JP5233526B2 - Photosensitive composition, cured film formed therefrom, and device having cured film - Google Patents

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

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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、固体撮像素子用平坦化膜やマイクロレンズアレイパターン、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 provides 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 insulation film for a semiconductor element, a planarization film for a solid-state imaging element, a microlens array pattern, a core of an optical waveguide, The present invention relates to a photosensitive composition for forming a clad material, 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、高透明性の特性を有し、かつTFT基板電極とITO電極との導通確保のため50μm〜数μm程度のホールパターン形成をする必要があり、一般的にポジ型感光性材料が用いられる。代表的な材料としては、アクリル樹脂にキノンジアジド化合物を組み合わせた材料(特許文献2、3、4参照)が知られている。しかしながら、これらの材料は耐熱性や耐薬品性が不十分であり、基板の高温処理や各種薬液処理により硬化膜が着色して透明性が低下するという問題がある。また、これらアクリル系材料は一般に感度が低いため生産性が低く、より高感度の材料が求められている。
一方、高耐熱性、高透明性、高耐薬品性といった特性を有する他の材料として、ポリシロキサンが知られており、これ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材料(特許文献5参照)が公知である。この材料は透明性が高く、基板の高温処理によっても透明性は低下すること無く、高透明の硬化膜を得ることができる。しかしながら、この材料に於いても、感度、解像度や耐薬品性は十分とは言えない。
As a material for such a flattening film for a TFT substrate, a hole pattern having a high heat resistance and a high transparency and a hole pattern of about 50 μm to several μm is formed to ensure conduction between the TFT substrate electrode and the ITO electrode. In general, a positive photosensitive material is used. As a typical material, a material in which an acrylic resin is combined with a quinonediazide compound (see Patent Documents 2, 3, and 4) is known. However, these materials have insufficient heat resistance and chemical resistance, and there is a problem that the cured film is colored by the high-temperature treatment or various chemical treatments of the substrate and the transparency is lowered. Moreover, since these acrylic materials generally have low sensitivity, productivity is low, and materials with higher sensitivity are required.
On the other hand, polysiloxane is known as another material having characteristics such as high heat resistance, high transparency, and high chemical resistance, and a material in which a quinonediazide compound is combined in order to impart positive photosensitivity ( (See Patent Document 5). This material is highly transparent, and a highly transparent cured film can be obtained without lowering the transparency even when the substrate is treated at high temperature. However, even with this material, sensitivity, resolution and chemical resistance are not sufficient.

また、ポリシロキサンの耐薬品性を向上するため、4級アンモニウム塩を添加した材料が知られている(特許文献6および7参照)。しかし、これらはいずれも非感光性またはネガ型感光性材料であり、ポジ型感光性と高い耐薬品性を両立した透明材料が強く求められている。
特開平9−152625号公報(請求項1) 特開2001−281853号公報(請求項1) 特開平5−165214号公報(請求項1) 特開2002−341521号公報(請求項1) 特開2006−178436号公報(請求項1) WO2005−36269号公報(請求項6) 特開2007−31697号公報(請求項1)
Moreover, in order to improve the chemical resistance of polysiloxane, a material to which a quaternary ammonium salt is added is known (see Patent Documents 6 and 7). However, these are all non-photosensitive or negative photosensitive materials, and there is a strong demand for transparent materials that satisfy both positive photosensitive properties and high chemical resistance.
JP-A-9-152625 (Claim 1) JP 2001-281853 A (Claim 1) JP-A-5-165214 (Claim 1) JP-A-2002-341521 (Claim 1) JP 2006-178436 A (Claim 1) WO2005-36269 (Claim 6) JP 2007-31697 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、高感度、高耐熱性、高い透明性と、高い耐薬品性を併せ持つポジ型感光性組成物を提供する。また、本発明の別の目的は、上記のポジ型感光性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、固体撮像素子、光導波路などの素子を提供する。   The present invention has been made based on the above-described circumstances, and provides a positive photosensitive composition having both high sensitivity, high heat resistance, high transparency, and high chemical resistance. Another object of the present invention is to provide a flattening film for a TFT substrate, an interlayer insulating film, a cured film such as a core or a clad material, and a display element having the cured film, formed from the positive photosensitive composition. Provided are devices such as semiconductor devices, solid-state imaging devices, and optical waveguides.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、((a)ポリシロキサン、(b)ナフトキノンジアジド化合物、(c)4級アンモニウム塩、(d)溶剤を含有するポジ型感光性組成物である。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, it is a positive photosensitive composition containing ((a) polysiloxane, (b) naphthoquinone diazide compound, (c) quaternary ammonium salt, and (d) solvent.

本発明の感光性組成物は高耐熱性、高透明性の特性を有し、かつ高い耐薬品性を。また、得られた硬化膜は、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。   The photosensitive composition of the present invention has high heat resistance and high transparency and high chemical resistance. Further, the obtained cured film can be suitably used as a planarizing film for TFT substrate or an interlayer insulating film.

本発明の感光性組成物は、(a)ポリシロキサン、(b)ナフトキノンジアジド化合物、(c)4級アンモニウム塩、(d)溶剤を含有するポジ型感光性組成物である。 The photosensitive composition of the present invention is a positive photosensitive composition containing (a) polysiloxane, (b) a naphthoquinonediazide compound, (c) a quaternary ammonium salt, and (d) a solvent.

本発明のポジ型感光性組成物は、(a)ポリシロキサンを含有する。
ここで、(a)のポリシロキサンは、下記一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上を加水分解し縮合させることによって合成されるポリシロキサンであることが好ましい。
The positive photosensitive composition of the present invention contains (a) polysiloxane.
Here, the polysiloxane (a) is preferably a polysiloxane synthesized by hydrolyzing and condensing one or more organosilanes represented by the following general formula (1).

Figure 0005233526
Figure 0005233526

一般式(1)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、置換体のいずれでもよく、組成物の特性に応じて選択できる。アルキル基およびその置換体の具体例としては、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−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピル基、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。アルケニル基およびその置換体の具体例としては、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。アリール基およびその置換体の具体例としては、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 (1), R 1 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 1 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 and substituted products thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-decyl group, and trifluoromethyl group. 3,3,3-trifluoropropyl group, 3-glycidoxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyl group, 3- Examples include aminopropyl group, 3-mercaptopropyl group, and 3-isocyanatopropyl group. Specific examples of the alkenyl group and substituted products thereof include a vinyl group, 3-acryloxypropyl group, and 3-methacryloxypropyl group. Specific examples of the aryl group and substituted products thereof 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 and naphthyl group may be mentioned.

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

一般式(1)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−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、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸などの3官能シラン、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や硬度の点から3官能シランが好ましく用いられる。   Specific examples of the organosilane represented by the general formula (1) 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-methyl Acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, p-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 1- (p-hydroxyphenyl) ) Ethyltrimethoxysilane, 2- (p-hydroxyphenyl) ethyltrimethoxysilane, 4-hydroxy-5- (p-hydroxyphenylcarbonyloxy) pentyltrimethoxysilane, trifluoromethyltrimethoxysilane, trifluoromethyltriethoxy Silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimeth Sisilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, [(3-ethyl-3- Trifunctional silanes such as oxetanyl) methoxy] propyltrimethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic acid, dimethyldimethoxy Silane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane Monofunctional silanes such as any bifunctional silane, trimethylmethoxysilane, tri-n-butylethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethylmethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) dimethylethoxysilane, and the like. 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.

本発明で用いられる(a)のポリシロキサンにおいて、後述するナフトキノンジアジド化合物などとの十分な相溶性を確保し、相分離することなく均一な硬化膜を形成させる目的から、ポリシロキサン中にあるフェニル基の含有率がSi原子に対して30モル%以上が好ましく、さらに好ましくは40モル%以上である。フェニル基の含有率が30モル%より少ないと、ポリシロキサンとナフトキノンジアジド化合物が塗布、乾燥、熱硬化中などにおいて、相分離を引き起こし、膜が白濁してしまい、硬化膜の透過率が低下する。また、フェニル基の含有率は70モル%以下であることが好ましく、60%以下であることがさらに好ましい。フェニル基の含有率が70モル%より多いと、熱硬化時の架橋が十分に起こらずに硬化膜の耐薬品性が低下してしまう。フェニル基の含有率は、例えば、ポリシロキサンの29Si−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。 In the polysiloxane (a) used in the present invention, phenyl in polysiloxane is used for the purpose of ensuring sufficient compatibility with a naphthoquinonediazide compound described later and forming a uniform cured film without phase separation. The group content is preferably at least 30 mol%, more preferably at least 40 mol%, based on Si atoms. When the phenyl group content is less than 30 mol%, polysiloxane and naphthoquinonediazide compound cause phase separation during coating, drying, thermal curing, etc., and the film becomes cloudy, resulting in a decrease in the transmittance of the cured film. . The phenyl group content is preferably 70 mol% or less, and more preferably 60% or less. When the content of the phenyl group is more than 70 mol%, the chemical resistance of the cured film is deteriorated without sufficient crosslinking during thermal curing. The phenyl group content can be determined, for example, by measuring 29 Si-NMR of polysiloxane and determining 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.

