JP4670693B2 - Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film - Google Patents

Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film Download PDF

Info

Publication number
JP4670693B2
JP4670693B2 JP2006070785A JP2006070785A JP4670693B2 JP 4670693 B2 JP4670693 B2 JP 4670693B2 JP 2006070785 A JP2006070785 A JP 2006070785A JP 2006070785 A JP2006070785 A JP 2006070785A JP 4670693 B2 JP4670693 B2 JP 4670693B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
compound
polysiloxane
carbon atoms
cured film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006070785A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006293337A5 (en
JP2006293337A (en
Inventor
将秀 妹尾
弘和 飯森
健典 藤原
充史 諏訪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2006070785A priority Critical patent/JP4670693B2/en
Publication of JP2006293337A publication Critical patent/JP2006293337A/en
Publication of JP2006293337A5 publication Critical patent/JP2006293337A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4670693B2 publication Critical patent/JP4670693B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

本発明は、液晶表示素子や有機EL表示素子などの薄膜トランジスタ(TFT)基板用平坦化膜、半導体素子の層間絶縁膜、あるいは光導波路のコアやクラッド材を形成するための感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、およびその硬化膜を有する素子に関する。   The present invention relates to a photosensitive siloxane composition for forming a planarization film for a thin film transistor (TFT) substrate such as a liquid crystal display element or an organic EL display element, an interlayer insulating film of a semiconductor element, or a core or cladding material of an optical waveguide, The present invention relates to a cured film formed therefrom and an element having the cured film.

近年、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどにおいて、さらなる高精細、高解像度を実現する方法として、表示装置の開口率を上げる方法が知られている(特許文献1参照)。これは、透明な平坦化膜をTFT基板の上部に保護膜として設けることによって、データラインと画素電極をオーバーラップさせることを可能とし、従来技術に比べて開口率を上げる方法である。   In recent years, a method for increasing the aperture ratio of a display device is known as a method for realizing higher definition and higher resolution in a liquid crystal display, an organic EL display, and the like (see Patent Document 1). This is a method in which the data line and the pixel electrode can be overlapped by providing a transparent flattening film as a protective film on the TFT substrate, and the aperture ratio is increased as compared with the prior art.

このようなTFT基板用平坦化膜の材料としては、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持つ材料が必要であり、従来はフェノール系樹脂とキノンジアジド化合物を組み合わせた材料(特許文献2参照)、あるいはアクリル系樹脂とキノンジアジド化合物を組み合わせた材料(特許文献3、4参照)がある。しかしながら、これらの材料は耐熱性が不十分であり、基板の高温処理により硬化膜は着色して透明性が低下するという問題がある。   As a material for such a flattening film for a TFT substrate, a material having both high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant is required. Conventionally, a material in which a phenolic resin and a quinonediazide compound are combined (Patent Document 2). Reference), or a material in which an acrylic resin and a quinonediazide compound are combined (see Patent Documents 3 and 4). However, these materials have insufficient heat resistance, and there is a problem that the cured film is colored by the high temperature treatment of the substrate and the transparency is lowered.

一方、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持つ材料としてポリシロキサンが知られている。ポリシロキサンにポジ型の感光性を付与するためにキノンジアジド化合物を組み合わせた系としては、フェノール性水酸基を末端に有するポリシロキサンとキノンジアジド化合物とを組み合わせた材料(特許文献5参照)、環化熱付加反応によりフェノール性水酸基やカルボキシル基などを付加させたポリシロキサンとキノンジアジド化合物とを組み合わせた材料(特許文献6参照)が知られている。しかし、これらの材料はキノンジアジド化合物の含有量が多く、ポリシロキサン中にフェノール性水酸基が存在するため、塗布膜の白化や熱硬化膜の着色が起こりやすく、高透明性の膜を得ることはできない。   On the other hand, polysiloxane is known as a material having both high heat resistance, high transparency, and low dielectric constant. In order to impart positive photosensitivity to polysiloxane, the combination of quinonediazide compounds includes materials combining polysiloxanes having phenolic hydroxyl groups at the ends and quinonediazide compounds (see Patent Document 5), cyclization heat addition A material (see Patent Document 6) in which a polysiloxane to which a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group is added by a reaction and a quinonediazide compound is combined is known. However, these materials have a high content of quinonediazide compounds, and since phenolic hydroxyl groups are present in the polysiloxane, whitening of the coating film and coloring of the thermosetting film are likely to occur, and a highly transparent film cannot be obtained. .

他方、キノンジアジド化合物の含有量が少なく、ポリシロキサン中にフェノール性水酸基が存在しない材料を用いると、高透明性の膜を得ることができるが、硬化膜の耐薬品性やパターン解像度が悪いという問題があった。   On the other hand, when a material having a low content of quinonediazide compound and having no phenolic hydroxyl group in polysiloxane is used, a highly transparent film can be obtained, but the problem is that the chemical resistance and pattern resolution of the cured film are poor. was there.

また、他分野ではあるが、ポリアミド酸とキノンジアジド化合物とを組み合わせた材料において、特定の有機基を含有する熱架橋性化合物を含有することで、熱硬化時に架橋して膜収縮が低減できることが知られている(特許文献7参照)。
特開平9−152625号公報(請求項1) 特開平7−98502号公報(請求項1、2) 特開平10−153854号公報(請求項1) 特開2001−281853号公報(請求項1) 特開2003−255546号公報(請求項1) 特開平3−59667号公報(請求項1) 特開2002−328472号公報(請求項1)
In addition, in other fields, it is known that a material combining a polyamic acid and a quinonediazide compound contains a heat-crosslinkable compound containing a specific organic group, so that it can be cross-linked during thermosetting to reduce film shrinkage. (See Patent Document 7).
JP-A-9-152625 (Claim 1) JP-A-7-98502 (Claims 1, 2) JP-A-10-153854 (Claim 1) JP 2001-281853 A (Claim 1) JP 2003-255546 A (Claim 1) JP-A-3-59667 (Claim 1) JP 2002-328472 A (Claim 1)

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、高耐熱性、高透明性、低誘電率性を併せ持ち、かつ耐薬品性が高く、良好な解像度のパターンを有する硬化膜を得ることができる感光性シロキサン組成物を提供するものである。また、本発明の別の目的は、上記の感光性シロキサン組成物から形成されたTFT基板用平坦化膜、層間絶縁膜、コアやクラッド材などの硬化膜、およびその硬化膜を有する表示素子、半導体素子、光導波路などの素子を提供することにある。   The present invention has been made based on the above situation, and has a cured film having high heat resistance, high transparency, low dielectric constant, high chemical resistance, and a good resolution pattern. A photosensitive siloxane composition that can be obtained is provided. Another object of the present invention is to provide a planarized film for a TFT substrate formed from the above photosensitive siloxane composition, an interlayer insulating film, a cured film such as a core or a clad material, and a display element having the cured film, The object is to provide an element such as a semiconductor element or an optical waveguide.

すなわち本発明は、(a)ポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤、(d)熱架橋性化合物を含有する感光性シロキサン組成物であって、(a)ポリシロキサン中のフェニル基の含有率がSi原子に対して5〜60モル%であることを特徴とする感光性シロキサン組成物である。 That is, the present invention is a photosensitive siloxane composition containing (a) polysiloxane, (b) quinonediazide compound, (c) solvent, and (d) thermally crosslinkable compound , and (a) phenyl group in polysiloxane. Is a photosensitive siloxane composition characterized by having a content of 5 to 60 mol% based on Si atoms .

本発明の感光性シロキサン組成物によれば、高耐熱性、高透明性、低誘電率性、高い耐薬品性のいずれも優れた特性を満足する硬化膜を得ることができる。また、得られた硬化膜は、高解像度で微細なパターン加工が可能であり、TFT基板用平坦化膜や層間絶縁膜として好適に用いることができる。   According to the photosensitive siloxane composition of the present invention, it is possible to obtain a cured film satisfying all of the excellent properties of high heat resistance, high transparency, low dielectric constant, and high chemical resistance. Further, the obtained cured film can be processed with a high resolution and a fine pattern, and can be suitably used as a planarizing film for an TFT substrate or an interlayer insulating film.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(a)ポリシロキサンを含有する。ポリシロキサンに特に制限は無いが、好ましくは一般式(3)で表されるオルガノシランの1種以上を混合、反応させることによって得られるポリシロキサン、あるいは一般式(4)で表される直鎖状ポリシロキサンの1種以上を混合、反応させることによって得られるポリシロキサン、あるいは一般式(3)で表されるオルガノシランを1種以上と一般式(4)で表される直鎖状ポリシロキサンの1種以上とを混合、反応させることによって得られるポリシロキサンが挙げられる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (a) polysiloxane. Although there is no restriction | limiting in particular in polysiloxane, Preferably the polysiloxane obtained by mixing and making 1 or more types of organosilane represented by General formula (3) react, or the linear chain represented by General formula (4) A polysiloxane obtained by mixing and reacting one or more of the polysiloxanes, or a linear polysiloxane represented by the general formula (4) with at least one organosilane represented by the general formula (3) Polysiloxane obtained by mixing and reacting with one or more of the above.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。mは0から3の整数を表す。 In the formula, R 4 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 4 are the same or different. May be. R 5 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 5 may be the same or different. . m represents an integer of 0 to 3.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

式中、R、R、R、Rはそれぞれ独立して水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のR、Rはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。R10、R11は、それぞれ独立して水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。kは1から1000の範囲を表す。 In the formula, each of R 6 , R 7 , R 8 and R 9 is independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. The plurality of R 6 and R 7 may be the same or different. R 10 and R 11 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. k represents a range of 1 to 1000.

一般式(3)で表されるオルガノシランにおいて、Rは、水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。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、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−グリシドキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−イソシアネートプロピル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチル基、ナフチル基が挙げられる。 In the organosilane represented by the general formula (3), R 4 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. The plurality of R 4 may be the same or different from each other. These alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, trifluoromethyl group, 3, 3 , 3-trifluoropropyl group, 3-glycidoxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 3-aminopropyl group, 3-mercaptopropyl group and 3-isocyanatopropyl group. Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 3-acryloxypropyl group, and a 3-methacryloxypropyl group. Specific examples of the aryl group include phenyl group, tolyl group, p-hydroxyphenyl group, 1- (p-hydroxyphenyl) ethyl group, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyl group, 4-hydroxy-5- (p -Hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyl group, naphthyl group.

一般式(3)のRは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アシル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。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−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基が挙げられる。 R 5 in the general formula (3) represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 5 are the same. But it can be different. These alkyl groups, acyl groups and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Specific examples of the acyl group include an acetyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group.

一般式(3)のmは0から3の整数を表す。m=0の場合は4官能性シラン、m=1の場合は3官能性シラン、m=2の場合は2官能性シラン、m=3の場合は1官能性シランである。   M in the general formula (3) represents an integer of 0 to 3. A tetrafunctional silane when m = 0, a trifunctional silane when m = 1, a bifunctional silane when m = 2, and a monofunctional silane when m = 3.

一般式(3)で表されるオルガノシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシランなどの4官能性シラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどの3官能性シラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジn−ブチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシランなどの2官能性シラン、トリメチルメトキシシラン、トリn−ブチルエトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)ジメチルエトキシシランなどの1官能性シランが挙げられる。なお、これらのオルガノシランは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのオルガノシランの中でも、硬化膜の耐クラック性と硬度の点から3官能性シランが好ましく用いられる。   Specific examples of the organosilane represented by the general formula (3) include tetrafunctional silanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraacetoxysilane, and tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and methyl. Triisopropoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltrin-butoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyl Trimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-a Lilooxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-hydroxyphenyltrimethoxy Silane, 1- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyltrimethoxysilane, trifluoromethyl Trimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrieth Trifunctional silanes such as silane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane , Dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane Monofunctional silanes such as bifunctional silanes such as trimethylmethoxysilane, tri-n-butylethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethylmethoxysilane, and (3-glycidoxypropyl) dimethylethoxysilane. I can get lost. These organosilanes may be used alone or in combination of two or more. Among these organosilanes, trifunctional silanes are preferably used from the viewpoint of crack resistance and hardness of the cured film.

一般式(4)で表される直鎖状ポリシロキサンにおいて、R、R、R、Rは、それぞれ独立して水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のR、Rはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アクリロキシプロピル基、メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基が挙げられる。 In the linear polysiloxane represented by the general formula (4), R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and 2 to 6 carbon atoms. It represents either an alkenyl group or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 6 and R 7 may be the same or different. These alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, an acryloxypropyl group, and a methacryloxypropyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.

一般式(4)のR10、R11は、それぞれ独立して水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表す。これらのアルキル基、アシル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。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−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基が挙げられる。 R 10 and R 11 in the general formula (4) each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. . Any of these alkyl groups, acyl groups, and aryl groups may be unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Specific examples of the acyl group include an acetyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group.

一般式(4)のkは1から1000の範囲であり、好ましくは2〜100の範囲、さらに好ましくは3〜50の範囲である。kが1000より大きいと、塗布膜が白濁し、高透明性の膜を得ることが困難である。   In the general formula (4), k is in the range of 1 to 1000, preferably 2 to 100, and more preferably 3 to 50. When k is larger than 1000, the coating film becomes cloudy and it is difficult to obtain a highly transparent film.

