは発生しなかった。また、この
回折格子を150℃(常圧)で2時間加熱したが、回折
効率は変化しなかった。これより、回折格子の形状およ
び屈折率が変化していないものと判定した。
The diffraction efficiency of the thus obtained diffraction grating was 13% for light having a wavelength of 780 nm. No whitening or roughness occurred on the surface of the diffraction grating. When the diffraction grating was heated at 150 ° C. (normal pressure) for 2 hours, the diffraction efficiency did not change. From this, it was determined that the shape and the refractive index of the diffraction grating did not change.

【0038】実施例20〜27 実施例1または実施例9と同じ組成の感光性樹脂組成物
を用いて実施例1と同様にフォトマスクを通して紫外線
を照射し[(ロ)工程]、表3に示す条件で未反応の化
合物(B)を溶解除去した[(ハ)工程]。続いて実施
例2と同様に薄膜の全面に紫外線を照射した[(ニ)工
程]のちに(ホ)工程の熱処理を施して回折格子のパタ
ーンを作製した。各実施例において作製した回折格子に
おける露光部と非露光部との間の屈折率差および凹凸差
は大きく、表3に示すように波長が780nmの光に対
していずれの回折格子も5%以上の回折効率が得られ
た。
Examples 20 to 27 Using a photosensitive resin composition having the same composition as in Example 1 or 9, irradiating ultraviolet rays through a photomask in the same manner as in Example 1 ((b) step). Under the conditions shown, the unreacted compound (B) was dissolved and removed [Step (c)]. Subsequently, in the same manner as in Example 2, the entire surface of the thin film was irradiated with ultraviolet rays (step (d)), and then the heat treatment of step (e) was performed to form a diffraction grating pattern. The refractive index difference and the unevenness difference between the exposed part and the non-exposed part in the diffraction gratings manufactured in the respective examples are large. As shown in Table 3, all the diffraction gratings have a wavelength of 780 nm and 5% or more as shown in Table 3. Diffraction efficiency was obtained.

【0039】各実施例において作製した回折格子を15
0℃(常圧)で2時間加熱することにより耐熱性試験を
施したが、回折効率は変化しなかった。これより、回折
格子の形状および屈折率が変化しないものと判定した。
また、回折格子の表面に白化、荒れなどは発生しなかっ
た。 なお、表3において、部は重量部を示す。
The diffraction grating fabricated in each of the examples
A heat resistance test was performed by heating at 0 ° C. (normal pressure) for 2 hours, but the diffraction efficiency did not change. From this, it was determined that the shape and the refractive index of the diffraction grating did not change.
Also, no whitening, roughness, etc. occurred on the surface of the diffraction grating. In Table 3, parts are parts by weight.

【表3】 [Table 3]

【0040】比較例A〜I 本発明のパターン作製法の比較例A〜Iとして、実施例
1または実施例9と同じ組成の感光性樹脂組成物を用い
て表3に示す条件で回折格子を作製した。
Comparative Examples A to I As comparative examples A to I of the pattern forming method of the present invention, a diffraction grating was prepared under the conditions shown in Table 3 using a photosensitive resin composition having the same composition as in Example 1 or Example 9. Produced.

【0041】比較例A、BおよびGにおいては、非露光
部の未反応の化合物(B)を溶解除去する溶媒として、
重合体(A)をも溶解する溶媒を用いた。その結果、回
折格子表面が白化し、鮮明なパターンが得られなかっ
た。
In Comparative Examples A, B and G, the solvent for dissolving and removing the unreacted compound (B) in the unexposed area was
A solvent that also dissolves the polymer (A) was used. As a result, the diffraction grating surface was whitened, and a clear pattern was not obtained.

【0042】比較例CおよびHにおいては、(ハ)工程
の後に(ニ)工程を行わなかった。これら比較例におい
て得られた回折格子について、150℃で、2時間加熱
することにより耐熱性試験を行ったところ、波長が78
0nmの光に対する回折効率が12%から1%に大きく
低下した。格子の深さも、0.3μmから0.1μm以
下に減少した。
In Comparative Examples C and H, the step (d) was not performed after the step (c). The diffraction gratings obtained in these comparative examples were subjected to a heat resistance test by heating at 150 ° C. for 2 hours.
The diffraction efficiency for light of 0 nm was greatly reduced from 12% to 1%. The grating depth also decreased from 0.3 μm to less than 0.1 μm.