本発明で用いる(a)のポリシロキサンは、一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上と、下記一般式(2)で表されるオルガノシランの1種以上を加水分解し縮合させることによって合成されるポリシロキサンであることがより好ましい。   The polysiloxane of (a) used in the present invention hydrolyzes and condenses at least one organosilane represented by the general formula (1) and at least one organosilane represented by the following general formula (2). It is more preferable that the polysiloxane is synthesized by the process.

Figure 0005233526
Figure 0005233526

一般式(2)で表されるオルガノシランにおいて、式中、R3からRはそれぞれ独立に水素、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。一般式(2)のmは2から8の整数であり、mは分布を有してもよい。 In the organosilane represented by the general formula (2), R 3 to R 6 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or 6 to 15 carbon atoms. Represents any of the aryl groups. 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. M in the general formula (2) is an integer of 2 to 8, and m may have a distribution.

一般式(2)で表されるオルガノシランを用いることで、高い耐熱性や透明性を維持しつつ、感度と解像度に優れたポジ型感光性組成物が得られる。   By using the organosilane represented by the general formula (2), a positive photosensitive composition excellent in sensitivity and resolution can be obtained while maintaining high heat resistance and transparency.

(a)のポリシロキサンにおける一般式(2)で表されるオルガノシランの含有比は、ポリシロキサン全体のSi原子モル数に対するSi原子モル比で5%以上30%以下であることが好ましい。30%より多いと、ポリシロキサンとナフトキノンジアジド化合物との相溶性が悪化し、硬化膜の透明性が低下する。また、5%より少ないと、高感度、高解像度を発現し得ない場合がある。一般式(2)で表されるオルガノシランの含有比は、1H−NMR、13C−NMR、29Si−NMR、IR、TOF−MS、元素分析法および灰分測定などを組み合わせて求めることができる
一般式(2)で表されるオルガノシランの具体例としては、メチルシリケート51(扶桑化学工業株式会社製)、Mシリケート51、シリケート40、シリケート45(多摩化学工業株式会社製)、メチルシリケート51、メチルシリケート53A、エチルシリケート40、エチルシリケート48(コルコート株式会社製)などが挙げられる。
The content ratio of the organosilane represented by the general formula (2) in the polysiloxane (a) is preferably 5% or more and 30% or less in terms of the Si atom mole ratio relative to the number of moles of Si atoms in the whole polysiloxane. When it exceeds 30%, the compatibility between the polysiloxane and the naphthoquinonediazide compound is deteriorated, and the transparency of the cured film is lowered. If it is less than 5%, high sensitivity and high resolution may not be achieved. The content ratio of the organosilane represented by the general formula (2) can be determined by combining 1H-NMR, 13C-NMR, 29Si-NMR, IR, TOF-MS, elemental analysis, ash content measurement, and the like. Specific examples of the organosilane represented by (2) include methyl silicate 51 (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.), M silicate 51, silicate 40, silicate 45 (manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd.), methyl silicate 51, methyl Examples thereof include silicate 53A, ethyl silicate 40, and ethyl silicate 48 (manufactured by Colcoat Co., Ltd.).

(a)のポリシロキサンの態様として、前述の一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上と、シリカ粒子を反応させることによって合成されるポリシロキサンを用いても良い。シリカ粒子を反応させることで、パターン解像度が向上する。これは、ポリシロキサン中にシリカ粒子が組み込まれることで、膜のガラス転移温度が高くなり熱硬化時のパターンだれが抑えられるためと考えられる。   As an embodiment of the polysiloxane (a), a polysiloxane synthesized by reacting silica particles with one or more of the organosilanes represented by the general formula (1) may be used. The pattern resolution is improved by reacting the silica particles. This is presumably because silica particles are incorporated into polysiloxane, so that the glass transition temperature of the film is increased and the pattern dripping at the time of thermosetting is suppressed.

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効果が十分ではなく、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(商品名、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 it is smaller than 2 nm, the effect of improving the pattern resolution is not sufficient, and if it 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 (trade name, manufactured by Micromeritics) or the like can be used.

シリカ粒子の具体例としては、イソプロパノールを分散媒とした粒子径12nmのIPA−ST、メチルイソブチルケトンを分散媒とした粒子径12nmのMIBK−ST、イソプロパノールを分散媒とした粒子径45nmのIPA−ST−L、イソプロパノールを分散媒とした粒子径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媒とした粒子径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媒とした粒子径12nmのオスカル101、γ−ブチロラクトンを分散媒とした粒子径60nmのオスカル105、ジアセトンアルコールを分散媒とした粒子径120nmのオスカル106、分散溶液が水である粒子径5〜80nmのカタロイド−S(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媒とした粒子径16nmのクォートロンPL−2L−PGME、γ−ブチロラクトンを分散媒とした粒子径17nmのクォートロンPL−2L−BL、ジアセトンアルコールを分散媒とした粒子径17nmのクォートロンPL−2L−DAA、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。また、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 diameter of 12 nm using isopropanol as a dispersion medium, MIBK-ST having a particle diameter of 12 nm using methyl isobutyl ketone as a dispersion medium, and IPA-ST having a particle diameter of 45 nm using isopropanol as a dispersion medium. ST-L, IPA-ST-ZL having a particle diameter of 100 nm using isopropanol as a dispersion medium, PGM-ST having a particle diameter of 15 nm using propylene glycol monomethyl ether as a dispersion medium (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Oscar 101 having a particle diameter of 12 nm using γ-butyrolactone as a dispersion medium, Oscar 105 having a particle diameter of 60 nm using γ-butyrolactone as a dispersion medium, Oscar 106 having a particle diameter of 120 nm using diacetone alcohol as a dispersion medium, and the dispersion solution being water. Cataloid-S having a particle diameter of 5 to 80 nm (Manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd.), Quatron PL-2L-PGME having a particle diameter of 16 nm using propylene glycol monomethyl ether as a dispersion medium, Quatron PL-2L-BL having a particle diameter of 17 nm using γ-butyrolactone as a dispersion medium, and diacetone. Quartron PL-2L-DAA having a particle diameter of 17 nm using alcohol as a dispersion medium, Quatron PL-2L having a particle diameter of 18 to 20 nm in which the dispersion solution is water, GP-2L (above, trade name, manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) , Silica (SiO 2 ) SG-SO100 (trade name, manufactured by Kyoritsu Material Co., Ltd.) having a particle diameter of 100 nm, reolosil (trade name, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) having a particle diameter of 5 to 50 nm, and the like. . These silica particles may be used alone or in combination of two or more.

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、ポリシロキサン全体のSi原子モル数に対するSi原子モル比で50%以下が好ましい。シリカ粒子が50%より多いと、ポリシロキサンとナフト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。   The mixing ratio in the case of using silica particles is not particularly limited, but is preferably 50% or less in terms of the Si atom mole ratio relative to the number of moles of Si atoms in the whole polysiloxane. When there are more silica particles than 50%, the compatibility of polysiloxane and a naphthoquinone diazide compound will worsen, and the transparency of a cured film will fall.

本発明で用いるポリシロキサンの重量平均分子量(Mw)は特に制限されないが、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。   The weight average molecular weight (Mw) of the polysiloxane used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 2000 to 50,000 in terms of polystyrene measured by GPC (gel permeation chromatography). 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.

本発明におけるポリシロキサンは、一般式(1)や(2)で表されるオルガノシランなどのモノマーを加水分解および部分縮合させることにより合成される。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、必要に応じて、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 is synthesized by hydrolysis and partial condensation of monomers such as organosilanes represented by the general formulas (1) and (2). 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、通常は後述の(d)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などのモノマー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。   Although there is no restriction | limiting in particular as said reaction solvent, Usually, the thing similar to the below-mentioned (d) solvent is used. The addition amount of the solvent is preferably 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer such as organosilane. 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.

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などのモノマー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 monomer such as organosilane.

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上記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。除去方法に特に制限は無いが、操作の簡便さと除去性の点で、水洗浄、および/またはイオン交換樹脂の処理が好ましい。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等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 does not contain the catalyst, and the catalyst can be removed as necessary. The removal method is not particularly limited, but water washing and / or ion exchange resin treatment is preferable from the viewpoint of easy operation and removability. Water washing is a method of concentrating an organic layer obtained by diluting a polysiloxane solution with an appropriate hydrophobic solvent and then washing several times with water with an evaporator or the like. The treatment with an ion exchange resin is a method of bringing a polysiloxane solution into contact with an appropriate ion exchange resin.