一般式(4)で表される直鎖状ポリシロキサンの具体例として、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジメトキシジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジエトキシジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−1,3−ジメトキシジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−1,3−ジエトキシジシロキサン、下記に示すゲレスト社製シラノール末端ポリジメチルシロキサン(以下商品名を示す)“DMS−S12”(分子量400〜700)、“DMS−S15”(分子量1500〜2000)、“DMS−S21”(分子量4200)、“DMS−S27”(分子量18000)、“DMS−S31”(分子量26000)、“DMS−S32”(分子量36000)、“DMS−S33”(分子量43500)、“DMS−S35”(分子量49000)、“DMS−S38”(分子量58000)、“DMS−S42”(分子量77000)、下記に示すゲレスト社製シラノール末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー“PSD−0332”(分子量35000、ジフェニルシロキサンを2.5〜3.5モル%共重合している)、“PDS−1615”(分子量900〜1000、ジフェニルシロキサンを14〜18モル%共重合している)、ゲレスト社製シラノール末端ポリジフェニルシロキサン“PDS−9931”(分子量1000〜1400)が挙げられる。なお、これらの直鎖状ポリシロキサンは単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the linear polysiloxane represented by the general formula (4) include 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-dimethoxydisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1 , 3-diethoxydisiloxane, 1,1,3,3-tetraethyl-1,3-dimethoxydisiloxane, 1,1,3,3-tetraethyl-1,3-diethoxydisiloxane, Gerest Corporation shown below Silanol-terminated polydimethylsiloxanes (hereinafter referred to as trade names) “DMS-S12” (molecular weight 400-700), “DMS-S15” (molecular weight 1500-2000), “DMS-S21” (molecular weight 4200), “DMS-” "S27" (molecular weight 18000), "DMS-S31" (molecular weight 26000), "DMS-S32" (molecular weight 36000), "DMS-S33" (molecular weight 435) 0), “DMS-S35” (molecular weight 49000), “DMS-S38” (molecular weight 58000), “DMS-S42” (molecular weight 77000), the following silanol-terminated diphenylsiloxane-dimethylsiloxane copolymer “PSD-” manufactured by Gerest 0332 "(molecular weight 35000, copolymerized with diphenylsiloxane 2.5-3.5 mol%)," PDS-1615 "(molecular weight 900-1000, diphenylsiloxane copolymerized 14-18 mol%) And Silanol-terminated polydiphenylsiloxane “PDS-9931” (molecular weight 1000 to 1400) manufactured by Gerest. These linear polysiloxanes may be used alone or in combination of two or more.

直鎖状ポリシロキサンを用いると、組成物の貯蔵安定性が向上する。これは、直鎖部分が橋かけ的に存在することによって、未反応シラノール基同士が近づきにくく、組成物を貯蔵している間に副反応である縮合反応が起こりにくくなるためと考えられる。   When linear polysiloxane is used, the storage stability of the composition is improved. This is presumably because the unreacted silanol groups are unlikely to approach each other due to the presence of the straight chain portion in a bridging manner, and the condensation reaction, which is a side reaction, is less likely to occur during storage of the composition.

一般式(3)で表されるオルガノシランと、一般式(4)で表される直鎖状ポリシロキサンを混合して用いる場合の混合比率は特に制限は無いが、好ましくはSi原子モル数でオルガノシラン/直鎖状ポリシロキサン=100〜50/0〜50である。直鎖状ポリシロキサンが50モル%より多いと相分離を起こし、塗布膜が白濁して透明性が低下する。   The mixing ratio in the case of using a mixture of the organosilane represented by the general formula (3) and the linear polysiloxane represented by the general formula (4) is not particularly limited, but is preferably the number of moles of Si atoms. Organosilane / linear polysiloxane = 100-50 / 0-50. When the amount of the linear polysiloxane is more than 50 mol%, phase separation occurs, the coating film becomes cloudy and transparency is lowered.

また、本発明の(a)ポリシロキサンは、シリカ粒子が共重合されたポリシロキサンを用いても良い。シリカ粒子の共重合方法としては、前述のオルガノシランから合成されたポリシロキサンとシリカ粒子を反応させる方法、もしくは前述のオルガノシランとシリカ粒子を反応させてポリシロキサンを得る方法が挙げられる。ポリシロキサン中にシリカ粒子が組み込まれ、ポリシロキサンの少なくとも一部に化学的に結合(シリカ粒子と共有結合)していることにより、ポリシロキサンの流動性を低下させ、熱硬化時のパターンだれが抑えられ、熱硬化後のパターン解像度が向上する。   The polysiloxane (a) of the present invention may be a polysiloxane obtained by copolymerizing silica particles. Examples of the copolymerization method of silica particles include a method of reacting the above-mentioned polysiloxane synthesized from organosilane with silica particles, or a method of reacting the above-mentioned organosilane and silica particles to obtain polysiloxane. Silica particles are incorporated into polysiloxane and chemically bonded to at least a part of polysiloxane (covalently bonded to silica particles), thereby reducing the fluidity of polysiloxane and causing the pattern to break during thermal curing. It is suppressed and the pattern resolution after thermosetting is improved.

ポリシロキサンとシリカ粒子を反応させる方法においては、シリカ粒子は組成物中独立した成分として含まれているが、プリベークや硬化時加熱によって、ポリシロキサン中に組み込まれていく。   In the method of reacting polysiloxane and silica particles, silica particles are contained as an independent component in the composition, but are incorporated into the polysiloxane by pre-baking or heating during curing.

シリカ粒子の数平均粒子径は、好ましくは2nm〜200nmであり、さらに好ましくは5nm〜70nmである。2nmより小さいとパターン解像度の向上が十分ではなく、200nmより大きいと硬化膜が光散乱し透明性が低下する。ここで、シリカ粒子の数平均粒子径は、比表面積法換算値を用いる場合には、シリカ粒子を乾燥後、焼成し、得られた粒子の比表面積を測定した後に、粒子を球と仮定して比表面積から粒子径を求め、数平均として平均粒子径を求める。用いる機器は特に限定されないが、アサップ2020(Micromeritics社製)などを用いることができる。   The number average particle diameter of the silica particles is preferably 2 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 70 nm. If the thickness is smaller than 2 nm, the pattern resolution is not sufficiently improved. If the thickness is larger than 200 nm, the cured film is scattered and the transparency is lowered. Here, the number average particle diameter of the silica particles is assumed to be a sphere after the silica particles are dried and calcined and the specific surface area of the obtained particles is measured when using the specific surface area conversion value. The particle diameter is obtained from the specific surface area, and the average particle diameter is obtained as a number average. Although the apparatus to be used is not specifically limited, Asap 2020 (made by Micromeritics) etc. can be used.

シリカ粒子はアルコキシシランの1種または2種以上を水、有機溶媒および塩基(好ましくは、アンモニア)の存在下で加水分解、重縮合させる方法などにより得られる。有機溶媒に分散したシリカ粒子は水性シリカ粒子分散媒である水を有機溶媒で置換することで得られる。分散媒の置換は水性シリカ粒子に有機溶媒を添加し、蒸留などの手段で水を留去させる方法等が挙げられる。溶媒の種類によっては低級アルコールを添加し、シリカ粒子の表面が一部エステル化される場合もある。ポリシロキサンやキノンジアジド化合物との相溶性の点から、有機溶媒に分散したシリカ粒子が好ましい。   Silica particles can be obtained by a method in which one or more of alkoxysilanes are hydrolyzed and polycondensed in the presence of water, an organic solvent and a base (preferably ammonia). Silica particles dispersed in an organic solvent can be obtained by replacing water, which is an aqueous silica particle dispersion medium, with an organic solvent. For example, the dispersion medium may be replaced by adding an organic solvent to the aqueous silica particles and distilling off the water by means of distillation or the like. Depending on the type of solvent, a lower alcohol may be added and the surface of the silica particles may be partially esterified. From the viewpoint of compatibility with polysiloxane and quinonediazide compound, silica particles dispersed in an organic solvent are preferred.

シリカ粒子の具体例としては、イソプロパノールを分散剤とした粒子径12nmのIPA−ST、メチルイソブチルケトンを分散剤とした粒子径12nmのMIBK−ST、イソプロパノールを分散剤とした粒子径45nmのIPA−ST−L、イソプロパノールを分散剤とした粒子径100nmのIPA−ST−ZL、プロピレングリコールモノメチルエーテルを分散剤とした粒子径15nmのPGM−ST(以上、商品名、日産化学工業(株)製)、γ−ブチロラクトンを分散剤としたオスカル101(粒子径12nm)、γ−ブチロラクトンを分散剤としたオスカル105(粒子径60nm)、ジアセトンアルコールを分散剤としたオスカル106(粒子径120nm)(以上、商品名、触媒化成工業(株)製)、プロピレングリコールモノメチルエーテルを分散剤としたクォートロンPL−2L−PGME(粒子径16nm)、γ−ブチロラクトンを分散剤としたクォートロンPL−2L−BL(粒子径17nm)、ジアセトンアルコールを分散剤としたクォートロンPL−2L−DAA(粒子径17nm)、分散溶液が水である粒子径18〜20nmのクォートロンPL−2L、GP−2L(以上、商品名、扶桑化学工業(株)製)、粒子径が100nmであるシリカ(SiO)SG−SO100(商品名、共立マテリアル(株)製)、粒子径が5〜50nmであるレオロシール(商品名、(株)トクヤマ製)などが挙げられる。なお、これらのシリカ粒子は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the silica particles include IPA-ST having a particle size of 12 nm using isopropanol as a dispersant, 12 nm MIBK-ST using methyl isobutyl ketone as a dispersant, and IPA-ST having a particle size of 45 nm using isopropanol as a dispersant. ST-L, IPA-ST-ZL with a particle size of 100 nm using isopropanol as a dispersant, PGM-ST with a particle size of 15 nm using propylene glycol monomethyl ether as a dispersant (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) Oscar 101 (particle diameter 12 nm) using γ-butyrolactone as a dispersant, Oscar 105 (particle diameter 60 nm) using γ-butyrolactone as a dispersant, Oscar 106 (particle diameter 120 nm) using diacetone alcohol as a dispersant (above) , Trade name, manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.), propylene glycol Quatron PL-2L-PGME (particle size 16 nm) using monomethyl ether as a dispersant, Quattron PL-2L-BL (particle size 17 nm) using γ-butyrolactone as a dispersant, Quatron PL- using diacetone alcohol as a dispersant 2L-DAA (particle size: 17 nm), Quartron PL-2L, GP-2L (above, trade name, manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) having a particle size of 18 to 20 nm in which the dispersion solution is water, and the particle size is 100 nm. Examples thereof include silica (SiO 2 ) SG-SO100 (trade name, manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd.), Leolosil (trade name, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) having a particle diameter of 5 to 50 nm, and the like. In addition, these silica particles may be used alone or in combination of two or more.

また、用いるシリカ粒子の表面が反応性基を有していると、ポリシロキサンとシリカ粒子の結合を容易にし、膜の強度が高まる点から好ましい。反応性基として、シラノール、アルコール、フェノールなどの水酸基、ビニル基、アクリル基、エチニル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。シリカ粒子と反応性基を有するアルコキシシランと反応させることで、表面に反応性基を有するシリカ粒子が得ることができる。もちろん本発明の効果を損なわない限り、メチル基、フェニル基などの反応性基を持たない置換基を有するシリカ粒子を用いてもよい。   Moreover, it is preferable that the surface of the silica particles to be used has a reactive group from the viewpoint of facilitating the bonding between the polysiloxane and the silica particles and increasing the strength of the film. Examples of reactive groups include hydroxyl groups such as silanol, alcohol and phenol, vinyl groups, acrylic groups, ethynyl groups, epoxy groups and amino groups. By reacting silica particles with an alkoxysilane having a reactive group, silica particles having a reactive group on the surface can be obtained. Of course, as long as the effects of the present invention are not impaired, silica particles having a substituent not having a reactive group such as a methyl group or a phenyl group may be used.