【0043】比較例D、EおよびIにおいては、(ハ)
工程において溶媒により未反応の化合物(B)を溶解除
去するかわりに、減圧下または常圧下で加熱することに
よって、未反応の化合物(B)を蒸発(または昇華)除
去した。これら比較例において得られた回折格子の格子
深さは極めて小さく、これら回折格子の波長780nm
の光に対する回折格子は1%であった。上記の比較例
D、EおよびIと同様の方法で未反応の化合物(B)を
除去することにより、波長が780nmの光に対する回
折効率が12%の回折格子を作製するためには、比較例
Fで示すように、本発明におけるよりも非常に長い露光
時間を要した。なお、表4において、部は重量部を示
す。
In Comparative Examples D, E and I, (c)
Instead of dissolving and removing the unreacted compound (B) with a solvent in the step, the unreacted compound (B) was evaporated (or sublimated) by heating under reduced pressure or normal pressure. The grating depths of the diffraction gratings obtained in these comparative examples are extremely small, and the wavelength of these diffraction gratings is 780 nm.
The diffraction grating for the light of 1% was 1%. In order to produce a diffraction grating having a diffraction efficiency of 12% for light having a wavelength of 780 nm by removing the unreacted compound (B) in the same manner as in Comparative Examples D, E and I above, As shown by F, much longer exposure time was required than in the present invention. In Table 4, parts are parts by weight.

【表4】 [Table 4]

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、感光性樹脂組成物から
なる薄膜の露光部が非露光部よりも屈折率が高く、かつ
厚さが大きい表面レリーフ構造を有し、しかも耐熱性に
優れたパターンを短い露光時間によって高い生産性で作
製できる。
According to the present invention, the exposed portion of the thin film made of the photosensitive resin composition has a surface relief structure having a higher refractive index and a larger thickness than the unexposed portion, and has excellent heat resistance. Pattern can be produced with high productivity by a short exposure time.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−48202(JP,A) 特開 平3−1145(JP,A) 特開 昭62−95526(JP,A) 特開 昭62−95525(JP,A) 特開 昭62−174703(JP,A) 特開 昭58−54337(JP,A) 特開 昭56−137348(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/027 G03F 7/004 G03F 7/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-48202 (JP, A) JP-A-3-1145 (JP, A) JP-A-62-95526 (JP, A) JP-A-62-95 95525 (JP, A) JP-A-62-174703 (JP, A) JP-A-58-54337 (JP, A) JP-A-56-137348 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 6, DB name) G03F 7/027 G03F 7/004 G03F 7/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (イ)下記一般式(I) 【化1】 [式中、X1は水素原子またはアルキル基を表し、Y1
シクロアルケニル基または下記一般式(III) 【化2】 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2〜100モル%、および下記一般式(II) 【化3】 [式中、X2は水素原子またはアルキル基を表し、Y2
フェニル基、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(II)における水素原子はフッ素原
子によって置換されていてもよい。]で示される構造単
位を0〜98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、(ハ)
重合体(A)が溶解されない溶媒を用いて、薄膜から未
反応の化合物(B)を溶解除去する工程、および(ニ)
薄膜の全面に紫外線を照射する工程、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 the following general formula (III). 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. 2 to 100 mol% of the structural unit represented by the following general formula (II): [In the formula, X 2 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 (II) may be substituted by a fluorine atom. Comprising a polymer (A) having 0 to 98 mol% of a structural unit represented by the formula (I) and a compound (B) selected from the group consisting of an aromatic aldehyde and an aromatic ketone which may have a substituent. Forming a thin film of a conductive resin composition, (b) partially irradiating the thin film with ultraviolet rays according to a desired pattern, (c)
Dissolving and removing the unreacted compound (B) from the thin film using a solvent in which the polymer (A) is not dissolved; and (d)
A step of irradiating the entire surface of the thin film with ultraviolet rays.
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