本発明のポジ型感光性組成物は、(b)ナフトキノンジアジド化合物を含有する。ナフトキノンジアジド化合物を含有する感光性組成物は、露光部が現像液で除去されるポジ型を形成する。用いるナフト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(3)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 positive photosensitive composition of the present invention contains (b) a naphthoquinonediazide compound. The photosensitive composition containing a naphthoquinone diazide compound forms a positive type in which the exposed portion is removed with a developer. The naphthoquinone diazide compound to be used is not particularly limited, but is preferably a compound in which naphthoquinone diazide sulfonic 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 independent of each other. A compound that is either hydrogen or a substituent represented by the general formula (3) is used.

Figure 0005233526
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式中、R、R、R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、R、R、Rで環を形成してもよい。アルキル基は無置換体、置換体のいずれでもよく、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、フェニル基上の置換基としては、水酸基、メトキシ基などが挙げられる。また、R、R、Rで環を形成する場合の具体例としては、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 formula, R 7 , R 8 , and R 9 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. Moreover, you may form a ring by R < 7 >, R <8> , R < 9 >. 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. Examples of the substituent on the phenyl group include a hydroxyl group and a methoxy group. Specific examples of the ring formed by R 7 , R 8 , and R 9 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、これらのナフト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. In addition, these naphthoquinone diazide compounds can be synthesized by a known esterification reaction between a compound having a phenolic hydroxyl group and naphthoquinone diazide sulfonic 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 0005233526
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Figure 0005233526
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原料となるナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドとしては、4−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリドあるいは5−ナフトキノンジアジドスルホン酸クロリド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 the naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride as a raw material, 4-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride or 5-naphthoquinone diazide sulfonic acid chloride 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.

ナフトキノンジアジド化合物の添加量は特に制限されないが、好ましくは樹脂(ポリシロキサン)100重量部に対して2〜30重量部であり、さらに好ましくは4〜20重量部である。ナフトキノンジアジド化合物の添加量が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、実用に足る感光性を発現しない。また、さらに良好な溶解コントラストを得るためには5重量部以上が好ましい。一方、ナフトキノンジアジド化合物の添加量が30重量部より多い場合、ポリシロキサンとナフトキノンジアジド化合物との相溶性の低下による塗布膜の白化や、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ことがある。また、さらに高透明性の膜を得るためには15重量部以下であることが好ましい。   The addition amount of the naphthoquinone diazide compound is not particularly limited, but is preferably 2 to 30 parts by weight, more preferably 4 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (polysiloxane). When the addition amount of the naphthoquinone diazide compound is less than 1 part by weight, the dissolution contrast between the exposed part and the unexposed part is too low, and the photosensitivity sufficient for practical use is not exhibited. Further, in order to obtain a better dissolution contrast, 5 parts by weight or more is preferable. On the other hand, when the addition amount of the naphthoquinone diazide compound is more than 30 parts by weight, the whitening of the coating film due to a decrease in the compatibility between the polysiloxane and the naphthoquinone diazide compound, and the coloring due to the decomposition of the quinone diazide compound that occurs during thermal curing becomes significant. In addition, the colorless transparency of the cured film may be lowered. In order to obtain a further highly transparent film, the amount is preferably 15 parts by weight or less.

本発明のポジ型感光性組成物は、(c)4級アンモニウム塩を含有する。4級アンモニウム塩を添加することで、特にキュア後の硬化膜におけるアルカリ系薬液に対する耐薬品性が向上する。   The positive photosensitive composition of the present invention contains (c) a quaternary ammonium salt. By adding a quaternary ammonium salt, chemical resistance to an alkaline chemical solution, particularly in a cured film after curing, is improved.

4級アンモニウム塩の具体例としては、コハク酸テトラメチルアンモニウム、クエン酸テトラメチルアンモニウム、酢酸テトラメチルアンモニウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、硫酸水素テトラメチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム、コハク酸テトラブチルアンモニウム、クエン酸テトラブチルアンモニウム、酢酸テトラブチルアンモニウム、硝酸テトラブチルアンモニウム、硫酸水素テトラブチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム、コハク酸テトラエチルアンモニウム、クエン酸テトラエチルアンモニウム、酢酸テトラエチルアンモニウム、硝酸テトラエチルアンモニウム、硫酸水素テトラエチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸テトラエチルアンモニウム、p−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。   Specific examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium succinate, tetramethylammonium citrate, tetramethylammonium acetate, tetramethylammonium nitrate, tetramethylammonium hydrogen sulfate, tetramethylammonium trifluoromethanesulfonate, p-toluenesulfone Tetramethylammonium acid, tetrabutylammonium succinate, tetrabutylammonium citrate, tetrabutylammonium acetate, tetrabutylammonium nitrate, tetrabutylammonium hydrogen sulfate, tetrabutylammonium trifluoromethanesulfonate, tetrabutylammonium p-toluenesulfonate, Tetraethylammonium succinate, tetraethylammonium citrate, tetraethylammonium acetate, nitric acid Tiger tetraethylammonium hydrogen tetraethylammonium sulfuric acid, trifluoromethanesulfonic acid tetraethylammonium, p- toluenesulfonic acid tetraethylammonium, and the like.

4級アンモニウム塩に特に制限はないが、耐薬品性および硬化膜の透過率の観点から、スルホン酸塩および/または硫酸水素塩であることが好ましい。
4級アンモニウム塩の添加量は、特に制限されないが、耐薬品性およびパターン形成時の感度の観点から樹脂(ポリシロキサン)100重量部に対して0.01〜10重量部であることが好ましく、より好ましくは0.05〜5重量部である。
Although there is no restriction | limiting in particular in a quaternary ammonium salt, From a viewpoint of chemical resistance and the transmittance | permeability of a cured film, it is preferable that they are a sulfonate and / or a hydrogen sulfate.
The addition amount of the quaternary ammonium salt is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (polysiloxane) from the viewpoint of chemical resistance and sensitivity during pattern formation. More preferably, it is 0.05-5 weight part.

本発明のポジ型感光性組成物は、(d)溶剤を含有する。使用する溶剤に特に制限はないが、好ましくはアルコール性水酸基を有する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 positive photosensitive composition of the present invention contains (d) a solvent. Although there is no restriction | limiting in particular in the solvent to be used, Preferably the compound which has alcoholic hydroxyl group is 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.

上記アルコール性水酸基を有する化合物は特に制限されないが、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。   The compound having an alcoholic hydroxyl group is not particularly limited, but is preferably a compound having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure. 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、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、3−メトキシ−1−ブタノール、3−メチル−3−メトキシ−1−ブタノールなどが挙げられる。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- Butyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, 3-methoxy-1- Pentanol, 3-methyl-3-methoxy-1-butanol. In addition, you may use the compound which has these alcoholic hydroxyl groups individually or in combination of 2 or more types.

また、本発明の感光性組成物は、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、アセト酢酸エチルなどのエステル類、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、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、などのエーテル類、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンなどが挙げられる。   Moreover, the photosensitive composition of this invention may contain another solvent, unless the effect of this invention is impaired. 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- Esters such as butyl acetate and ethyl acetoacetate, ketones such as methyl isobutyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone and acetylacetone, diethyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, diphenyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, etc. Ethers, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, propylene carbonate, N-methylpyrrolidone, cyclopentanone, Rohekisanon and cycloheptanone and the like.

溶剤の添加量に特に制限はないが、好ましくは樹脂(ポリシロキサン)100重量部に対して100〜2000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 100-2000 weight part with respect to 100 weight part of resin (polysiloxane).

さらに、本発明の感光性組成物は必要に応じて、シランカップリング剤、架橋剤、架橋促進剤、増感剤、熱ラジカル発生剤、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。   Furthermore, the photosensitive composition of the present invention may contain a silane coupling agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a sensitizer, a thermal radical generator, a dissolution accelerator, a dissolution inhibitor, a surfactant, and a stabilizer as necessary. Further, additives such as an antifoaming agent can be contained.

本発明の感光性組成物は、シランカップリング剤を含有しても良い。シランカップリング剤を含有することで、基板との密着性が向上する。   The photosensitive composition of the present invention may contain a silane coupling agent. By containing the silane coupling agent, the adhesion to the substrate is improved.