シリカ粒子を用いる場合の混合比率は特に制限されないが、Si原子モル数でポリマー全体のSi原子モル数に対して30%以下が好ましい。シリカ粒子が30%より多いと、シロキサンポリマーとキノンジアジド化合物との相溶性が悪くなり、硬化膜の透明性が低下する。なお、ポリマー全体のSi原子モル数に対するシリカ粒子のSi原子モル比は、IRにおいてSi−C結合由来のピークとSi−O結合由来のピークの積分比から求めることができる。ピークの重なりが多く求められない場合は、H−NMR、13C−NMR、IR、TOF−MSなどにより粒子以外のモノマーの構造を決定し、さらに元素分析法において発生する気体と残存する灰(すべてSiOと仮定する)の割合から求めることができる。 The mixing ratio when silica particles are used is not particularly limited, but is preferably 30% or less in terms of the number of moles of Si atoms relative to the number of moles of Si atoms in the whole polymer. When there are more silica particles than 30%, compatibility with a siloxane polymer and a quinonediazide compound will worsen, and the transparency of a cured film will fall. In addition, the Si atom molar ratio of the silica particles with respect to the number of moles of Si atoms in the whole polymer can be obtained from the integral ratio of the peak derived from the Si—C bond and the peak derived from the Si—O bond in IR. When a large amount of peak overlap is not required, the structure of the monomer other than particles is determined by 1 H-NMR, 13 C-NMR, IR, TOF-MS, etc., and further, the gas generated in the elemental analysis method and the remaining ash It can be determined from the ratio (assuming all SiO 2 )

また、硬化膜の耐クラック性と硬度を両立させる観点から、ポリシロキサン中にあるフェニル基の含有率はSi原子に対して5〜60モル%が好ましく、さらに好ましくは10〜45モル%である。フェニル基の含有率が60モル%より多いと硬度が低下し、フェニル基含有率が5モル%より少ないと耐クラック性が低下する。フェニル基の含有率は、例えば、ポリシロキサンの29Si−核磁気共鳴スペクトル(NMR)を測定し、そのフェニル基が結合したSiのピーク面積とフェニル基が結合していないSiのピーク面積の比から求めることができる。 Further, from the viewpoint of achieving both crack resistance and hardness of the cured film, the content of the phenyl group in the polysiloxane is preferably 5 to 60 mol%, more preferably 10 to 45 mol% with respect to Si atoms. . When the phenyl group content is more than 60 mol%, the hardness is lowered, and when the phenyl group content is less than 5 mol%, the crack resistance is lowered. The content of the phenyl group is determined by, for example, measuring the 29 Si-nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) of polysiloxane, and the ratio of the peak area of Si to which the phenyl group is bonded to the peak area of Si to which the phenyl group is not bonded. Can be obtained from

さらに、硬化膜の高透明性を維持させる観点から、ポリシロキサン中にあるフェノール性水酸基の含有率はSi原子に対して20モル%以下が好ましい。フェノール性水酸基の含有率が20モル%より多いと、熱硬化時に起こるフェノール性水酸基の分解による着色が顕著になり、硬化膜の無色透明性が低下する。   Furthermore, from the viewpoint of maintaining high transparency of the cured film, the content of phenolic hydroxyl groups in the polysiloxane is preferably 20 mol% or less with respect to Si atoms. When the content of the phenolic hydroxyl group is more than 20 mol%, coloring due to decomposition of the phenolic hydroxyl group that occurs during thermal curing becomes significant, and the colorless transparency of the cured film is lowered.

また、本発明で用いるポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)に特に制限は無いが、好ましくはGPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィ)で測定されるポリスチレン換算で1000〜100000、さらに好ましくは2000〜50000である。Mwが1000より小さいと塗膜性が悪くなり、100000より大きいとパターン形成時の現像液に対する溶解性が悪くなる。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the weight average molecular weight (Mw) of the polysiloxane used by this invention, Preferably it is 1000-100000 in polystyrene conversion measured by GPC (gel permeation chromatography), More preferably, it is 2000-50000. . When Mw is less than 1000, the coating properties are deteriorated, and when it is greater than 100,000, the solubility in a developer during pattern formation is deteriorated.

また、シリカ粒子を用いた場合、シリカ粒子がポリシロキサンと均質化していることが好ましい。シリカ粒子が均質化していると硬化膜の硬度が向上し、現像時にプリベーク膜からシリカ粒子の析出を防ぐ。ここでいう「均質化している」とはシリカ粒子のシリカ成分とマトリックスのポリシロキサンが反応し、ポリシロキサン中にシリカ粒子が密度一定で組み込まれていることを指す。その状態は、透過型電子顕微鏡(以下、TEMと記述)でシリカ粒子とポリシロキサンの境界部分を観察することによって確認することができる。均質化している場合、TEM観察にてシリカ粒子とポリシロキサンとの境界線が観察されない。また、均質化した系は、同量のシリカ粒子をポリシロキサンに添加した系より高解像となる点からも均質化することが好ましい。   When silica particles are used, it is preferable that the silica particles are homogenized with polysiloxane. When the silica particles are homogenized, the hardness of the cured film is improved, and precipitation of silica particles from the pre-baked film is prevented during development. Here, “homogenized” means that the silica component of the silica particles reacts with the polysiloxane of the matrix, and the silica particles are incorporated at a constant density in the polysiloxane. The state can be confirmed by observing the boundary between the silica particles and the polysiloxane with a transmission electron microscope (hereinafter referred to as TEM). In the case of homogenization, the boundary line between silica particles and polysiloxane is not observed by TEM observation. The homogenized system is preferably homogenized from the viewpoint of higher resolution than a system in which the same amount of silica particles is added to polysiloxane.

本発明におけるポリシロキサンは、上述のオルガノシラン、直鎖状ポリシロキサン、用いる場合はシリカ粒子の混合物を加水分解および部分縮合させることにより得られる。加水分解および部分縮合には一般的な方法を用いることができる。例えば、混合物に溶媒、水、必要に応じて触媒を添加し、50〜150℃で0.5〜100時間程度加熱攪拌する。なお、攪拌中、必要に応じ、蒸留によって加水分解副生物(メタノールなどのアルコール)や縮合副生物(水)の留去を行ってもよい。   The polysiloxane in the present invention can be obtained by hydrolyzing and partially condensing the above-mentioned organosilane, linear polysiloxane, and, if used, a mixture of silica particles. A general method can be used for hydrolysis and partial condensation. For example, a solvent, water, and a catalyst as required are added to the mixture, and the mixture is heated and stirred at 50 to 150 ° C. for about 0.5 to 100 hours. During stirring, if necessary, hydrolysis by-products (alcohols such as methanol) and condensation by-products (water) may be distilled off by distillation.

上記の反応溶媒としては特に制限は無いが、通常は後述する(c)溶剤と同様のものが用いられる。溶媒の添加量はオルガノシランと直鎖状ポリシロキサンの混合物100重量部に対して10〜1000重量部が好ましい。また加水分解反応に用いる水の添加量は、加水分解性基1モルに対して0.5〜2モルが好ましい。なお、前記オルガノシラン中にシリカ粒子が含まれる場合においても溶媒の好ましい添加量は同じ範囲である。   Although there is no restriction | limiting in particular as said reaction solvent, Usually, the thing similar to (c) solvent mentioned later is used. The amount of the solvent added is preferably 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixture of organosilane and linear polysiloxane. The amount of water used for the hydrolysis reaction is preferably 0.5 to 2 mol with respect to 1 mol of the hydrolyzable group. In addition, the preferable addition amount of a solvent is the same range also when a silica particle is contained in the said organosilane.

必要に応じて添加される触媒に特に制限はないが、酸触媒、塩基触媒が好ましく用いられる。酸触媒の具体例としては塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、リン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、多価カルボン酸あるいはその無水物、イオン交換樹脂が挙げられる。塩基触媒の具体例としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、ジエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミノ基を有するアルコキシシラン、イオン交換樹脂が挙げられる。触媒の添加量はオルガノシランと直鎖状ポリシロキサンの混合物100重量部に対して0.01〜10重量部が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the catalyst added as needed, An acid catalyst and a base catalyst are used preferably. Specific examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, polyvalent carboxylic acid or anhydride thereof, and ion exchange resin. Specific examples of the base catalyst include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine, diethylamine, triethanolamine, diethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide, amino Examples include alkoxysilanes having groups and ion exchange resins. The addition amount of the catalyst is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixture of organosilane and linear polysiloxane.

また、組成物の貯蔵安定性の観点から、加水分解、部分縮合後のポリシロキサン溶液には触媒が含まれないことが好ましく、必要に応じて触媒の除去を行うことができる。除去方法としては特に制限は無いが、好ましくは水洗浄、および/またはイオン交換樹脂の処理が挙げられる。水洗浄とは、ポリシロキサン溶液を適当な疎水性溶剤で希釈した後、水で数回洗浄して得られた有機層をエバポレーターで濃縮する方法である。イオン交換樹脂での処理とは、ポリシロキサン溶液を適当なイオン交換樹脂に接触させる方法である。   Further, from the viewpoint of the storage stability of the composition, the polysiloxane solution after hydrolysis and partial condensation preferably contains no catalyst, and the catalyst can be removed as necessary. Although there is no restriction | limiting in particular as a removal method, Preferably water washing and / or the process of an ion exchange resin are mentioned. Water washing is a method in which an organic layer obtained by diluting a polysiloxane solution with an appropriate hydrophobic solvent and washing several times with water is concentrated by an evaporator. The treatment with an ion exchange resin is a method of bringing a polysiloxane solution into contact with an appropriate ion exchange resin.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(b)キノンジアジド化合物を含有する。キノンジアジド化合物を含有する感光性シロキサン組成物は、露光部が現像液で除去されるポジ型を形成する。用いるキノンジアジド化合物に特に制限は無いが、好ましくはフェノール性水酸基を有する化合物にナフトキノンジアジドスルホン酸がエステル結合した化合物であり、当該化合物のフェノール性水酸基のオルト位、およびパラ位がそれぞれ独立して水素、もしくは一般式(5)で表される置換基のいずれかである化合物が用いられる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (b) a quinonediazide compound. The photosensitive siloxane composition containing a quinonediazide compound forms a positive type in which the exposed portion is removed with a developer. The quinonediazide compound to be used is not particularly limited, but is preferably a compound in which naphthoquinonediazidesulfonic acid is ester-bonded to a compound having a phenolic hydroxyl group, and the ortho-position and para-position of the phenolic hydroxyl group of the compound are independently hydrogenated. Alternatively, a compound that is any one of the substituents represented by the general formula (5) is used.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

式中、R12、R13、R14はそれぞれ独立して炭素数1〜10のアルキル基、カルボキシル基、フェニル基、置換フェニル基のいずれかを表す。また、R12、R13、R14で環を形成してもよい。 In formula, R < 12 >, R <13> , R < 14 > represents either C1-C10 alkyl group, a carboxyl group, a phenyl group, and a substituted phenyl group each independently. R 12 , R 13 and R 14 may form a ring.

一般式(5)で表される置換基において、R12、R13、R14はそれぞれ独立して炭素数1〜10のアルキル基、カルボキシル基、フェニル基、置換フェニル基のいずれかを表す。アルキル基は無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。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、t−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、トリフルオロメチル基、2−カルボキシエチル基が挙げられる。また、フェニル基に置換する置換基としては、水酸基が挙げられる。また、R12、R13、R14で環を形成してもよく、具体例としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、アダマンタン環、フルオレン環が挙げられる。 In the substituent represented by the general formula (5), R 12 , R 13 , and R 14 each independently represent any of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carboxyl group, a phenyl group, and a substituted phenyl group. The alkyl group may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, n- Examples include an octyl group, a trifluoromethyl group, and a 2-carboxyethyl group. Moreover, a hydroxyl group is mentioned as a substituent substituted by a phenyl group. Further, R 12 , R 13 and R 14 may form a ring, and specific examples include a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, an adamantane ring and a fluorene ring.

フェノール性水酸基のオルト位、およびパラ位が上記以外、例えばメチル基の場合、熱硬化によって酸化分解が起こり、キノイド構造に代表される共役系化合物が形成され、硬化膜が着色して無色透明性が低下する。なお、これらのキノンジアジド化合物は、フェノール性水酸基を有する化合物と、ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとの公知のエステル化反応により合成することができる。   When the ortho-position and para-position of the phenolic hydroxyl group are other than the above, for example, a methyl group, oxidative decomposition occurs due to thermal curing, a conjugated compound represented by a quinoid structure is formed, and the cured film is colored to be colorless and transparent Decreases. These quinonediazide compounds can be synthesized by a known esterification reaction between a compound having a phenolic hydroxyl group and naphthoquinonediazidesulfonic acid chloride.

フェノール性水酸基を有する化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる(いずれも本州化学工業(株)製)。   Specific examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include the following compounds (all manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.).

Figure 0004670693
Figure 0004670693

Figure 0004670693
Figure 0004670693

ナフトキノンジアジドスルホン酸としては、4−ナフトキノンジアジドスルホン酸あるいは5−ナフトキノンジアジドスルホン酸を用いることができる。4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物はi線(波長365nm)領域に吸収を持つため、i線露光に適している。また、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物は広範囲の波長領域に吸収が存在するため、広範囲の波長での露光に適している。露光する波長によって4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物、5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を選択することが好ましい。4−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物と5−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物を混合して用いることもできる。   As naphthoquinone diazide sulfonic acid, 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid or 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid can be used. Since 4-naphthoquinonediazide sulfonic acid ester compound has absorption in the i-line (wavelength 365 nm) region, it is suitable for i-line exposure. Moreover, since 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound has absorption in a wide range of wavelengths, it is suitable for exposure in a wide range of wavelengths. It is preferable to select a 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound or a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound depending on the wavelength to be exposed. A 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound and a 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid ester compound may be mixed and used.

キノンジアジド化合物の添加量に特に制限は無いが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して0.1〜15重量部であり、さらに好ましくは1〜10重量部である。キノンジアジド化合物の添加量が0.1重量部より少ない場合、露光部と未露光部との溶解コントラストが低すぎて、現実的な感光性を有さない。また、さらに良好な溶解コントラストを得るためには1重量部以上が好ましい。一方、キノンジアジド化合物の添加量が15重量部より多い場合、ポリシロキサンとキノンジアジド化合物との相溶性が悪くなることによる塗布膜の白化が起こったり、熱硬化時に起こるキノンジアジド化合物の分解による着色が顕著になるために、硬化膜の無色透明性が低下する。また、さらに高透明性の膜を得るためには10重量部以下が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of a quinonediazide compound, Preferably it is 0.1-15 weight part with respect to 100 weight part of polysiloxane, More preferably, it is 1-10 weight part. When the addition amount of the quinonediazide compound is less than 0.1 part by weight, the dissolution contrast between the exposed part and the unexposed part is too low, so that there is no realistic photosensitivity. Further, in order to obtain a better dissolution contrast, the amount is preferably 1 part by weight or more. On the other hand, when the addition amount of the quinonediazide compound is more than 15 parts by weight, whitening of the coating film occurs due to poor compatibility between the polysiloxane and the quinonediazide compound, or coloring due to decomposition of the quinonediazide compound that occurs during thermal curing is remarkable. Therefore, the colorless transparency of the cured film is lowered. Further, in order to obtain a highly transparent film, the amount is preferably 10 parts by weight or less.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(c)溶剤を含有する。溶剤に特に制限は無いが、好ましくはアルコール性水酸基を有する化合物、および/またはカルボニル基を有する環状化合物が用いられる。これらの溶剤を用いると、ポリシロキサンとキノンジアジド化合物とが均一に溶解し、組成物を塗布成膜しても膜は白化することなく、高透明性が達成できる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (c) a solvent. Although there is no restriction | limiting in particular in a solvent, Preferably the compound which has alcoholic hydroxyl group, and / or the cyclic compound which has a carbonyl group are used. When these solvents are used, the polysiloxane and the quinonediazide compound are uniformly dissolved, and even when the composition is applied, the film is not whitened and high transparency can be achieved.