シランカップリング剤の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、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、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、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、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−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、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、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−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノ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、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピルコハク酸、N−t−ブチル−3−(3−トリメトキシシリルプロピル)コハク酸イミドなどが挙げられる。
中でも、基板密着性や組成物の保存安定性の点から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が好ましく使用される。
Specific examples of the silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltri Ethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxy Propyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxy Lan, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) Ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyltrimethoxysilane, [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyl Triethoxysilane, 3 Mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic acid, Nt-butyl-3- (3- And trimethoxysilylpropyl) succinimide.
Of these, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane is preferably used from the viewpoint of substrate adhesion and storage stability of the composition.

シランカップリング剤の添加量に特に制限は無いが、好ましくは樹脂(アクリル樹脂+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。添加量が0.1重量部より少ないと密着性向上の効果が十分ではなく、10重量部より多いと保管中にシランカップリン剤同士が縮合反応し、現像時の溶け残りの原因となる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of a silane coupling agent, Preferably it is the range of 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of resin (acrylic resin + polysiloxane). If the addition amount is less than 0.1 parts by weight, the effect of improving the adhesion is not sufficient, and if it is more than 10 parts by weight, the silane coupling agents undergo a condensation reaction during storage, causing undissolved residue during development.

本発明の感光性組成物は、界面活性剤を含有しても良い。界面活性剤を含有することで、塗布ムラが改善し均一な塗布膜が得られる。フッ素系界面活性剤や、シリコーン系界面化成剤が好ましく用いられる。   The photosensitive composition of the present invention may contain a surfactant. By containing the surfactant, coating unevenness is improved and a uniform coating film is obtained. Fluorine-based surfactants and silicone-based interface chemicals are preferably used.

フッ素系界面活性剤の具体的な例としては、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2−テトラフロロプロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチルヘキシルエーテル、オクタエチレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、オクタプロピレングリコールジ(1,1,2,2−テトラフロロブチル)エーテル、ヘキサプロピレングリコールジ(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウム、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10−デカフロロドデカン、1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロデカン、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N′−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタイン、パーフルオロアルキルスルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル−N−エチルスルホニルグリシン塩、リン酸ビス(N−パーフルオロオクチルスルホニル−N−エチルアミノエチル)、モノパーフルオロアルキルエチルリン酸エステルなどの末端、主鎖および側鎖の少なくとも何れかの部位にフルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基を有する化合物からなるフッ素系界面活性剤を挙げることができる。また、市販品としては、メガファックF142D、同F172、同F173、同F183、同F475(以上、大日本インキ化学工業(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(新秋田化成(株)製)、フロラードFC−430、同FC−431(住友スリーエム(株)製))、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(旭硝子(株)製)、BM−1000、BM−1100(裕商(株)製)、NBX−15、FTX−218、DFX−218((株)ネオス製)などのフッ素系界面活性剤がある。   Specific examples of the fluorosurfactant include 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2-tetrafluoropropyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl. Hexyl ether, octaethylene glycol di (1,1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, octapropylene glycol di (1 , 1,2,2-tetrafluorobutyl) ether, hexapropylene glycol di (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, sodium perfluorododecylsulfonate, 1,1,2,2 , 8,8,9,9,10,10-decafluorododecane, 1,1,2,2,3,3-hexafluorodecane, N- [3- (Perful Looctanesulfonamido) propyl] -N, N′-dimethyl-N-carboxymethyleneammonium betaine, perfluoroalkylsulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl-N-ethylsulfonylglycine salt, bis (N-par) phosphate Fluorosurfactant comprising a compound having a fluoroalkyl or fluoroalkylene group in at least one of the terminal, main chain and side chain, such as fluorooctylsulfonyl-N-ethylaminoethyl) and monoperfluoroalkylethyl phosphate ester An agent can be mentioned. Commercially available products include MegaFuck F142D, F172, F173, F183, F183, F475 (above, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Ftop EF301, 303, 352 (Shinakita Kasei ( ), Florard FC-430, FC-431 (Sumitomo 3M)), Asahi Guard AG710, Surflon S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC -104, SC-105, SC-106 (Asahi Glass Co., Ltd.), BM-1000, BM-1100 (manufactured by Yusho Co., Ltd.), NBX-15, FTX-218, DFX-218 ((Co., Ltd.) ) Fluorosurfactants such as Neos).

シリコーン系界面活性剤の市販品としては、SH28PA、SH7PA、SH21PA、SH30PA、ST94PA(いずれも東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、BYK−333(ビックケミー・ジャパン(株)製)などが挙げられる。
界面活性剤の含有量は、感光性組成物中、0.0001〜1重量%とするのが一般的である。
Examples of commercially available silicone surfactants include SH28PA, SH7PA, SH21PA, SH30PA, ST94PA (all manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), BYK-333 (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), and the like. It is done.
The content of the surfactant is generally 0.0001 to 1% by weight in the photosensitive composition.

本発明の感光性組成物は、架橋剤を含有してもよい。架橋剤は熱硬化時にアクリル樹脂やポリシロキサンを架橋し、樹脂中に取り込まれる化合物であり、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、かつ熱硬化時のパターンだれによるパターン解像度の低下が抑制される。   The photosensitive composition of the present invention may contain a crosslinking agent. The crosslinking agent is a compound that crosslinks an acrylic resin or polysiloxane at the time of thermal curing and is incorporated into the resin. By containing the crosslinking agent, 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 pattern dripping during thermosetting is suppressed.

架橋剤に特に制限は無いが、好ましくは一般式(4)で表される基、エポキシ構造、オキセタン構造の群から選択される構造を2個以上有する化合物が挙げられる。上記構造の組み合わせは特に限定されないが、選択される構造は同じものであることが好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in a crosslinking agent, Preferably the compound which has 2 or more structures selected from the group represented by General formula (4), an epoxy structure, and an oxetane structure is mentioned. The combination of the above structures is not particularly limited, but the selected structures are preferably the same.

Figure 0005233526
Figure 0005233526

一般式(4)で表される基を2個以上有する化合物において、R10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R10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 (4), R 10 represents either hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. A plurality of R 10 in the compound may be the same or different. 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(4)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(商品名、三和ケミカル(株)製)が挙げられる。   Specific examples of the compound having two or more groups represented by the general formula (4) include the following melamine derivatives and urea derivatives (trade names, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.).

Figure 0005233526
Figure 0005233526

エポキシ構造を2個以上有する化合物の具体例としては、エポライト40E、エポライト100E、エポライト200E、エポライト400E、エポライト70P、エポライト200P、エポライト400P、エポライト1500NP、エポライト80MF、エポライト4000、エポライト3002(以上商品名、共栄社化学工業(株)製)、デナコールEX−212L、デナコールEX−214L、デナコールEX−216L、デナコールEX−850L、デナコールEX−321L(以上商品名、ナガセケムテックス(株)製)、GAN、GOT、EPPN502H、NC3000、NC6000(以上商品名、日本化薬(株)製)、エピコート828、エピコート1002、エピコート1750、エピコート1007、YX8100−BH30、E1256、E4250、E4275(以上商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)、エピクロンEXA−9583、エピクロンHP4032、エピクロンN695、エピクロンHP7200(以上商品名、大日本インキ化学工業(株)製)、テピックS、テピックG、テピックP(以上商品名、日産化学工業(株)製)、エポトートYH−434L(商品名、東都化成(株)製)などが挙げられる。   Specific examples of the compound having two or more epoxy structures are Epolite 40E, Epolite 100E, Epolite 200E, Epolite 400E, Epolite 70P, Epolite 200P, Epolite 400P, Epolite 1500NP, Epolite 80MF, Epolite 4000, Epolite 3002 , Manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.), Denacol EX-212L, Denacol EX-214L, Denacol EX-216L, Denacol EX-850L, Denacol EX-321L (above trade name, manufactured by Nagase ChemteX Corporation), GAN, GOT, EPPN502H, NC3000, NC6000 (above trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Epicoat 828, Epicoat 1002, Epicoat 1750, Epicoat 1007, YX8100 BH30, E1256, E4250, E4275 (above trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), Epicron EXA-9583, Epicron HP4032, Epicron C695, Epicron C7 HP (above trade name, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), Tepic S, Tepic G, Tepic P (trade name, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Epototo YH-434L (trade name, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), and the like.

オキセタン構造を2個以上有する化合物の具体例としては、OXT−121、OXT−221、OX−SQ−H、OXT−191、PNOX−1009、RSOX(以上商品名、東亜合成(株)製)、エタナコールOXBP、エタナコールOXTP(以上商品名、宇部興産(株)製)などが挙げられる。   Specific examples of the compound having two or more oxetane structures include OXT-121, OXT-221, OX-SQ-H, OXT-191, PNOX-1009, RSOX (above, trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), Etanacol OXBP, Etanacol OXTP (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.) and the like can be mentioned.

なお、上記の架橋剤は、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。
架橋剤の添加量は特に制限されないが、好ましくは樹脂(ポリシロキサン+アクリル樹脂)100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲である。架橋剤の添加量が0.1重量部より少ないと、樹脂の架橋が不十分で効果が少ない。一方、架橋剤の添加量が10重量部より多いと、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。
In addition, said crosslinking agent may be used individually or may be used in combination of 2 or more type.
The amount of the crosslinking agent added is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (polysiloxane + acrylic resin). When the addition amount of the crosslinking agent is less than 0.1 parts by weight, the crosslinking of the resin is insufficient and the effect is small. On the other hand, when the addition amount of the crosslinking agent is more than 10 parts by weight, the colorless transparency of the cured film is lowered or the storage stability of the composition is lowered.

本発明の感光性組成物は、架橋促進剤を含有しても良い。架橋促進剤とは、熱硬化時のポリシロキサンの架橋を促進する化合物であり、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、ポリシロキサン中の未反応シラノール基の縮合反応が促進され、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、かつ熱硬化時のパターンだれによるパターン解像度の低下が抑制される。   The photosensitive composition of the present invention may contain a crosslinking accelerator. A crosslinking accelerator is a compound that promotes crosslinking of polysiloxane during thermal curing, and is a thermal acid generator that generates acid during thermal curing, and a photoacid generator that generates acid during bleaching exposure before thermal curing. Is used. The presence of an acid in the film at the time of thermosetting promotes the condensation reaction of unreacted silanol groups in the polysiloxane, and increases the degree of crosslinking of the cured film. As a result, the chemical resistance of the cured film is improved, and a decrease in pattern resolution due to pattern dripping during thermosetting is suppressed.

本発明で好ましく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、現像時に溶け残りが発生する場合がある。   The thermal acid generator preferably used in the present invention is a compound that generates an acid at the time of thermosetting, and preferably generates no acid or only a small amount 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. If an acid is generated at a temperature lower than the pre-baking temperature, the polysiloxane is liable to be crosslinked during pre-baking, resulting in a decrease in sensitivity or undissolved residue 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、(以上商品名、三新化学工業(株)製)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(以上、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, (trade name, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, benzyl-4-hydroxyphenyl Methylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-methylbenzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-acetoxyphenyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium trifluoro Methanesulfonate, 4-methoxycarbonyloxy-phenyl dimethyl sulfonium trifluoromethanesulfonate, benzyl-4-methoxycarbonyloxy-phenyl methyl sulfonium trifluoromethanesulfonate (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co.), and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明で好ましく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。したがって、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、本発明における架橋促進剤とは異なるものである。   The photoacid generator preferably used in the present invention is a compound that generates an acid during bleaching exposure, and has an exposure wavelength of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), 436 nm (g-line), or a mixed line thereof. It is a compound that generates acid upon irradiation. Therefore, although there is a possibility that acid is generated even in pattern exposure using the same light source, since the exposure amount of pattern exposure is smaller than 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 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(以上商品名、みどり化学(株)製)、SP−077、SP−082(以上商品名、(株)ADEKA製)、TPS−PFBS(以上商品名、東洋合成工業(株)製)、CGI−MDT、CGI−NIT(以上商品名、チバジャパン(株)製)、WPAG−281、WPAG−336、WPAG−339、WPAG−342、WPAG−344、WPAG−350、WPAG−370、WPAG−372、WPAG−449、WPAG−469、WPAG−505、WPAG−506(以上商品名、和光純薬工業(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 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 (trade name, manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.), SP-077, SP-082 (trade name, manufactured by ADEKA), TPS-PFBS (trade name, Toyo Gosei) Industrial Co., Ltd.), CGI-MDT, CGI-NIT (above trade name, manufactured by Ciba Japan Co., Ltd.), WPAG-281, WPAG- 36, WPAG-339, WPAG-342, WPAG-344, WPAG-350, WPAG-370, WPAG-372, WPAG-449, WPAG-469, WPAG-505, WPAG-506 (above trade names, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Etc.). These compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、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。
架橋促進剤の添加量は、特に制限は無いが、好ましくは樹脂(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場合がある。
Further, as the crosslinking accelerator, the above-described thermal acid generator and photoacid generator can be used in combination.
The addition amount of the 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 resin (polysiloxane). If the addition amount is less than 0.01 parts by weight, the effect is not sufficient, and if it is more than 5 parts by weight, polysiloxane may be crosslinked during pre-baking or pattern exposure.

本発明の感光性組成物は、増感剤を含有しても良い。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、架橋促進剤として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。   The photosensitive composition of the present invention may contain a sensitizer. By containing a sensitizer, the reaction of the naphthoquinone diazide compound, which is a photosensitizer, is promoted to improve sensitivity, and when a photoacid generator is contained as a crosslinking accelerator, reaction during bleaching exposure is performed. Is promoted to improve the solvent resistance and pattern resolution of the cured film.

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(5)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, it is preferable that it is a 9,10- dialkoxy anthracene type compound represented by General formula (5) from the viewpoint of the improvement of the solubility of a sensitizer and the reactivity of a photodimerization reaction.

Figure 0005233526
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一般式(5)のR11〜R18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、R11〜R18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、R11、R14、R15、R18は水素であることが好ましい。 R 11 to R 18 in the general formula (5) 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 point of vaporization of the compound and reactivity of photodimerization, R 11 to R 18 are preferably hydrogen or an organic group having 1 to 6 carbon atoms. More preferably, R 11 , R 14 , R 15 , R 18 are preferably hydrogen.

一般式(5)のR19、R20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 19, R 20 in the general formula (5) represents an alkoxy group, and an organic group which they are substituted having 1 to 20 carbon atoms. 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.

増感剤の添加量は、特に制限は無いが、好ましくは樹脂(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。   The addition amount of the sensitizer is not particularly limited, but it is preferably added in the range of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin (polysiloxane). If it is out of this range, the transparency is lowered or the sensitivity is lowered.

本発明の感光性組成物は、アクリル樹脂を含有してもよい。アクリル樹脂を用いることにより、下地基板との密着性やパターン加工性が改善される場合がある。アクリル樹脂に特に制限は無いが、好ましくは不飽和カルボン酸の重合体が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物の例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸n−ペンチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルアクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレートなどが挙げられる。 The photosensitive composition of the present invention may contain an acrylic resin. By using an acrylic resin, adhesion to the base substrate and pattern processability may be improved. Although there is no restriction | limiting in particular in an acrylic resin, Preferably the polymer of unsaturated carboxylic acid is mentioned. Examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and the like. These may be used alone or in combination with other copolymerizable ethylenically unsaturated compounds. Examples of copolymerizable ethylenically unsaturated compounds include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, N-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, N-pentyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, styrene, p-methylstyrene, o-methyls Ren, m- methylstyrene, alpha-methyl styrene, tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl acrylate, tricyclo [5.2.1.0 2,6] decan-8-yl And methacrylate.

また、上記アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)に特に制限は無いが、好ましくはGPCで測定されるポリスチレン換算で5000〜50000、さらに好ましくは8000〜35000である。Mwが5000より小さいと、熱硬化時にパターンだれが起こり解像度が低下する。一方、Mwが50000より大きいと、ポリシロキサンとアクリル樹脂が相分離し膜が白濁してしまい、硬化膜の透過率が低下する。   Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the weight average molecular weight (Mw) of the said acrylic resin, Preferably it is 5000-50000 in polystyrene conversion measured by GPC, More preferably, it is 8000-35000. If Mw is less than 5000, pattern distortion occurs during thermal curing, resulting in a decrease in resolution. On the other hand, when Mw is larger than 50000, the polysiloxane and the acrylic resin are phase-separated and the film becomes clouded, and the transmittance of the cured film is lowered.

また、本発明で用いるアクリル樹脂は、アルカリ可溶性であることが好ましく、アクリル樹脂の酸価は好ましくは50〜150mgKOH/g、さらに好ましくは70〜130mgKOH/gである。樹脂酸価が50mgKOH/gより小さいと、現像時に溶け残りが発生しやすくなってしまう。一方、酸価が150mgKOH/gより大きいと、現像時に未露光部の膜減りが大きくなってしまう。   Moreover, it is preferable that the acrylic resin used by this invention is alkali-soluble, and the acid value of an acrylic resin becomes like this. Preferably it is 50-150 mgKOH / g, More preferably, it is 70-130 mgKOH / g. If the resin acid value is less than 50 mgKOH / g, undissolved residue tends to occur during development. On the other hand, if the acid value is larger than 150 mgKOH / g, the film loss in the unexposed area becomes large during development.