アルコール性水酸基を有する化合物に特に制限は無いが、好ましくは大気圧下の沸点が110〜250℃である化合物である。沸点が250℃より高いと膜中の残存溶剤量が多くなりキュア時の膜収縮が大きくなり、良好な平坦性が得られなくなる。一方、沸点が110℃より低いと、塗膜時の乾燥が速すぎて膜表面が荒れるなど塗膜性が悪くなる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the compound which has alcoholic hydroxyl group, Preferably it is a compound whose boiling point under atmospheric pressure is 110-250 degreeC. When the boiling point is higher than 250 ° C., the amount of residual solvent in the film increases and film shrinkage during curing increases, and good flatness cannot be obtained. On the other hand, if the boiling point is lower than 110 ° C., the coating properties deteriorate, such as drying at the time of coating is too fast and the film surface becomes rough.

アルコール性水酸基を有する化合物の具体例としては、アセトール、3−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、4−ヒドロキシ−3−メチル−2−ブタノン、5−ヒドロキシ−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)、乳酸エチル、乳酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノt−ブチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールが挙げられる。これらの中でも、さらにカルボニル基を有する化合物が好ましく、特にジアセトンアルコールが好ましく用いられる。なお、これらのアルコール性水酸基を有する化合物は、単独、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the compound having an alcoholic hydroxyl group include acetol, 3-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone, 5-hydroxy-2-pentanone, 4-hydroxy- 4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol), ethyl lactate, butyl lactate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-propyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether, propylene glycol mono t- Examples include butyl ether, 3-methoxy-1-butanol, and 3-methyl-3-methoxy-1-butanol. Among these, a compound further having a carbonyl group is preferable, and diacetone alcohol is particularly preferably used. In addition, you may use the compound which has these alcoholic hydroxyl groups individually or in combination of 2 or more types.

カルボニル基を有する環状化合物に特に制限は無いが、好ましくは大気圧下の沸点が150〜250℃である化合物である。沸点が250℃より高いと膜中の残存溶剤量が多くなりキュア時の膜収縮が大きくなり、良好な平坦性が得られなくなる。一方、沸点が150℃より低いと、塗膜時の乾燥が速すぎて膜表面が荒れるなど塗膜性が悪くなる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the cyclic compound which has a carbonyl group, Preferably it is a compound whose boiling point under atmospheric pressure is 150-250 degreeC. When the boiling point is higher than 250 ° C., the amount of residual solvent in the film increases and film shrinkage during curing increases, and good flatness cannot be obtained. On the other hand, if the boiling point is lower than 150 ° C., the coating properties deteriorate, for example, drying at the time of coating is too fast and the film surface becomes rough.

カルボニル基を有する環状化合物の具体例としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、炭酸プロピレン、N−メチルピロリドン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンが挙げられる。これらの中でも、特にγ−ブチロラクトンが好ましく用いられる。なお、これらのカルボニル基を有する環状化合物は、単独、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the cyclic compound having a carbonyl group include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, cyclohexanone, and cycloheptanone. Among these, γ-butyrolactone is particularly preferably used. In addition, you may use the cyclic compound which has these carbonyl groups individually or in combination of 2 or more types.

上述のアルコール性水酸基を有する化合物とカルボニル基を有する環状化合物は、単独でも、あるいは各々混合して用いても良い。混合して用いる場合、その重量比率に特に制限は無いが、好ましくはアルコール性水酸基を有する化合物/カルボニル基を有する環状化合物=99〜50/1〜50、さらに好ましくは97〜60/3〜40である。アルコール性水酸基を有する化合物が99重量%より多い(カルボニル基を有する環状化合物が1重量%より少ない)と、シロキサンポリマーとキノンジアジド化合物との相溶性が悪く、硬化膜が白化して透明性が低下する。また、アルコール性水酸基を有する化合物が50重量%より少ない(カルボニル基を有する環状化合物が50重量%より多い)と、シロキサンポリマー中の未反応シラノール基の縮合反応が起こり易くなり、貯蔵安定性が悪くなる。   The compound having an alcoholic hydroxyl group and the cyclic compound having a carbonyl group may be used singly or in combination. When mixed and used, the weight ratio is not particularly limited, but is preferably a compound having an alcoholic hydroxyl group / a cyclic compound having a carbonyl group = 99 to 50/1 to 50, more preferably 97 to 60/3 to 40. It is. When the compound having an alcoholic hydroxyl group is more than 99% by weight (the cyclic compound having a carbonyl group is less than 1% by weight), the compatibility between the siloxane polymer and the quinonediazide compound is poor, and the cured film is whitened and the transparency is lowered. To do. Further, if the amount of the compound having an alcoholic hydroxyl group is less than 50% by weight (the amount of the cyclic compound having a carbonyl group is more than 50% by weight), the condensation reaction of the unreacted silanol group in the siloxane polymer is likely to occur, and the storage stability is improved. Deteriorate.

また、本発明の感光性シロキサン組成物は、本発明の効果を損なわない限り、その他の溶剤を含有してもよい。その他の溶剤としては、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−1−ブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシ−1−ブチルアセテートなどのエステル類、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジn−ブチルエーテル、ジフェニルエーテルなどのエーテル類が挙げられる。   Moreover, unless the effect of this invention is impaired, the photosensitive siloxane composition of this invention may contain another solvent. Other solvents include ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-1-butyl acetate, 3-methyl-3-methoxy-1- Examples thereof include esters such as butyl acetate, ketones such as methyl isobutyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone and acetylacetone, and ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, di n-butyl ether and diphenyl ether.

溶剤の添加量に特に制限は無いが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して100〜1000重量部の範囲である。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of a solvent, Preferably it is the range of 100-1000 weight part with respect to 100 weight part of polysiloxane.

本発明の感光性シロキサン組成物は、(d)熱架橋性化合物を含有する。熱架橋性化合物は熱硬化時にポリシロキサンを架橋する化合物であり、含有することによって硬化膜の架橋度が高くなる。これによって硬化膜の耐薬品性が向上し、かつ熱硬化時の微細パターンの溶融によるパターン解像度の低下が抑制される。   The photosensitive siloxane composition of the present invention contains (d) a thermally crosslinkable compound. The thermally crosslinkable compound is a compound that crosslinks polysiloxane at the time of thermosetting, and by containing it, the degree of crosslinking of the cured film is increased. As a result, the chemical resistance of the cured film is improved, and a decrease in pattern resolution due to melting of the fine pattern during thermosetting is suppressed.

熱架橋性化合物は熱硬化時にポリシロキサンを架橋する化合物であれば特に制限は無く、2個以上の反応性基、例えばエポキシ基、オキセタン基、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、メチロール基、アルコキシメチル基、シラノール基を有する化合物が挙げられる。これらの化合物の中でも、好ましくは一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物、一般式(2)で表される化合物、オキセタン基を2個以上有する化合物の群から選択される化合物が用いられ、これらの熱架橋性化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The heat-crosslinkable compound is not particularly limited as long as it is a compound that crosslinks polysiloxane at the time of thermosetting, and two or more reactive groups such as epoxy group, oxetane group, vinyl group, acrylic group, methacryl group, methylol group, alkoxy group. Examples thereof include compounds having a methyl group or a silanol group. Among these compounds, the compound is preferably selected from the group consisting of a compound having two or more groups represented by the general formula (1), a compound represented by the general formula (2), and a compound having two or more oxetane groups. Compounds are used, and these thermally crosslinkable compounds may be used alone or in combination of two or more.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基のいずれかを表す。なお、化合物中の複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。 In the formula, R 1 represents any one of hydrogen and an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. In addition, several R < 1 > in a compound may be the same or different, respectively.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0から2の整数を表す。 In the formula, R 2 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 2 are the same or different. May be. R 3 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 3 may be the same or different. . n represents an integer of 0 to 2.

一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物において、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基のいずれかを表す。なお、化合物中の複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。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、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基が挙げられる。 In the compound having two or more groups represented by the general formula (1), R 1 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. In addition, several R < 1 > in a compound may be the same or different, respectively. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, and n-decyl group.

一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物の具体例としては、以下のようなメラミン誘導体や尿素誘導体(三和ケミカル(株)製)、およびフェノール性化合物(本州化学工業(株)製)が挙げられる。   Specific examples of the compound having two or more groups represented by the general formula (1) include the following melamine derivatives and urea derivatives (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), and phenolic compounds (Honshu Chemical Industry ( Co., Ltd.).

Figure 0004670693
Figure 0004670693

一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物は、熱架橋性化合物として硬化膜の耐薬品性やパターン解像度を向上させるだけではなく、溶解促進にも寄与して感度向上や現像時のスカム低減にとっても有効である。これは、ポリシロキサンを主成分とする材料において、特に顕著に見られる現象であり、これはポリシロキサンの疎水性が高いためであると考えられる。また、特に一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物を用いれば、透明性を低下させてしまうフェノール性水酸基を含有する化合物などの溶解促進剤を新たに添加する必要が無い、あるいは添加しても少量で済むことから、ポリシロキサン特有の透明性を阻害することなく、得られる硬化膜の高透明性を維持することができる。これらの化合物の中でも、ニカラックMX−270は溶解促進の効果が大きく、特に好ましく用いられる。   A compound having two or more groups represented by the general formula (1) not only improves the chemical resistance and pattern resolution of a cured film as a heat-crosslinkable compound, but also contributes to the promotion of dissolution and improves sensitivity and development. It is also effective for reducing scum at times. This is a phenomenon that is particularly prominent in materials having polysiloxane as a main component, and this is considered to be due to the high hydrophobicity of polysiloxane. In particular, when a compound having two or more groups represented by the general formula (1) is used, it is not necessary to newly add a dissolution accelerator such as a compound containing a phenolic hydroxyl group that reduces transparency. Alternatively, even if it is added, only a small amount is required, so that the high transparency of the obtained cured film can be maintained without impairing the transparency specific to polysiloxane. Among these compounds, Nicalac MX-270 has a large effect of promoting dissolution and is particularly preferably used.

一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物は、単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The compound having two or more groups represented by the general formula (1) may be used alone or in combination of two or more.

一般式(2)で表される化合物において、Rは、水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アルケニル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。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、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−グリシドキシプロピル基、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチル基、3−アミノプロピル基、3−メルカプトプロピル基、3−イソシアネートプロピル基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、3−アクリロキシプロピル基、3−メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、p−ヒドロキシフェニル基、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチル基、ナフチル基が挙げられる。 In the compound represented by the general formula (2), R 2 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, A plurality of R 2 may be the same or different. These alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, trifluoromethyl group, 3, 3 , 3-trifluoropropyl group, 3-glycidoxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 3-aminopropyl group, 3-mercaptopropyl group, 3-isocyanatopropyl group. Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 3-acryloxypropyl group, and a 3-methacryloxypropyl group. Specific examples of the aryl group include phenyl group, tolyl group, p-hydroxyphenyl group, 1- (p-hydroxyphenyl) ethyl group, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyl group, 4-hydroxy-5- (p -Hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyl group, naphthyl group.

一般式(2)のRは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。また、これらのアルキル基、アシル基、アリール基はいずれも無置換体、置換体のどちらでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。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−ブチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基が挙げられる。一般式(2)のnは0から2の整数を表す。 R 3 in the general formula (2) represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 3 are the same. But it can be different. These alkyl groups, acyl groups and aryl groups may be either unsubstituted or substituted, and can be selected according to the characteristics of the composition. Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. Specific examples of the acyl group include an acetyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group. In the general formula (2), n represents an integer of 0 to 2.