また、該アクリル樹脂は、側鎖にエチレン性不飽和基が付加したアクリル樹脂であることが好ましい。側鎖にエチレン性不飽和基が付加されることによって、熱硬化時にアクリル樹脂の架橋が起こり、硬化膜の耐薬品性が向上する。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基等がある。アクリル樹脂の側鎖にエチレン性不飽和基を付加させる方法としては、水酸基、アミノ基、グリシジル基などの官能基とエチレン性不飽和基とを含有する化合物を用いて、この官能基をアクリル樹脂中のカルボニル基に反応させる方法が挙げられる。ここでいう水酸基、アミノ基、グリシジル基などの官能基とエチレン性不飽和基とを含有する化合物としては、アクリル酸2−ヒドロキシルエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−アミノエチル、メタクリル酸2−アミノエチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどが挙げられる。   The acrylic resin is preferably an acrylic resin having an ethylenically unsaturated group added to the side chain. By adding an ethylenically unsaturated group to the side chain, cross-linking of the acrylic resin occurs at the time of thermosetting, and the chemical resistance of the cured film is improved. Examples of the ethylenically unsaturated group include a vinyl group, an allyl group, an acrylic group, and a methacryl group. As a method for adding an ethylenically unsaturated group to the side chain of an acrylic resin, a compound containing a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, or a glycidyl group and an ethylenically unsaturated group is used. The method of making it react with the carbonyl group in it is mentioned. Examples of the compound containing a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, or a glycidyl group and an ethylenically unsaturated group include 2-hydroxylethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-aminoethyl acrylate, methacrylic acid. Examples include 2-aminoethyl acid, glycidyl acrylate, and glycidyl methacrylate.

本発明の感光性組成物を用いた硬化膜の形成方法について説明する。本発明の感光性組成物をスピナー、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 composition of the present invention will be described. The photosensitive composition of the present invention is applied onto a base substrate by a known method such as a spinner or a 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パターン露光する。 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 Pattern exposure.

露光後、現像により露光部が溶解し、ポジ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、ディップ、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。また、現像後は水でリンスすることが好ましく、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℃の範囲で脱水乾燥ベークを行うこともできる。   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 developing solution for 5 seconds to 10 minutes by a method such as shower, 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. Moreover, it is preferable to rinse with water after development, and if necessary, dehydration drying baking can be performed in a range of 50 to 150 ° C. with a heating device such as a hot plate or an 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ナフト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 naphthoquinonediazide compound remaining in the film is photodecomposed, 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30秒〜30分間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 for 30 seconds to 30 minutes in a temperature range of 50 to 150 ° C. with a heating device such as a hot plate or an oven, if necessary, and then heated with a heating device such as a hot plate or an oven. By curing for about 1 hour in the range of 450 ° C., 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.

本発明の感光性組成物を用いて作製した硬化膜は、波長400nmにおける膜厚3μmあたりの光透過率が90%以上であり、さらに好ましくは92%以上である。光透過率が90%より低いと、液晶表示素子のTFT基板用平坦化膜として用いた場合、バックライトが通過する際に色変化が起こり、白色表示が黄色味を帯びる。   The cured film produced using the photosensitive composition of the present invention has a light transmittance of 90% or more per film thickness of 3 μm at a wavelength of 400 nm, more preferably 92% or more. When the light transmittance is lower than 90%, when it is used as a planarizing film for a TFT substrate of a liquid crystal display element, a color change occurs when the backlight passes, and the white display becomes yellowish.

前記の波長400nmにおける膜厚3μmあたりの透過率は、以下の方法により求められる。組成物をテンパックスガラス板にスピンコーターを用いて任意の回転数でスピンコートし、ホットプレートを用いて100℃で2分間プリベークする。その後、ブリーチング露光として、PLAを用いて、膜全面に超高圧水銀灯を3000J/m(波長365nm露光量換算)露光し、オーブンを用いて空気中220℃で1時間熱硬化して膜厚3μmの硬化膜を作製する。得られた硬化膜の紫外可視吸収スペクトルを(株)島津製作所製MultiSpec−1500を用いて測定し、波長400nmでの透過率を求める。 The transmittance per film thickness of 3 μm at the wavelength of 400 nm is determined by the following method. The composition is spin-coated on a Tempax glass plate at an arbitrary rotation number using a spin coater, and prebaked at 100 ° C. for 2 minutes using a hot plate. Then, as bleaching exposure, using PLA, the entire surface of the film was exposed to an ultra-high pressure mercury lamp at 3000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion), and thermally cured at 220 ° C. in air for 1 hour using an oven. A 3 μm cured film is produced. The ultraviolet-visible absorption spectrum of the obtained cured film is measured using MultiSpec-1500 manufactured by Shimadzu Corporation, and the transmittance at a wavelength of 400 nm is determined.

この硬化膜は表示素子における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等に好適に使用される。   This cured film is suitably used for a TFT planarizing film in a display element, an interlayer insulating film in a semiconductor element, or a core or cladding material in an optical waveguide.

本発明における素子は、上述のような高耐熱性、高透明性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表示素子に好適である。   The element in the present invention refers to a display element, a semiconductor element, or an optical waveguide material having a cured film having high heat resistance and high transparency as described above, and in particular, a liquid crystal having a flattening film for TFT, and an organic EL display Suitable for 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、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。   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, it shows below about what used the abbreviation among the used compounds.

DAA:ダイアセトンアルコール
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
GBL:γ−ブチロラクトン
EDM:ジエチレングリコールメチルエチルエーテル
また、ポリシロキサン溶液、アクリル樹脂溶液の固形分濃度、およびポリシロキサン、アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、以下の通り求めた。
DAA: diacetone alcohol PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate GBL: γ-butyrolactone EDM: diethylene glycol methyl ethyl ether Also, polysiloxane solution, solid content concentration of acrylic resin solution, and weight average molecular weight (Mw) of polysiloxane, acrylic resin Was determined as follows.

(1)固形分濃度
アルミカップにポリシロキサン溶液またはアクリル樹脂溶液を1g秤取し、ホットプレートを用いて250℃で30分間加熱して液分を蒸発させた。加熱後のアルミカップに残った固形分を秤量して、アクリル樹脂またはポリシロキサン溶液の固形分濃度を求めた。
(1) Solid content concentration 1 g of a polysiloxane solution or an acrylic resin solution was weighed in an aluminum cup and heated at 250 ° C. for 30 minutes using a hot plate to evaporate the liquid content. The solid content remaining in the heated aluminum cup was weighed to determine the solid content concentration of the acrylic resin or polysiloxane solution.

(2)重量平均分子量
重量平均分子量はGPC(Waters社製410型RI検出器、流動層:テトラヒドロフラン)にてポリスチレン換算により求めた。
(2) Weight average molecular weight The weight average molecular weight was determined in terms of polystyrene by GPC (Waters 410 type RI detector, fluidized bed: tetrahydrofuran).

合成例1 ポリシロキサン溶液(a)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを54.48g(0.40mol)、フェニルトリメトキシシランを109.07g(0.55mol)、(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を12.32g(0.05mol)、DAAを160g仕込み、室温で攪拌しながら水55gにリン酸0.53g(仕込みモノマーに対して0.3重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10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(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(a)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水、および溶媒が合計132g留出した。
Synthesis Example 1 Synthesis of polysiloxane solution (a) In a 500 ml three-necked flask, 54.48 g (0.40 mol) of methyltrimethoxysilane, 109.07 g (0.55 mol) of phenyltrimethoxysilane, (2- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (12.32 g, 0.05 mol) and DAA (160 g) were charged. While stirring at room temperature, 0.53 g of phosphoric acid (0.3 wt% with respect to the charged monomer) was added to 55 g of water. The dissolved phosphoric acid aqueous solution was added over 10 minutes, and then the flask was immersed in an oil bath at 40 ° C. and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. Later, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.). Was obtained. Incidentally, in heating and stirring, nitrogen was flowed 0.05 L (liter) / min. Methanol by-product during the reaction, water, and the solvent gave a total of 132g distilled.

得られたポリシロキサン溶液(a)の固形分濃度は43重量%、ポリシロキサンの重量平均分子量は6100であった。   The obtained polysiloxane solution (a) had a solid content concentration of 43% by weight, and the polysiloxane had a weight average molecular weight of 6,100.