一般式(2)で表される化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、p−ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、1−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルトリメトキシシラン、4−ヒドロキシ−5−(p−ヒドロキシフェニルカルボニルオキシ)ペンチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシラン、ジメチルジアセトキシシラン、ジn−ブチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジメトキシシラン、(3−グリシドキシプロピル)メチルジエトキシシランなどが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the compound represented by the general formula (2) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraacetoxysilane, tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, and methyltrin. -Butoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyl Triethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxy Silane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 1- ( p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyltrimethoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, tri Fluoromethyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxy Dimethyldimethoxysilane such as propyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxylane, dimethyl Examples thereof include diacetoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, and (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

一般式(2)で表される化合物は、オルガノシラン化合物であり、ポリシロキサンを構成する一般式(3)のオルガノシラン化合物と類似の化合物である。故に、ポリシロキサンとの相溶性が良好であり、硬化膜の高透明性を維持することができる。
オキセタン基を2個以上有する化合物の具体例としては、OXT−121、OXT−221、OXT−191、OX−SQ−H、PNOX−1009、RSOX(いずれも、東亜合成(株)製)エタナコールOXBP、エタナコールOXTP(商品名、いずれも、宇部興産(株)製)が挙げられる。
The compound represented by the general formula (2) is an organosilane compound, and is a compound similar to the organosilane compound of the general formula (3) constituting the polysiloxane. Therefore, the compatibility with polysiloxane is good, and the high transparency of the cured film can be maintained.
Specific examples of the compound having two or more oxetane groups include OXT-121, OXT-221, OXT-191, OX-SQ-H, PNOX-1009, RSOX (all manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) Etanacol OXBP , Etanacol OXTP (trade name, all manufactured by Ube Industries, Ltd.).

オキセタン基を2個以上有する化合物は、熱硬化時に架橋剤として作用するが、室温では比較的安定な化合物である。よって、貯蔵安定性を損なうことなく、組成物から得られる膜の耐薬品性やパターン解像度を向上することができる。   A compound having two or more oxetane groups acts as a crosslinking agent during thermosetting, but is a relatively stable compound at room temperature. Therefore, chemical resistance and pattern resolution of a film obtained from the composition can be improved without impairing storage stability.

熱架橋性化合物の添加量に特に制限は無いが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲である。熱架橋性化合物の添加量が0.1重量部より少ない場合、ポリシロキサンの架橋が不十分で効果が少ない。一方、熱架橋性化合物の添加量が10重量%より多い場合、硬化膜の無色透明性が低下したり、組成物の貯蔵安定性が低下するといった問題が起こる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of a thermally crosslinkable compound, Preferably it is the range of 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of polysiloxane. When the addition amount of the thermally crosslinkable compound is less than 0.1 parts by weight, the effect of the crosslinking is insufficient due to insufficient crosslinking of the polysiloxane. On the other hand, when the addition amount of the heat crosslinkable compound is more than 10% by weight, there arises a problem that the colorless transparency of the cured film is lowered or the storage stability of the composition is lowered.

さらに、本発明の感光性シロキサン組成物は、(e)熱架橋促進剤を含有しても良い。熱架橋促進剤とは、熱硬化時の熱架橋性化合物とポリシロキサンとの架橋を促進する化合物であり、パターン形成で行う熱硬化時に酸を発生する熱酸発生剤や、熱硬化前のブリーチング露光時に酸を発生する光酸発生剤が用いられる。熱硬化時に膜中に酸が存在することによって、熱架橋性化合物とポリシロキサンとの架橋が促進されるとともに、ポリシロキサン中の未反応シラノール基の縮合が促進され、ポリマーの架橋度が高くなり、硬化膜の耐溶剤性やパターン解像度が向上する。   Furthermore, the photosensitive siloxane composition of the present invention may contain (e) a thermal crosslinking accelerator. A thermal crosslinking accelerator is a compound that promotes crosslinking between a thermally crosslinkable compound and polysiloxane at the time of thermal curing, and a thermal acid generator that generates an acid at the time of thermal curing in pattern formation, or bleach before thermal curing. A photoacid generator that generates an acid during the exposure is used. The presence of acid in the film during thermosetting promotes crosslinking between the thermally crosslinkable compound and the polysiloxane, promotes condensation of unreacted silanol groups in the polysiloxane, and increases the degree of crosslinking of the polymer. The solvent resistance and pattern resolution of the cured film are improved.

本発明で用いられる熱酸発生剤は、熱硬化時に酸を発生する化合物であり、組成物塗布後のプリベーク時には酸を発生しない、もしくは少量しか発生しないことが好ましい。故に、プリベーク温度以上、例えば100℃以上で酸を発生する化合物であることが好ましい。プリベーク温度以下で酸が発生すると、プリベーク時にポリシロキサンの架橋が起こりやすくなり感度が低下したり、現像時にスカムが発生したりする。   The thermal acid generator used in the present invention is a compound that generates an acid at the time of thermosetting, and it is preferable that no acid is generated or only a small amount is generated at the time of pre-baking after coating the composition. Therefore, a compound that generates an acid at a pre-bake temperature or higher, for example, 100 ° C. or higher is preferable. When acid is generated at a temperature lower than the pre-baking temperature, polysiloxane is easily cross-linked during pre-baking and the sensitivity is lowered, or scum is generated during development.

好ましく用いられる熱酸発生剤の具体例としては、SI−60、SI−80、SI−100、SI−110、SI−145、SI−150、SI−60L、SI−80L、SI−100L、SI−110L、SI−145L、SI−150L、SI−160L、SI−180L、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、2−メチルベンジル−4−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−アセトキシフェニルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシカルボニルオキシフェニルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ベンジル−4−メトキシカルボニルオキシフェニルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート(いずれも、三新化学工業(株)製)などが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the thermal acid generator preferably used include SI-60, SI-80, SI-100, SI-110, SI-145, SI-150, SI-60L, SI-80L, SI-100L, SI -110L, SI-145L, SI-150L, SI-160L, SI-180L, 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-methylbenzyl-4- Hydroxyphenylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxy carbonate Isobornyl oxyphenyl dimethyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, (all manufactured by Sanshin Chemical Industry Co.) benzyl-4-methoxycarbonyloxy-phenyl methyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いられる光酸発生剤は、ブリーチング露光時に酸を発生する化合物であり、露光波長365nm(i線)、405nm(h線)、436nm(g線)、もしくはこれらの混合線の照射によって酸を発生する化合物である。故に、同様の光源を用いるパターン露光においても酸が発生する可能性はあるが、パターン露光はブリーチング露光と比べて露光量が小さいために、少量の酸しか発生せずに問題とはならない。また、発生する酸としてはパーフルオロアルキルスルホン酸、p−トルエンスルホン酸などの強酸であることが好ましく、カルボン酸が発生するキノンジアジド化合物はここでいう光酸発生剤の機能は有しておらず、本発明における熱架橋促進剤とは異なるものである。   The photoacid generator used in the present invention is a compound that generates an acid during bleaching exposure, and is irradiated with an exposure wavelength of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), 436 nm (g-line), or a mixed line thereof. Is a compound that generates an acid. Therefore, there is a possibility that acid is generated in pattern exposure using the same light source. However, since the exposure amount of pattern exposure is smaller than that of bleaching exposure, only a small amount of acid is generated, which is not a problem. The acid generated is preferably a strong acid such as perfluoroalkylsulfonic acid or p-toluenesulfonic acid, and the quinonediazide compound generating carboxylic acid does not have the function of a photoacid generator here. This is different from the thermal crosslinking accelerator in the present invention.

好ましく用いられる光酸発生剤の具体例としては、SI−100、SI−101、SI−105、SI−106、SI−109、PI−105、PI−106、PI−109、NAI−100、NAI−1002、NAI−1003、NAI−1004、NAI−101、NAI−105、NAI−106、NAI−109、NDI−101、NDI−105、NDI−106、NDI−109、PAI−01、PAI−101、PAI−106、PAI−1001(いずれも、みどり化学(株)製)などが挙げられる。なお、これらの化合物は単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Specific examples of the photoacid generator preferably used include SI-100, SI-101, SI-105, SI-106, SI-109, PI-105, PI-106, PI-109, NAI-100, and NAI. -1002, NAI-1003, NAI-1004, NAI-101, NAI-105, NAI-106, NAI-109, NDI-101, NDI-105, NDI-106, NDI-109, PAI-01, PAI-101 , PAI-106, PAI-1001 (both manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、熱架橋促進剤として、上述した熱酸発生剤と光酸発生剤とを併用して用いることも可能である。   Further, as the thermal crosslinking accelerator, the above-described thermal acid generator and photoacid generator can be used in combination.

熱架橋促進剤の添加量は、特に制限は無いが、好ましくはポリシロキサン100重量部に対して0.01〜5重量部の範囲である。添加量が0.01重量部より少ないと効果が十分ではなく、5重量部より多いとプリベーク時やパターン露光時にポリシロキサンの架橋が起こる。   The addition amount of the thermal crosslinking accelerator is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polysiloxane. If the added amount is less than 0.01 parts by weight, the effect is not sufficient, and if it is more than 5 parts by weight, crosslinking of polysiloxane occurs during pre-baking or pattern exposure.

さらに、本発明の感光性シロキサン組成物は、(f)増感剤を含有してもよい。増感剤を含有することによって、感光剤であるナフトキノンジアジド化合物の反応が促進されて感度が向上するとともに、光酸発生剤が含有されている場合は、ブリーチング露光時の反応が促進されて硬化膜の耐溶剤性とパターン解像度が向上する。   Furthermore, the photosensitive siloxane composition of the present invention may contain (f) a sensitizer. By containing a sensitizer, the reaction of the naphthoquinonediazide compound, which is a photosensitizer, is promoted and the sensitivity is improved. When a photoacid generator is contained, the reaction during bleaching exposure is promoted. The solvent resistance and pattern resolution of the cured film are improved.

本発明で用いられる増感剤は特に制限されないが、好ましくは熱処理により気化する、および/または光照射によって退色する増感剤が用いられる。この増感剤は、パターン露光やブリーチング露光における光源の波長である365nm(i線)、405nm(h線)、436nm(g線)に対して吸収をもつことが必要であるが、そのまま硬化膜に残存すると可視光領域に吸収が存在するために無色透明性が低下してしまう。そこで、増感剤による無色透明性の低下を防ぐために、用いられる増感剤は、熱硬化などの熱処理で気化する化合物(増感剤)、および/またはブリーチング露光などの光照射によって退色する化合物(増感剤)が好ましい。   The sensitizer used in the present invention is not particularly limited, but a sensitizer that vaporizes by heat treatment and / or fades by light irradiation is preferably used. This sensitizer is required to have absorption at 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), and 436 nm (g-line), which are wavelengths of the light source in pattern exposure and bleaching exposure, but is cured as it is. If the film remains in the film, absorption in the visible light region exists, so that colorless transparency is lowered. Therefore, in order to prevent a decrease in colorless transparency due to the sensitizer, the sensitizer used is faded by light irradiation such as a compound (sensitizer) that is vaporized by heat treatment such as thermosetting and / or bleaching exposure. Compounds (sensitizers) are preferred.

上記の熱処理により気化する、および/または光照射によって退色する増感剤の具体例としては、3,3’−カルボニルビス(ジエチルアミノクマリン)などのクマリン、9,10−アントラキノンなどのアントラキノン、ベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、アセトフェノン、4−メトキシアセトフェノン、ベンズアルデヒドなどの芳香族ケトン、ビフェニル、1,4−ジメチルナフタレン、9−フルオレノン、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、ピレン、アントラセン、9−フェニルアントラセン、9−メトキシアントラセン、9,10−ジフェニルアントラセン、9,10−ビス(4−メトキシフェニル)アントラセン、9,10−ビス(トリフェニルシリル)アントラセン、9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ジペンタオキシアントラセン、2−t−ブチル−9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ビス(トリメチルシリルエチニル)アントラセンなどの縮合芳香族などが挙げられる。   Specific examples of the sensitizer that is vaporized by the heat treatment and / or faded by light irradiation include coumarins such as 3,3′-carbonylbis (diethylaminocoumarin), anthraquinones such as 9,10-anthraquinone, benzophenone, Aromatic ketones such as 4,4′-dimethoxybenzophenone, acetophenone, 4-methoxyacetophenone, benzaldehyde, biphenyl, 1,4-dimethylnaphthalene, 9-fluorenone, fluorene, phenanthrene, triphenylene, pyrene, anthracene, 9-phenylanthracene, 9-methoxyanthracene, 9,10-diphenylanthracene, 9,10-bis (4-methoxyphenyl) anthracene, 9,10-bis (triphenylsilyl) anthracene, 9,10-dimethoxya Tracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10-dipropoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-dipentaoxyanthracene, 2-t-butyl-9,10-dibutoxyanthracene, 9 , 10-bis (trimethylsilylethynyl) anthracene and the like.

これらの増感剤の中で、熱処理により気化する増感剤は、好ましくは熱処理により昇華、蒸発、熱分解による熱分解物が昇華または蒸発する増感剤である。また、増感剤の気化温度としては、好ましくは130℃〜400℃、さらに好ましくは150℃〜250℃である。増感剤の気化温度が130℃より低いと、増感剤がプリベーク中に気化して露光プロセス中に存在しなくなり感度が高くならない場合がある。また、プリベーク中の気化を極力抑えるためには、増感剤の気化温度は150℃以上が好ましい。一方、増感剤の気化温度が400℃より高いと、増感剤が熱硬化時に気化せず硬化膜中に残存して、無色透明性が低下する場合がある。また、熱硬化時に完全に気化させるためには、増感剤の気化温度は250℃以下が好ましい。   Among these sensitizers, the sensitizer that is vaporized by heat treatment is preferably a sensitizer that sublimates or evaporates a thermal decomposition product by sublimation, evaporation, and thermal decomposition. Moreover, as vaporization temperature of a sensitizer, Preferably it is 130 to 400 degreeC, More preferably, it is 150 to 250 degreeC. When the vaporization temperature of the sensitizer is lower than 130 ° C., the sensitizer is vaporized during the pre-baking and may not be present during the exposure process, and the sensitivity may not be increased. In order to suppress vaporization during prebaking as much as possible, the vaporization temperature of the sensitizer is preferably 150 ° C. or higher. On the other hand, if the vaporization temperature of the sensitizer is higher than 400 ° C., the sensitizer does not vaporize during thermal curing and remains in the cured film, and the colorless transparency may be lowered. Moreover, in order to vaporize completely at the time of thermosetting, the vaporization temperature of a sensitizer is preferably 250 ° C. or less.

一方、光照射によって退色する増感剤は、透明性の観点から可視光領域における吸収が光照射によって退色する増感剤が好ましい。また、さらに好ましい光照射によって退色する化合物は、光照射によって二量化する化合物である。光照射によって二量化することによって、分子量が増大して不溶化するので、耐薬品性向上、耐熱性向上、透明硬化膜からの抽出物の低減という効果が得られる。   On the other hand, the sensitizer that fades by light irradiation is preferably a sensitizer whose absorption in the visible light region fades by light irradiation from the viewpoint of transparency. Further, a compound that fades upon irradiation with light is a compound that dimerizes upon irradiation with light. By dimerization by light irradiation, the molecular weight increases and insolubilization results in the effect of improving chemical resistance, improving heat resistance, and reducing the extract from the transparent cured film.

また、増感剤は高感度を達成できるという点、光照射によって二量化して退色するという点からアントラセン系化合物が好ましく、さらに、9,10位が水素であるアントラセン系化合物は熱に不安定であるので、9,10−二置換アントラセン系化合物であることが好ましい。さらに、増感剤の溶解性の向上と光二量化反応の反応性の観点から一般式(6)で表される9,10−ジアルコキシアントラセン系化合物であることが好ましい。   The sensitizer is preferably an anthracene compound in that it can achieve high sensitivity and dimerizes and fades when irradiated with light, and the anthracene compound in which the 9th and 10th positions are hydrogen is unstable to heat. Therefore, a 9,10-disubstituted anthracene compound is preferable. Furthermore, the 9,10-dialkoxyanthracene compound represented by the general formula (6) is preferable from the viewpoint of improving the solubility of the sensitizer and the reactivity of the photodimerization reaction.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

式中、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22はそれぞれ独立して、水素、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、エチニル基、アリール基、アシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。R23、R24は炭素数1〜20のアルコキシ基およびそれらが置換された有機基を表す。 In the formula, R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 , R 21 and R 22 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, an alkenyl group, ethynyl. A group, an aryl group, an acyl group, and an organic group in which they are substituted; R 23 and R 24 represent an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms and an organic group in which they are substituted.

一般式(6)のR15〜R22は、それぞれ独立して水素、炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アリール基、アシル基、およびそれらが置換された有機基を表す。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基が挙げられる。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基が挙げられる。アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アクリロキシプロピル基、メタクリロキシプロピル基が挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基が挙げられる。アシル基の具体例としては、アセチル基が挙げられる。化合物の気化性、光二量化の反応性の点から、R15〜R22は水素、または炭素数は1〜6までの有機基であることが好ましい。さらに好ましくは、R15、R18、R19、R22は水素であることが好ましい。 R 15 to R 22 in the general formula (6) each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group, an alkenyl group, an aryl group, an acyl group, or an organic group in which they are substituted. . Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. Specific examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a pentyloxy group. Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, an acryloxypropyl group, and a methacryloxypropyl group. Specific examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group. Specific examples of the acyl group include an acetyl group. From the viewpoint of the vaporization property of the compound and the photodimerization reactivity, R 15 to R 22 are preferably hydrogen or an organic group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, R 15 , R 18 , R 19 , R 22 are preferably hydrogen.

一般式(6)のR23、R24は炭素数1〜20のアルコキシ基、およびそれらが置換された有機基を表す。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基が挙げられるが、化合物の溶解性と光二量化による退色反応の点から、プロポキシ基、ブトキシ基が好ましい。 R < 23 >, R < 24 > of General formula (6) represents a C1-C20 alkoxy group and the organic group by which they were substituted. Specific examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a pentyloxy group, and a propoxy group and a butoxy group are preferable from the viewpoint of the solubility of the compound and a fading reaction due to photodimerization.

増感剤を用いる場合、ポリシロキサン100重量部に対して0.01〜5重量部の範囲で添加するのが好ましい。この範囲を外れると、透明性が低下したり、感度が低下したりする。   When using a sensitizer, it is preferable to add in 0.01-5 weight part with respect to 100 weight part of polysiloxane. If it is out of this range, the transparency is lowered or the sensitivity is lowered.

本発明の感光性シロキサン組成物は必要に応じて、溶解促進剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、消泡剤などの添加剤を含有することもできる。   The photosensitive siloxane composition of the present invention may contain additives such as a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, a surfactant, a stabilizer, and an antifoaming agent as necessary.

特に、溶解促進剤は感度を向上することができる。溶解促進剤としては、フェノール性水酸基を有する化合物や、N−ヒドロキシジカルボキシイミド化合物が好ましく用いられる。具体例としては、キノンジアジド化合物に用いたフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられる。   In particular, the dissolution accelerator can improve sensitivity. As the dissolution accelerator, a compound having a phenolic hydroxyl group or an N-hydroxydicarboximide compound is preferably used. Specific examples include compounds having a phenolic hydroxyl group used for the quinonediazide compound.

本発明の感光性シロキサン組成物を用いた硬化膜の形成方法について説明する。本発明の感光性シロキサン組成物をスピンナー、ディッピング、スリットなどの公知の方法によって下地基板上に塗布し、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置でプリベークする。プリベークは、50〜150℃の範囲で30秒〜30分間行い、プリベーク後の膜厚は、0.1〜15μmとするのが好ましい。   A method for forming a cured film using the photosensitive siloxane composition of the present invention will be described. The photosensitive siloxane composition of the present invention is applied onto a base substrate by a known method such as spinner, dipping, or slit, and prebaked with a heating device such as a hot plate or oven. Pre-baking is performed in the range of 50 to 150 ° C. for 30 seconds to 30 minutes, and the film thickness after pre-baking is preferably 0.1 to 15 μm.

プリベーク後、ステッパー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、パラレルライトマスクアライナー(PLA)などの紫外可視露光機を用い、10〜4000J/m程度(波長365nm露光量換算)を所望のマスクを介して露光する。 After pre-baking, using a UV-visible exposure machine such as a stepper, mirror projection mask aligner (MPA), parallel light mask aligner (PLA), etc., about 10 to 4000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure conversion) through the desired mask Exposure.

露光後、現像により露光部が溶解し、ポジ型のパターンを得ることができる。現像方法としては、シャワー、ディッピング、パドルなどの方法で現像液に5秒〜10分間浸漬することが好ましい。現像液としては、公知のアルカリ現像液を用いることができる。具体的例としてはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩などの無機アルカリ、2−ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類、水酸化テトラメチルアンモニウム、コリン等の4級アンモニウム塩を1種あるいは2種以上含む水溶液等が挙げられる。   After exposure, the exposed portion is dissolved by development, and a positive pattern can be obtained. As a developing method, it is preferable to immerse in a developer for 5 seconds to 10 minutes by a method such as showering, dipping or paddle. As the developer, a known alkali developer can be used. Specific examples include alkali metal hydroxides, carbonates, phosphates, silicates, borates, and other inorganic alkalis, amines such as 2-diethylaminoethanol, monoethanolamine, diethanolamine, and tetramethyl hydroxide. Examples include aqueous solutions containing one or more quaternary ammonium salts such as ammonium and choline.

現像後、水でリンスすることが好ましい。また、必要であればホットプレート、オーブンなどの加熱装置で50〜150℃の範囲で乾燥ベークを行うこともできる。   It is preferable to rinse with water after development. Moreover, if necessary, dry baking can also be performed at 50-150 degreeC with heating apparatuses, such as a hotplate and oven.

その後、ブリーチング露光を行うことが好ましい。ブリーチング露光を行うことによって、膜中に残存する未反応のキノンジアジド化合物が光分解して、膜の光透明性がさらに向上する。ブリーチング露光の方法としては、PLAなどの紫外可視露光機を用い、100〜20000J/m程度(波長365nm露光量換算)を全面に露光する。 Thereafter, it is preferable to perform bleaching exposure. By performing bleaching exposure, the unreacted quinonediazide compound remaining in the film is photodegraded, and the light transparency of the film is further improved. As a method for bleaching exposure, an entire surface is exposed to about 100 to 20000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) using an ultraviolet-visible exposure machine such as PLA.

ブリーチング露光した膜を、必要であればホットプレート、オーブンなどの加熱装置で50〜150℃の範囲でソフトベークを行った後、ホットプレート、オーブンなどの加熱装置で150〜450℃の範囲で1時間程度キュアすることで、表示素子におけるTFT用平坦化膜、半導体素子における層間絶縁膜、あるいは光導波路におけるコアやクラッド材といった硬化膜が形成される。   The film subjected to bleaching exposure is soft-baked in a range of 50 to 150 ° C. with a heating device such as a hot plate or oven if necessary, and then in a range of 150 to 450 ° C. with a heating device such as a hot plate or oven. By curing for about 1 hour, a flattened film for TFT in the display element, an interlayer insulating film in the semiconductor element, or a cured film such as a core or cladding material in the optical waveguide is formed.

本発明における素子は、上述のような高耐熱性、高透明性、低誘電率性でかつ、耐溶剤性が高く、パターン解像度の良い本発明の硬化膜を有する表示素子、半導体素子、あるいは光導波路材を指し、特に、TFT用平坦化膜として有する液晶、ならびに有機EL表示素子に有効に用いられる。   The element in the present invention is a display element, semiconductor element or optical element having the cured film of the present invention having high heat resistance, high transparency, low dielectric constant, high solvent resistance and good pattern resolution as described above. It refers to a waveguide material, and in particular, it is effectively used for a liquid crystal having a planarizing film for TFT and an organic EL display element.

以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は、GPCを用いてポリスチレン換算で求めたものである。また実施例等で用いた化合物のうち、略語を使用しているものについて、以下に示す。
DAA:ジアセトンアルコール
GBL:γ−ブチロラクトン
EDM:ジエチレングリコールエチルメチルエーテル
DMF:ジメチルホルムアミド 。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples. In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer is calculated | required in polystyrene conversion using GPC. Of the compounds used in the examples and the like, those using abbreviations are shown below.
DAA: diacetone alcohol GBL: γ-butyrolactone EDM: diethylene glycol ethyl methyl ether DMF: dimethylformamide.

合成例1 ポリシロキサン溶液(a)の合成
メチルトリメトキシシラン88.53g(0.65mol)、フェニルトリメトキシシラン69.41g(0.35mol)、ジアセトンアルコール(DAA)138.87gを500mLの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水54gにリン酸0.158g(仕込みシラン化合物に対して0.1重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール96g、水24gが留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液に、ポリマー濃度が33重量%、溶剤組成がDAA/γ−ブチロラクトン(GBL)(80/20重量比)となるようにDAAとGBLを加えてポリシロキサン溶液(a)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は3700であった。
Synthesis Example 1 Synthesis of Polysiloxane Solution (a) Methyltrimethoxysilane 88.53 g (0.65 mol), phenyltrimethoxysilane 69.41 g (0.35 mol), diacetone alcohol (DAA) 138.87 g was added to 500 mL of three necks. An aqueous phosphoric acid solution prepared by dissolving 0.158 g of phosphoric acid (0.1 wt% with respect to the charged silane compound) in 54 g of water was added over 30 minutes while stirring at room temperature. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.). During the reaction, 96 g of methanol as a by-product and 24 g of water were distilled out. DAA and GBL were added to the obtained polysiloxane DAA solution so that the polymer concentration was 33% by weight and the solvent composition was DAA / γ-butyrolactone (GBL) (80/20 weight ratio). ) In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 3700.

合成例2 ポリシロキサン溶液(b)の合成
メチルトリメトキシシラン68.1g(0.5mol(シラン原子モル数0.5mol))、フェニルトリメトキシシラン59.49g(0.3mol(シラン原子モル数0.3mol))、直鎖状ポリシロキサンである“DMS−S12”(ゲレスト社製)14.83g(シラン原子モル数0.2mol)、DAA130.73gを500mLの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水43.2gにリン酸0.142g(仕込みシラン化合物に対して0.1重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから3時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール77g、水20gが留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液に、ポリマー濃度が33重量%、溶剤組成がDAA/GBL(85/15重量比)となるようにDAAとGBLを加えてポリシロキサン溶液(b)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は5300であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of polysiloxane solution (b) 68.1 g of methyltrimethoxysilane (0.5 mol (number of moles of silane atoms 0.5 mol)), 59.49 g of phenyltrimethoxysilane (0.3 mol (number of moles of silane atoms 0) .3 mol)), 14.83 g of linear polysiloxane “DMS-S12” (manufactured by Gelest Co.) (0.2 mol of silane atoms) and 130.73 g of DAA were charged into a 500 mL three-necked flask and stirred at room temperature. However, a phosphoric acid aqueous solution in which 0.142 g of phosphoric acid (0.1 wt% with respect to the charged silane compound) was dissolved in 43.2 g of water was added over 30 minutes. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 3 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.). During the reaction, 77 g of methanol as a by-product and 20 g of water were distilled out. DAA and GBL were added to the obtained polysiloxane DAA solution so that the polymer concentration was 33% by weight and the solvent composition was DAA / GBL (85/15 weight ratio) to obtain a polysiloxane solution (b). In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 5300.