合成例2 ポリシロキサン溶液(b)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを27.24g(0.20mol)、フェニルトリメトキシシランを109.07g(0.55mol)、(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を12.32g(0.05mol)、Mシリケート51(多摩化学工業株式会社製)を23.50g(0.20mol)、PGMEAを157g仕込み、室温で攪拌しながら水53gにリン酸0.52g(仕込みモノマーに対して0.3重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10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(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(b)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水および溶媒が合計125g留出した。
Synthesis Example 2 Synthesis of polysiloxane solution (b) In a 500 ml three-necked flask, 27.24 g (0.20 mol) of methyltrimethoxysilane, 109.07 g (0.55 mol) of phenyltrimethoxysilane, (2- (3, While charging 12.32 g (0.05 mol) of 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 23.50 g (0.20 mol) of M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.), and 157 g of PGMEA, the mixture was stirred at room temperature. An aqueous phosphoric acid solution in which 0.52 g of phosphoric acid (0.3 wt% with respect to the charged monomer) was dissolved in 53 g of water was added over 10 minutes, and then the flask was immersed in an oil bath at 40 ° C. and stirred for 30 minutes. Thereafter, the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes, and the internal temperature of the solution reached 100 ° C. 1 hour after the start of the temperature increase. Then, the mixture was heated and stirred for 2 hours (inner temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (b), and 0.05 l (liter) / min of nitrogen was allowed to flow during the heating and stirring. A total of 125 g of methanol, water and solvent as by-products were distilled out.

得られたポリシロキサン溶液(b)の固形分濃度は44重量%、ポリシロキサンの重量平均分子量は6900であった。   The resulting polysiloxane solution (b) had a solid content concentration of 44% by weight, and the polysiloxane had a weight average molecular weight of 6900.

合成例3 ポリシロキサン溶液(c)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを61.29g(0.45mol)、フェニルトリメトキシシランを89.24g(0.45mol)、シリカゾル粒子分散液クォートロンPL−2L(扶桑化学工業株式会社製、分散媒:水 シリカ粒子含有量19.7w%)30.50g(0.10mol)、DAA190gを仕込み、室温で攪拌しながら水24.11gにリン酸0.47g(仕込みモノマーに対して0.3重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10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(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(c)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水および溶媒が合計112g留出した。
Synthesis Example 3 Synthesis of Polysiloxane Solution (c) In a 500 ml three-necked flask, 61.29 g (0.45 mol) of methyltrimethoxysilane, 89.24 g (0.45 mol) of phenyltrimethoxysilane, silica sol particle dispersion Quartron PL -2L (manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd., dispersion medium: water, silica particle content 19.7 w%) 30.50 g (0.10 mol) and DAA 190 g were charged, and the mixture was stirred at room temperature with 24.11 g of phosphoric acid 0.1. An aqueous phosphoric acid solution in which 47 g (0.3% by weight based on the charged monomers) was dissolved was added over 10 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 (internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (c). During heating and stirring, nitrogen was flowed at 0.05 l (liter) / min. During the reaction, 112 g in total of methanol, water and solvent as by-products were distilled out.

得られたポリシロキサン溶液(c)の固形分濃度は47重量%、ポリシロキサンの重量平均分子量はシリカ粒子を含むため正確に測定不能であった。   The solid content concentration of the obtained polysiloxane solution (c) was 47% by weight, and the weight average molecular weight of the polysiloxane was impossible to measure accurately because it contained silica particles.

合成例4 ポリシロキサン溶液(d)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを43.58g(0.32mol)、フェニルトリメトキシシランを118.98g(0.60mol)、(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を12.32g(0.05mol)、Mシリケート51(多摩化学工業株式会社製)を3.53g(0.03mol)、PGMEAを163g仕込み、室温で攪拌しながら水55gにリン酸1.07g(仕込みモノマーに対して0.6重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10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(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(d)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水および溶媒が合計124g留出した。
Synthesis Example 4 Synthesis of Polysiloxane Solution (d) In a 500 ml three-necked flask, 43.58 g (0.32 mol) of methyltrimethoxysilane, 118.98 g (0.60 mol) of phenyltrimethoxysilane, (2- (3, While charging 12.32 g (0.05 mol) of 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3.53 g (0.03 mol) of M silicate 51 (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.) and 163 g of PGMEA, the mixture was stirred at room temperature. An aqueous phosphoric acid solution in which 1.07 g of phosphoric acid (0.6% by weight based on the charged monomers) was dissolved in 55 g of water was added over 10 minutes, and the flask was then immersed in an oil bath at 40 ° C. and stirred for 30 minutes. Then, the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes, and the internal temperature of the solution reached 100 ° C. 1 hour after the start of the temperature increase. Then, the mixture was heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.) to obtain a polysiloxane solution (d), and 0.05 l (liter) / min of nitrogen was allowed to flow during the heating and stirring. A total of 124 g of methanol, water and solvent as by-products were distilled out.

得られたポリシロキサン溶液(d)の固形分濃度は44重量%、ポリシロキサンの重量平均分子量は5100であった。   The resulting polysiloxane solution (d) had a solid content concentration of 44% by weight, and the polysiloxane had a weight average molecular weight of 5100.

合成例5 ポリシロキサン溶液(e)の合成
500mlの三口フラスコにメチルトリメトキシシランを40.86g(0.30mol)、フェニルトリメトキシシランを118.98g(0.60mol)、(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を24.64g(0.10mol)、PGMEAを170g仕込み、室温で攪拌しながら水56gにリン酸0.55g(仕込みモノマーに対して0.3重量%)を溶かしたリン酸水溶液を10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(内温は100〜110℃)、ポリシロキサン溶液(e)を得た。なお、加熱攪拌中、窒素を0.05l(リットル)/min流した。反応中に副生成物であるメタノール、水が合計130g留出した。
Synthesis Example 5 Synthesis of Polysiloxane Solution (e) In a 500 ml three-necked flask, 40.86 g (0.30 mol) of methyltrimethoxysilane, 118.98 g (0.60 mol) of phenyltrimethoxysilane, (2- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (24.64 g, 0.10 mol) and PGMEA (170 g) were charged. While stirring at room temperature, 0.55 g of phosphoric acid (0.3% by weight based on the charged monomer) was added to 56 g of water. The dissolved phosphoric acid aqueous solution was added over 10 minutes, and then the flask was immersed in an oil bath at 40 ° C. and stirred for 30 minutes, and then the oil bath was heated to 115 ° C. over 30 minutes. Later, the internal temperature of the solution reached 100 ° C., from which it was heated and stirred for 2 hours (internal temperature was 100 to 110 ° C.). Was obtained e). Note that, in heating and stirring, methanol, water gave a total 130g distillate is nitrogen was flowed 0.05 L (liter) / min. By-products during the reaction.

得られたポリシロキサン溶液(e)の固形分濃度は45重量%、ポリシロキサンの重量平均分子量は6300であった。なお、ポリシロキサン中のフェニル基含有比はSi原子モル比で50%、一般式(2)で表されるオルガノシランの含有比はSi原子モル比で35%であった。   The resulting polysiloxane solution (e) had a solid content concentration of 45% by weight, and the polysiloxane had a weight average molecular weight of 6300. In addition, the phenyl group content ratio in the polysiloxane was 50% in terms of Si atomic mole ratio, and the content ratio of the organosilane represented by the general formula (2) was 35% in terms of Si atomic mole ratio.

合成例6 アクリル樹脂溶液(a)の合成
500mlのフラスコに2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)を5g、t−ドデカンチオールを5g、PGMEAを180g仕込んだ。その後、メタクリル酸を30g、ベンジルメタクリレートを35g、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−8−イルメタクリレートを35g仕込み、室温で攪拌してフラスコ内を窒素置換した後、70℃で5時間加熱攪拌した。次に、得られた溶液にメタクリル酸グリシジルを15g、ジメチルベンジルアミンを1g、p−メトキシフェノールを0.2g添加し、90℃で4時間加熱攪拌し、アクリル樹脂溶液(a)を得た。
Synthesis Example 6 Synthesis of Acrylic Resin Solution (a) A 500 ml flask was charged with 5 g of 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 5 g of t-dodecanethiol, and 180 g of PGMEA. Thereafter, 30 g of methacrylic acid, 35 g of benzyl methacrylate, and 35 g of tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl methacrylate were charged, stirred at room temperature, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. And stirred for 5 hours. Next, 15 g of glycidyl methacrylate, 1 g of dimethylbenzylamine and 0.2 g of p-methoxyphenol were added to the resulting solution, and the mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 4 hours to obtain an acrylic resin solution (a).

得られたアクリル樹脂溶液(a)の固形分濃度は40重量%、アクリル樹脂の重量平均分子量は12000、酸価は91mgKOH/gであった。   The obtained acrylic resin solution (a) had a solid content concentration of 40% by weight, the acrylic resin had a weight average molecular weight of 12000, and an acid value of 91 mgKOH / g.

合成例7 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 7 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 0005233526
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合成例8 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(b)を得た。
Synthesis Example 8 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 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 (b) having the following structure.