合成例3 ポリシロキサン溶液(c)の合成
メチルトリメトキシシラン81.72g(0.6mol)、フェニルトリメトキシシラン79.32g(0.4mol)、DAA142.67gを500mLの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水54gにリン酸0.161g(仕込みシラン化合物に対して0.1重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール96g、水24gが留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液に、ポリマー濃度が33重量%、溶剤組成がDAA/GBL(90/10重量比)となるようにDAAとGBLを加えてポリシロキサン溶液(c)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は4000であった。
Synthesis Example 3 Synthesis of Polysiloxane Solution (c) Methyltrimethoxysilane 81.72 g (0.6 mol), phenyltrimethoxysilane 79.32 g (0.4 mol) and DAA 142.67 g were charged into a 500 mL three-necked flask at room temperature. While stirring, an aqueous phosphoric acid solution in which 0.161 g of phosphoric acid (0.1 wt% with respect to the charged silane compound) was dissolved in 54 g of water was added over 30 minutes. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.). During the reaction, 96 g of methanol as a by-product and 24 g of water were distilled out. DAA and GBL were added to the obtained polysiloxane DAA solution so that the polymer concentration was 33% by weight and the solvent composition was DAA / GBL (90/10 weight ratio) to obtain a polysiloxane solution (c). In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 4000.

合成例4 ポリシロキサン溶液(d)の合成
メチルトリメトキシシラン54.48g(0.4mol)、フェニルトリメトキシシラン99.15g(0.5mol)、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12.32g(0.05mol)、PL−2L−DAA(商品名、扶桑化学工業(株)製)12.02g(シラン原子モル数で0.05mol)、DAA107.4gを500mLの三口フラスコに仕込み、室温で攪拌しながら水52.2gにリン酸0.338g(仕込みシラン化合物に対して0.2重量%)を溶かしたリン酸水溶液を30分かけて添加した。その後、フラスコを40℃のオイルバスに浸けて30分攪拌した後、オイルバスを30分かけて115℃まで昇温した。昇温開始1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は100〜110℃)。反応中に副生成物であるメタノール91g、水23gが留出した。得られたポリシロキサンのDAA溶液に、ポリマー濃度が35重量%、溶剤組成がDAA/GBL(80/20重量比)となるようにDAAとGBLを加えてポリシロキサン溶液(d)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は6000であった。
Synthesis Example 4 Synthesis of polysiloxane solution (d) Methyltrimethoxysilane 54.48 g (0.4 mol), phenyltrimethoxysilane 99.15 g (0.5 mol), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Silane 12.32 g (0.05 mol), PL-2L-DAA (trade name, manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) 12.02 g (0.05 mol in terms of moles of silane atoms) and DAA 107.4 g were added to a 500 mL three-necked flask. An aqueous phosphoric acid solution prepared by dissolving 0.338 g of phosphoric acid (0.2% by weight based on the charged silane compound) in 52.2 g of water was added over 30 minutes while stirring at room temperature. Thereafter, the flask was immersed in a 40 ° C. oil bath and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of temperature increase, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.). During the reaction, 91 g of methanol as a by-product and 23 g of water were distilled out. DAA and GBL were added to the obtained polysiloxane DAA solution so that the polymer concentration was 35% by weight and the solvent composition was DAA / GBL (80/20 weight ratio) to obtain a polysiloxane solution (d). In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 6000.

合成例5 アクリルポリマー溶液(e)の合成
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5g、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(EDM)200gを500mLの三口フラスコに仕込んだ。引き続きスチレン25g、メタクリル酸20g、メタクリル酸グリシジル45g、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレート10gを仕込み、室温でしばらく攪拌した後、フラスコ内を窒素置換した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて、5時間加熱攪拌した。得られたアクリルポリマーのEDM溶液に、ポリマー濃度が30重量%、溶剤組成がEDM(100)となるようにEDMを加えてアクリルポリマー溶液(e)を得た。なお、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)は15000であった。
Synthesis Example 5 Synthesis of Acrylic Polymer Solution (e) 5 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 200 g of diethylene glycol ethyl methyl ether (EDM) were charged into a 500 mL three-necked flask. Subsequently, 25 g of styrene, 20 g of methacrylic acid, 45 g of glycidyl methacrylate and 10 g of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate were charged and stirred for a while at room temperature, and then the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. Thereafter, the flask was immersed in an oil bath at 70 ° C. and stirred with heating for 5 hours. To the obtained EDM solution of acrylic polymer, EDM was added so that the polymer concentration was 30% by weight and the solvent composition was EDM (100) to obtain an acrylic polymer solution (e). In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer was 15000.

合成例6 キノンジアジド化合物(a)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)21.23g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド37.62g(0.14mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン15.58g(0.154mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入させた。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(a)を得た。
Synthesis Example 6 Synthesis of quinonediazide compound (a) Under a dry nitrogen stream, 21.23 g (0.05 mol) of TrisP-PA (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) and 37.62 g of 5-naphthoquinonediazidesulfonyl acid chloride ( 0.14 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. Here, 15.58 g (0.154 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system would not be 35 ° C. or higher. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (a) having the following structure.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

合成例7 キノンジアジド化合物(b)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−HAP(商品名、本州化学工業(株)製)15.32g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド22.84g(0.085mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン9.46g(0.0935mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入させた。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(b)を得た。
Synthesis Example 7 Synthesis of quinonediazide compound (b) Under a dry nitrogen stream, TrisP-HAP (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 15.32 g (0.05 mol) and 5-naphthoquinonediazidesulfonyl acid chloride 22.84 g ( 0.085 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. To this, 9.46 g (0.0935 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature inside the system would not exceed 35 ° C. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (b) having the following structure.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

合成例8 キノンジアジド化合物(c)の合成
乾燥窒素気流下、TrisP−PA(商品名、本州化学工業(株)製)21.23g(0.05mol)と5−ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリド26.87g(0.1mol)を1,4−ジオキサン450gに溶解させ、室温にした。ここに、1,4−ジオキサン50gと混合させたトリエチルアミン11.13g(0.11mol)を系内が35℃以上にならないように滴下した。滴下後30℃で2時間攪拌した。トリエチルアミン塩を濾過し、濾液を水に投入させた。その後、析出した沈殿を濾過で集めた。この沈殿を真空乾燥機で乾燥させ、下記構造のキノンジアジド化合物(c)を得た。
Synthesis Example 8 Synthesis of quinonediazide compound (c) Under a dry nitrogen stream, TrisP-PA (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) 21.23 g (0.05 mol) and 5-naphthoquinonediazidesulfonyl acid chloride 26.87 g ( 0.1 mol) was dissolved in 450 g of 1,4-dioxane and brought to room temperature. Here, 11.13 g (0.11 mol) of triethylamine mixed with 50 g of 1,4-dioxane was added dropwise so that the temperature in the system would not be 35 ° C. or higher. It stirred at 30 degreeC after dripping for 2 hours. The triethylamine salt was filtered and the filtrate was poured into water. Thereafter, the deposited precipitate was collected by filtration. This precipitate was dried with a vacuum dryer to obtain a quinonediazide compound (c) having the following structure.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

実施例1
合成例1で得られたポリシロキサン溶液(a)30g、合成例6で得られたキノンジアジド化合物(a)0.7g、熱架橋性化合物としてニカラックMX−270(商品名、三和ケミカル(株)製)0.2gを黄色灯下で混合、攪拌して均一溶液とした後、0.2μmのフィルターで濾過して組成物1を得た。
Example 1
30 g of the polysiloxane solution (a) obtained in Synthesis Example 1, 0.7 g of the quinonediazide compound (a) obtained in Synthesis Example 6, and Nicalak MX-270 (trade name, Sanwa Chemical Co., Ltd.) as the thermally crosslinkable compound (Product) 0.2 g was mixed and stirred under a yellow light to obtain a uniform solution, and then filtered through a 0.2 μm filter to obtain Composition 1.

組成物1をテンパックスガラス板(旭テクノガラス板(株)製)、およびシリコンウェハにスピンコーター(ミカサ(株)製1H−360S)を用いて任意の回転数でスピンコートした後、ホットプレート(大日本スクリーン製造(株)製SCW−636)を用いて100℃で2分間プリベークし、膜厚4μm(組成物11は3μm)の膜を作製した。作製した膜をパラレルライトマスクアライナー(以下PLAという)(キャノン(株)製PLA−501F)を用いて、超高圧水銀灯を感度測定用のグレースケールマスクを介して露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38wt%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液であるELM−D(三菱ガス化学(株)製)で80秒間シャワー現像し、次いで水で30秒間リンスした。その後、ブリーチング露光として、PLA(キャノン(株)製PLA−501F)を用いて、膜全面に超高圧水銀灯を6000J/m(波長365nm露光量換算)露光した。その後、ホットプレートを用いて90℃で2分間ソフトベークし、次いでオーブン(タバイエスペック社製IHPS−222)を用いて空気中220℃で1時間キュアして硬化膜を作製した。 The composition 1 was spin-coated at an arbitrary number of revolutions using a spin coater (1H-360S manufactured by Mikasa Co., Ltd.) on a Tempax glass plate (Asahi Techno Glass plate Co., Ltd.) and a silicon wafer, and then hot plate (SCW-636 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.) was used for pre-baking at 100 ° C. for 2 minutes to prepare a film having a film thickness of 4 μm (composition 11 was 3 μm). The produced film was exposed to an ultra-high pressure mercury lamp through a gray scale mask for sensitivity measurement using a parallel light mask aligner (hereinafter referred to as PLA) (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), and then an automatic developing device (Takizawa). The product was developed with ELM-D (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, for 80 seconds using an industrial AD-2000), and then rinsed with water for 30 seconds. . Thereafter, as bleaching exposure, PLA (PLA-501F manufactured by Canon Inc.) was used to expose the entire surface of the film with an ultrahigh pressure mercury lamp at 6000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure conversion). After that, soft baking was performed at 90 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and then cured in air at 220 ° C. for 1 hour using an oven (IHPS-222 manufactured by Tabai Espec) to prepare a cured film.

感光特性、および硬化膜特性の評価結果を表2に示す。なお、表中の評価は以下の方法で行った。なお、下記の(1)、(2)、(3)、(4)の評価はシリコンウェハ基板を、(6)、(8)の評価はテンパックスガラス板を用いて行った。   Table 2 shows the evaluation results of the photosensitive characteristics and the cured film characteristics. The evaluation in the table was performed by the following method. The following evaluations (1), (2), (3), and (4) were performed using a silicon wafer substrate, and (6) and (8) were evaluated using a Tempax glass plate.

(1)膜厚測定
大日本スクリーン製造(株)製ラムダエースSTM−602を用いて、屈折率1.50で測定を行った。
(1) Measurement of film thickness Using a Lambda Ace STM-602 manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., the film thickness was measured at a refractive index of 1.50.

(2)現像後残膜率の算出
現像後残膜率は以下の式に従って算出した。
(2) Calculation of remaining film ratio after development The remaining film ratio after development was calculated according to the following formula.

現像後残膜率(%)=現像後の未露光部膜厚÷プリベーク後の膜厚×100
(3)感度の算出
露光、現像後、10μmのライン・アンド・スペースパターンを1対1の幅に形成する露光量(以下、これを最適露光量という)を感度とした。
Residual film ratio after development (%) = film thickness of unexposed part after development / film thickness after pre-baking × 100
(3) Calculation of sensitivity The exposure amount (hereinafter referred to as the optimum exposure amount) for forming a 10 μm line-and-space pattern in a one-to-one width after exposure and development was defined as sensitivity.

(4)解像度の算出
最適露光量における現像後の最小パターン寸法を現像後解像度、キュア後の最小パターン寸法をキュア後解像度とした。
(4) Calculation of resolution The minimum pattern size after development at the optimum exposure amount was taken as post-development resolution, and the minimum pattern size after cure was taken as post-cure resolution.

(5)重量減少率
組成物をアルミセルに約100mg入れ、熱重量測定装置TGA−50(島津製作所(株)製)を用い、窒素雰囲気中、昇温速度10℃/分で300℃まで加熱し、そのまま1時間加熱硬化させ、その後昇温速度10℃/分で400℃までで昇温した時の、重量減少率を測定した。300℃に到達したときの重量を測定し、さらに400℃に到達した時の重量を測定し、300℃時の重量との差を求め、減少した重量分を重量減少率として求めた。
(5) Weight reduction rate About 100 mg of the composition was put in an aluminum cell, and heated to 300 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a thermogravimetric apparatus TGA-50 (manufactured by Shimadzu Corporation). Then, it was cured by heating for 1 hour, and then the weight reduction rate was measured when the temperature was raised to 400 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min. The weight when reaching 300 ° C. was measured, the weight when reaching 400 ° C. was measured, the difference from the weight at 300 ° C. was determined, and the reduced weight was determined as the weight reduction rate.

(6)光透過率の測定
MultiSpec−1500((株)島津製作所)を用いて、まずテンパックスガラス板のみを測定し、その紫外可視吸収スペクトルをリファレンスとした。次に各キュア膜をテンパックスガラスに形成し、これをサンプルとし、サンプルを用いてシングルビームで測定し、3μmあたりの波長400nmでの光透過率を求め、リファレンスとの差異を硬化膜の透過率とした。
(6) Measurement of light transmittance First, only the Tempax glass plate was measured using MultiSpec-1500 (Shimadzu Corporation), and the ultraviolet-visible absorption spectrum was used as a reference. Next, each cured film is formed on Tempax glass, and this is used as a sample. Using the sample, measurement is performed with a single beam, light transmittance at a wavelength of 400 nm per 3 μm is obtained, and the difference from the reference is transmitted through the cured film. Rate.