Figure 0005233526
Figure 0005233526

実施例1
合成例1で得られたポリシロキサン溶液(a)22.29g、合成例9で得られたキノンジアジド化合物(a)0.58g、溶剤としてDAA6.10g、GBL0.99gを黄色灯下で混合、攪拌して均一溶液とした後、0.45μmのフィルターで濾過して組成物1を調製した。
Example 1
22.29 g of the polysiloxane solution (a) obtained in Synthesis Example 1, 0.58 g of the quinonediazide compound (a) obtained in Synthesis Example 9, DAA 6.10 g and GBL 0.99 g as a solvent were mixed and stirred under a yellow light. After preparing a uniform solution, it was filtered through a 0.45 μm filter to prepare Composition 1.

組成物1をシリコンウェハおよびOA−10ガラス板(日本電気硝子(株)製)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と略する)(キヤノン(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パターン露光した後、自動現像装置(滝沢産業(株)製AD−2000)を用いて2.38重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液であるELM−D(商品名、三菱ガス化学(株)製)で60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(キヤノン(株)製PLA−501F)を用いて、膜全面に超高圧水銀灯を3000J/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110℃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(株)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 on a silicon wafer and OA-10 glass plate (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) using a spin coater (1H-360S manufactured by Mikasa Co., Ltd.) at an arbitrary rotation number, and then hot plate ( Daiboku Screen Manufacturing Co., Ltd. SCW-636) was prebaked at 100 ° C. for 2 minutes to prepare a film having a thickness of 3 μm. Using a parallel light mask aligner (hereinafter abbreviated as PLA) (PLA-501F manufactured by Canon Inc.), the ultra-high pressure mercury lamp was subjected to pattern exposure through a gray scale mask for sensitivity measurement. Using a developing device (AD-2000, manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.), shower development was performed for 60 seconds with ELM-D (trade name, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) which is a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. Then rinsed with water for 30 seconds. After that, as bleaching exposure, PLA (Canon Co., Ltd. PLA-501F) was used, and the entire surface of the film was exposed to 3000 J / m 2 (wavelength 365 nm exposure amount conversion) with an ultrahigh pressure mercury lamp. After that, soft baking was performed at 110 ° C. for 2 minutes using a hot plate, and then cured in air at 220 ° C. for 1 hour using an oven (Ibayespek Corporation IHPS-222) 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(3)〜(7)の評価はシリコンウェハ基板を、(8)の評価はOA−10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 (3) to (7) were performed using a silicon wafer substrate, and (8) was evaluated using an OA-10 glass plate.

(3)膜厚測定
ラムダエースSTM−602(商品名、大日本スクリーン製)を用い、屈折率を1.50として測定を行った。
(3) Film thickness measurement Using Lambda Ace STM-602 (trade name, manufactured by Dainippon Screen), the refractive index was measured at 1.50.

(4)残膜率の算出
残膜率は以下の式に従って算出した。
残膜率(%)=現像後の未露光部膜厚÷プリベーク後の膜厚×100
(5)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。
(4) Calculation of remaining film rate The remaining film rate was calculated according to the following formula.
Residual film ratio (%) = unexposed film thickness after development / film thickness after pre-baking × 100
(5) Calculation of sensitivity The exposure amount that forms a 10 μm line-and-space pattern with a one-to-one width after exposure and development (hereinafter referred to as the optimum exposure amount) was defined as sensitivity.

(6)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。
(6) 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.

(7)耐薬品性の評価(アルカリ系剥離液処理での透過率および膜厚減少量評価)
シリコンウェハ上に組成物の硬化膜を形成し、このサンプルを70℃に加熱したアルカリ系剥離液TOK−106(商品名、東京応化工業(株)製)に10分間浸した後、水で5分間リンスした。この処理による膜厚減少量が0.1im以下である場合に耐薬品性が良好、0.05im以下である場合に耐薬品性が特に良好であるとした。
(7) Evaluation of chemical resistance (permeability and film thickness reduction evaluation in alkaline stripping solution treatment)
A cured film of the composition was formed on a silicon wafer, and this sample was immersed in an alkaline stripping solution TOK-106 (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) heated to 70 ° C. for 10 minutes, and then washed with water. Rinse for a minute. The chemical resistance is good when the film thickness reduction amount by this treatment is 0.1 im or less, and the chemical resistance is particularly good when it is 0.05 im or less.

(8)光透過率の測定
MultiSpec−1500(商品名、(株)島津製作所)を用いて、まずOA−10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OA−10ガラス板上に組成物の硬化膜を形成(パターン露光は行わない)し、このサンプルを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光透過率とした。
(8) Measurement of light transmittance First, only OA-10 glass plate was measured using MultiSpec-1500 (trade name, Shimadzu Corp.), and the UV-visible absorption spectrum was used as a reference. Next, a cured film of the composition is formed on the OA-10 glass plate (pattern exposure is not performed), this sample is measured with a single beam, and the light transmittance at a wavelength of 400 nm per 3 μm is obtained. The difference was the light transmittance of the cured film.

実施例2〜9、比較例1、2
組成物1と同様に、組成物2〜13を表1に記載の組成にて調製した。なお、シランカップリング剤として用いたKBM303は信越化学工業(株)製の(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である。架橋剤として用いたニカラックMX−270、ニカラックMW−30HM(商品名、三和ケミカル(株)製)は下記に示した構造の化合物である。また、架橋促進剤として用いたWPAG−469(商品名、和光純薬工業(株)製)は4−メチルフェニルジフェニルスルホニウムパーフルオロブタンスルホナート20%PGMEA溶液、増感剤として用いたDPA(商品名、川崎化成工業(株)製)は9,10−ジプロポキシアントラセンである。
Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 and 2
Similar to Composition 1, Compositions 2 to 13 were prepared with the compositions shown in Table 1. KBM303 used as a silane coupling agent is (2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Nicalak MX-270 and Nicalak MW- used as crosslinking agents. 30HM (trade name, manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) is a compound having the structure shown below, and WPAG-469 (trade name, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) used as a crosslinking accelerator is 4 -Methylphenyldiphenylsulfonium perfluorobutanesulfonate 20% PGMEA solution, DPA used as a sensitizer (trade name, manufactured by Kawasaki Kasei Kogyo Co., Ltd.) is 9,10-dipropoxyanthracene.

Figure 0005233526
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Figure 0005233526
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得られた各組成物を用いて、実施例1と同様にして各組成物の評価を行った。ただし、比較例2の評価において、現像は0.4重量%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で60秒間シャワー現像して行った。   Each composition was evaluated in the same manner as in Example 1 using each obtained composition. However, in the evaluation of Comparative Example 2, the development was performed by shower development with a 0.4 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 60 seconds.

結果を表2に示す。   The results are shown in Table 2.

Figure 0005233526
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表2に記載のとおり、4級アンモニウム塩を含む場合には、良好な耐薬品性が得られた。さらに、スルホン酸塩や硫酸塩を添加した場合には、特に良好な耐薬品性が得られ、かつ透過率や感度も良好であった。   As shown in Table 2, when a quaternary ammonium salt was included, good chemical resistance was obtained. Furthermore, when sulfonate or sulfate was added, particularly good chemical resistance was obtained, and transmittance and sensitivity were also good.

Claims (4)

(a)ポリシロキサン、(b)ナフトキノンジアジド化合物、(c)スルホン酸塩および/または硫酸水素塩である4級アンモニウム塩、(d)溶剤を含有するポジ型感光性組成物。 A positive photosensitive composition containing (a) polysiloxane, (b) a naphthoquinonediazide compound, (c) a quaternary ammonium salt which is a sulfonate and / or a hydrogen sulfate , and (d) a solvent. (a)のポリシロキサンが、下記一般式(1)で表されるオルガノシランの1種以上を加水分解し縮合させることによって合成されるポリシロキサンであることを特徴とする請求項1記載のポジ型感光性組成物。
Figure 0005233526
(式中、R1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R1はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。R2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R2はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。nは0から3の整数を表す。)
2. The positive electrode according to claim 1, wherein the polysiloxane of (a) is a polysiloxane synthesized by hydrolyzing and condensing one or more organosilanes represented by the following general formula (1). Type photosensitive composition.
Figure 0005233526
(In the formula, R 1 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 1 are the same or different. R 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 a plurality of R 2 may be the same. (N may represent an integer of 0 to 3).
請求項1または2のいずれかに記載のポジ型感光性組成物から形成された硬化膜であって、波長400nmにおける膜厚3μmあたりの光透過率が90%以上である硬化膜。 A cured film formed from the positive photosensitive composition according to claim 1 or 2, a cured film light transmittance per film thickness 3μm at a wavelength of 400nm is 90% or more. 請求項記載の硬化膜を具備する素子。 An element comprising the cured film according to claim 3 .
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