(7)誘電率の測定
アルミ基板に、組成物を塗布、プリベーク、露光、キュア処理し、薄膜を形成した。その後この薄膜上部にアルミ電極を形成し、1kHzにおける静電容量をアジレント・テクノロジー社製のLCRメーター4284Aを用いて測定し、下記式により誘電率(ε)を求めた。なお現像処理はしていない。
(7) Measurement of dielectric constant A thin film was formed by coating, pre-baking, exposing and curing the composition on an aluminum substrate. Thereafter, an aluminum electrode was formed on the upper part of the thin film, and the capacitance at 1 kHz was measured using an LCR meter 4284A manufactured by Agilent Technologies, and the dielectric constant (ε) was determined by the following formula. The development process is not performed.

ε=C・d/ε・S
但し、Cは静電容量、dは試料膜厚、εは真空中の誘電率、Sは上部電極面積である。
ε = C · d / ε 0 · S
Where C is the capacitance, d is the sample film thickness, ε 0 is the dielectric constant in vacuum, and S is the upper electrode area.

(8)耐薬品性の評価
キュア膜をジメチルホルムアミド(DMF)中に室温で10分間浸漬した後、純水リンスを行い、水を窒素ブローで除去した。浸漬前後の透過率を(6)と同じ方法で測定して、浸漬前と浸漬後の各々の透過率差を求めた。硬化膜として用いる場合はが2%未満のものについては○、透過率差が2%以上のものについては×といえる。
(8) Evaluation of chemical resistance The cured film was immersed in dimethylformamide (DMF) at room temperature for 10 minutes, rinsed with pure water, and water was removed by nitrogen blowing. The transmittance before and after immersion was measured by the same method as (6), and the difference in transmittance between before and after immersion was determined. When it is used as a cured film, it can be said that the film is less than 2%.

実施例2〜12、比較例1〜3
表1に記載の組成のとおりに、組成物1と同様にして組成物2〜15を調合した。なお、熱架橋性化合物として用いたニカラックMX−270、TML−BPAF(商品名、本州化学工業(株)製)、エピコート828(商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)、OXT−221、OXT−191(商品名、東亜合成(株)製)、熱架橋促進剤として用いたSI−110L(三新化学工業(株)製)、NAI−105、NDI−105、NDI−109(いずれも、みどり化学(株)製)、増感剤として用いたDBA、DPA(いずれも、川崎化成工業(株)製)は下記に示した構造の化合物である。
Examples 2-12, Comparative Examples 1-3
According to the composition described in Table 1, compositions 2 to 15 were prepared in the same manner as composition 1. In addition, Nicarak MX-270, TML-BPAF (trade name, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.), Epicoat 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), OXT-221, OXT used as heat-crosslinkable compounds -191 (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), SI-110L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) used as a thermal crosslinking accelerator, NAI-105, NDI-105, NDI-109 (all Midori Chemical Co., Ltd.), DBA used as a sensitizer, and DPA (both manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd.) are compounds having the structures shown below.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

Figure 0004670693
Figure 0004670693

組成物2〜15を用い、それぞれ実施例1と同様にして硬化膜を作製した。ただし、組成物14および15を用いた比較例2、3の現像は、0.3wt%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(ELM−Dを水で希釈したもの)で80秒間シャワー現像し、それ以外は実施例1と同様に行った。   A cured film was prepared in the same manner as in Example 1 using compositions 2 to 15, respectively. However, the development of Comparative Examples 2 and 3 using the compositions 14 and 15 was shower-developed with a 0.3 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (ELM-D diluted with water) for 80 seconds. The same operation as in Example 1 was performed.

Figure 0004670693
Figure 0004670693

Claims (6)

(a)ポリシロキサン、(b)キノンジアジド化合物、(c)溶剤、(d)熱架橋性化合物を含有する感光性シロキサン組成物であって、(a)ポリシロキサン中のフェニル基の含有率がSi原子に対して5〜60モル%であることを特徴とする感光性シロキサン組成物(A) a photosensitive siloxane composition containing a polysiloxane, (b) a quinonediazide compound, (c) a solvent, and (d) a thermally crosslinkable compound , wherein (a) the content of phenyl groups in the polysiloxane is Si The photosensitive siloxane composition characterized by being 5-60 mol% with respect to atoms . (d)熱架橋性化合物が、一般式(1)で表される基を2個以上有する化合物、一般式(2)で表される化合物、オキセタン基を2個以上有する化合物の群から選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の感光性シロキサン組成物。
Figure 0004670693
(式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基のいずれかを表す。なお、化合物中の複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。)
Figure 0004670693
(式中、Rは水素、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。Rは水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアシル基、炭素数6〜15のアリール基のいずれかを表し、複数のRはそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0から2の整数を表す。)
(D) The thermally crosslinkable compound is selected from the group consisting of a compound having two or more groups represented by the general formula (1), a compound represented by the general formula (2), and a compound having two or more oxetane groups. The photosensitive siloxane composition according to claim 1, which is at least one kind.
Figure 0004670693
(In the formula, R 1 represents either hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. In addition, a plurality of R 1 in the compound may be the same or different.)
Figure 0004670693
(In the formula, R 2 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and the plurality of R 2 are the same or different. R 3 represents any one of hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and a plurality of R 3 may be the same. (N may be an integer from 0 to 2).
さらに、(e)熱架橋促進剤を含有する請求項1または2記載の感光性シロキサン組成物。 The photosensitive siloxane composition according to claim 1 or 2 , further comprising (e) a thermal crosslinking accelerator. さらに、(f)増感剤を含有する請求項1〜3のいずれか記載の感光性シロキサン組成物。 Furthermore, (f) The photosensitive siloxane composition in any one of Claims 1-3 containing a sensitizer. 請求項1〜4のいずれか記載の感光性シロキサン組成物から形成された硬化膜。 The cured film formed from the photosensitive siloxane composition in any one of Claims 1-4. 請求項5記載の硬化膜を具備する素子。 An element comprising the cured film according to claim 5.
JP2006070785A 2005-03-18 2006-03-15 Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film Active JP4670693B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006070785A JP4670693B2 (en) 2005-03-18 2006-03-15 Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005078767 2005-03-18
JP2006070785A JP4670693B2 (en) 2005-03-18 2006-03-15 Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006293337A JP2006293337A (en) 2006-10-26
JP2006293337A5 JP2006293337A5 (en) 2009-04-23
JP4670693B2 true JP4670693B2 (en) 2011-04-13

Family

ID=37413916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006070785A Active JP4670693B2 (en) 2005-03-18 2006-03-15 Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4670693B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180116742A (en) 2017-04-17 2018-10-25 제이에스알 가부시끼가이샤 Thin film transistor substrate, liquid crystal display device, organic el device, radiation-sensitive resin composition and process for producing the thin film transistor substrate

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1942150B1 (en) * 2005-10-28 2018-08-22 Toray Industries, Inc. Siloxane resin composition and method for producing same
JP4910646B2 (en) * 2006-11-07 2012-04-04 東レ株式会社 Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film
JP4766268B2 (en) * 2007-03-01 2011-09-07 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film and microlens, and production method thereof
JP4849251B2 (en) * 2007-01-18 2012-01-11 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film and microlens, and production method thereof
JP5353011B2 (en) * 2007-01-26 2013-11-27 東レ株式会社 Siloxane resin composition, optical device using the same, and method for producing siloxane resin composition
JP5241280B2 (en) * 2007-04-06 2013-07-17 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Positive photosensitive resin composition
JP5003375B2 (en) * 2007-09-20 2012-08-15 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, interlayer insulating film and microlens, and production method thereof
JP5509675B2 (en) * 2008-05-30 2014-06-04 東レ株式会社 Siloxane resin composition and optical device using the same
KR101580854B1 (en) * 2008-09-05 2015-12-30 제이에스알 가부시끼가이샤 Curable resin composition set for forming resin cured film protective film and process for forming protective film
JP5397607B2 (en) * 2008-09-05 2014-01-22 Jsr株式会社 Curable resin composition, protective film and method for forming protective film
JP5752832B2 (en) * 2008-09-30 2015-07-22 東京応化工業株式会社 Compound and acid generator comprising the same
JP5540509B2 (en) * 2008-12-09 2014-07-02 Jsr株式会社 Composition for forming silicon-containing film for multilayer resist process, silicon-containing film, and pattern forming method
JP5533232B2 (en) 2009-06-29 2014-06-25 Jsr株式会社 Positive radiation sensitive composition, cured film, interlayer insulating film, method for forming interlayer insulating film, display element, and siloxane polymer for forming interlayer insulating film
CN102472964B (en) * 2009-09-29 2013-08-07 东丽株式会社 Positive photosensitive resin composition, cured film obtained using same, and optical device
JP5659561B2 (en) * 2010-06-02 2015-01-28 東レ株式会社 Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5736718B2 (en) * 2010-10-18 2015-06-17 Jsr株式会社 Radiation-sensitive resin composition, cured film and method for forming the same
JP2012199098A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Dainippon Printing Co Ltd Sealing glass, organic el display device provided with the same, and method for manufacturing organic el display device
JP6318634B2 (en) * 2013-02-14 2018-05-09 東レ株式会社 Photosensitive siloxane composition, cured film and device
WO2015002183A1 (en) 2013-07-02 2015-01-08 東レ株式会社 Positive photosensitive resin composition, cured film formed by curing same, and optical device equipped with same
JP6372212B2 (en) * 2013-11-19 2018-08-15 Jsr株式会社 Organic EL device and moisture capture film
KR102300782B1 (en) 2014-01-24 2021-09-13 도레이 카부시키가이샤 Negative photosensitive resin composition, cured film obtained by curing same, method for producing cured film, optical device provided with cured film, and backside-illuminated cmos image sensor
KR102443985B1 (en) * 2014-09-30 2022-09-16 도레이 카부시키가이샤 Photosensitive resin composition, cured film, element provided with cured film, and method for manufacturing semiconductor device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02108053A (en) * 1988-10-18 1990-04-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Pattern forming material and pattern forming method
JP2003255546A (en) * 2001-12-28 2003-09-10 Fujitsu Ltd Alkali-soluble siloxane polymer, positive resist composition, resist pattern and method for producing the same, electronic circuit device and method for producing the same
JP2004004733A (en) * 2002-04-15 2004-01-08 Sharp Corp Radiation sensitive resin composition, method for forming patterned insulative film, active matrix substrate and flat panel display device with active matrix substrate, and manufacturing method of flat panel display device
JP2004177683A (en) * 2002-11-27 2004-06-24 Clariant (Japan) Kk Method for forming pattern by using ultrahigh heat-resistant positive photosensitive composition
JP2004333964A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition for forming projection and/or spacer for vertically aligned liquid crystal display device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02108053A (en) * 1988-10-18 1990-04-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Pattern forming material and pattern forming method
JP2003255546A (en) * 2001-12-28 2003-09-10 Fujitsu Ltd Alkali-soluble siloxane polymer, positive resist composition, resist pattern and method for producing the same, electronic circuit device and method for producing the same
JP2004004733A (en) * 2002-04-15 2004-01-08 Sharp Corp Radiation sensitive resin composition, method for forming patterned insulative film, active matrix substrate and flat panel display device with active matrix substrate, and manufacturing method of flat panel display device
JP2004177683A (en) * 2002-11-27 2004-06-24 Clariant (Japan) Kk Method for forming pattern by using ultrahigh heat-resistant positive photosensitive composition
JP2004333964A (en) * 2003-05-09 2004-11-25 Jsr Corp Radiation-sensitive resin composition for forming projection and/or spacer for vertically aligned liquid crystal display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180116742A (en) 2017-04-17 2018-10-25 제이에스알 가부시끼가이샤 Thin film transistor substrate, liquid crystal display device, organic el device, radiation-sensitive resin composition and process for producing the thin film transistor substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006293337A (en) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4670693B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4853228B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, element having cured film, and pattern forming method
JP4784283B2 (en) Positive photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4655914B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5099140B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5003081B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
KR101242288B1 (en) Positive-Type Photosensitive Siloxane Composition, Cured Film Formed Therefrom and Device Having the Cured Film
JP4687315B2 (en) Photosensitive resin composition, cured film formed therefrom, and element having cured film
JP2007193318A (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed of the same and element having cured film
JP5696665B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4586655B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP4725160B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JPWO2011078106A1 (en) Positive photosensitive resin composition, cured film formed therefrom, and element having cured film
JP2013114238A (en) Positive photosensitive composition, cured film formed of the positive photosensitive composition and element having the cured film
JP4910646B2 (en) Photosensitive siloxane composition and method for producing the same, cured film formed from photosensitive siloxane composition, and element having cured film
JP5659561B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5444704B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP2007226214A (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed of the same and element having cured film
JP2009169343A (en) Photosensitive composition, cured film formed thereof, and element having cured film
JP5343649B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5169027B2 (en) Photosensitive siloxane composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP2010032977A (en) Positive photosensitive composition, cured film formed of the same, and device with cured film
JP5540632B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5233526B2 (en) Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film
JP5056260B2 (en) Photosensitive siloxane composition, method for producing the same, cured film formed therefrom, and device having the cured film

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090306

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090306

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101221

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110103

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4670693

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128

Year of fee payment: 3