JP7484710B2 - ポジ型感光性樹脂組成物、その硬化膜およびそれを具備する光学デバイス - Google Patents
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Description
本発明は上記課題を解決するために、以下の感光性樹脂組成物を開示する。
(1)下記一般式(1)および(2)で表される構造を有するポリシロキサン(A1)、ナフトキノンジアジド化合物(B)、ならびに200~360nmに極大吸収波長を有する光ラジカル発生剤(C1)および/または光酸発生剤(C1’)を含有することを特徴とする、ポジ型感光性樹脂組成物。
(2)繰り返し単位中に不飽和二重結合を含有する有機基を有するポリシロキサン(A2)、ナフトキノンジアジド化合物(B)、ならびに光ラジカル発生剤(C2)および/または光酸発生剤(C2’)を含有し、光ラジカル発生剤(C2)および/または光酸発生剤(C2’)の200~360nmでの吸光係数の最大値が、360nm~450nmでの吸光係数の最大値の2倍以上であることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物。
(3)前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)、または前記光ラジカル発生剤(C2)もしくは光酸発生剤(C2’)の200~360nmでの吸光係数の最大値が、360nm~450nmでの吸光係数の最大値の4倍以上である、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(4)前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)、または前記光ラジカル発生剤(C2)もしくは光酸発生剤(C2’)の300nm~360nmでの吸光係数の最大値が、3000mL/g・cm以上である前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(5)前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)、または前記光ラジカル発生剤(C2)もしくは光酸発生剤(C2’)の360nm~450nmでの吸光係数の最大値が、500mL/g・cm未満である、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(6)前記ポリシロキサン(A1)または前記ポリシロキサン(A2)が、さらに下記一般式(3)で表される構造を有する、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(7)前記ポリシロキサン(A1)または前記ポリシロキサン(A2)がカルボキシル基またはカルボン酸無水物を有する有機基を有する前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(8)前記一般式(1)および(2)で表される構造の総量が、前記ポリシロキサン(A1)または前記ポリシロキサン(A2)中のケイ素原子の総量に対して30~60mоl%であることを特徴とする、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(9)さらに酸無水物基を有する化合物(D)を含有する、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(10)さらに不飽和二重結合を二つ以上有する多官能モノマー(E)を含有する、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(11)前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)または前記光ラジカル発生剤(C2)もしくは光酸発生剤(C2’)が300nm~360nmに極大吸収波長を有する、前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物。
(12)以下の工程をこの順に行う硬化膜の製造方法。
(i)請求項1~11のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して塗膜を形成する工程。
(ii)該塗膜を、365nm、405nm、436nmのうちいずれかの光の露光量が計10mJ/m2以上となり、波長350nm未満の光の露光量が計1mJ/m2以下となるようにパターン露光した後、現像液で現像することにより、塗膜の露光部分を除去する工程。
(iii)前記現像後、残った塗膜を前記光ラジカル発生剤(C1)および/または酸発生剤(C1’)、または、前記光ラジカル発生剤(C2)および/または酸発生剤(C2’)の、波長200~350nmでの露光量が、計10mJ/m2以上となるよう、露光する工程。
(iv)前記露光後の塗膜を加熱する工程。
(13)前記いずれかのポジ型感光性樹脂組成物の硬化膜。
(14)前記硬化膜を具備する光学デバイスもしくは電子材料。
(15)前記硬化膜からなる、光導波路、平坦化膜、保護膜、および層間絶縁膜からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、光学デバイスもしくは電子材料。
本発明の樹脂組成物はパターン加工性に優れており低温条件での硬化が可能で、その硬化膜が耐薬品性に優れている。
また本発明の別の態様の感光性組成物は、繰り返し単位中に不飽和二重結合を含有する有機基を有するポリシロキサン(A2)、ナフトキノンジアジド化合物(B)、ならびに光ラジカル発生剤(C2)および/または光酸発生剤(C2’)を含有し、光ラジカル発生剤(C2)および/または光酸発生剤(C2’)の200~360nmでの吸光係数の最大値が、360nm~450nmでの吸光係数の最大値の2倍以上であることを特徴とするポジ型感光性樹脂組成物である。
<ポリシロキサン(A1)およびポリシロキサン(A2)>
本発明に用いられるポリシロキサン(A1)は、上記一般式(1)および(2)で表される構造を有する。ポリシロキサンが共重合性の高い上記一般式(1)および(2)で表される構造を有することで、熱硬化時の熱重合により、高耐熱性、耐薬品性を付与できる。さらに必要に応じて、必要な耐熱性、耐薬品性が、より低い温度での硬化で実現できる。
この一般式(3)を有するポリシロキサンの原料であるアルコキシシラン化合物は市販されているため、入手が容易である。そのようなアルコキシシラン化合物の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル-n-プロポキシシラン、ビニルトリ-1-プロポキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジ-n-プロポキシシラン、ビニルメチルジ-1- プロポキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルエチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルエチルジ-n-プロポキシシラン、ビニルエチルジ-1-プロポキシシラン、ビニルエチルジアセトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニル-n-プロポキシシラン、ビニルフェニル-1-プロポキシシラン、ビニルフェニルジアセトキシシラン、等が挙げられる。
一般式(4)で表されるアルコキシシラン化合物の具体例としては、[3-(トリメトキシシリル)プロピル]コハク酸無水物、[3-(トリエトキシシシリル)プロピル]コハク酸無水物、3-トリフェノキシシリルプロピルコハク酸無水物等が挙げられる。一般式(5)で表されるオルガノシラン化合物の具体例としては、3-トリメトキシシリルプロピルシクロヘキシルジカルボン酸無水物等が挙げられる。一般式(6)で表されるアルコキシシラン化合物の具体例としては、3-トリメトキシシシリルプロピルフタル酸無水物等が挙げられる。
これら以外に4官能性アルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物はナフトキノンジアジド化合物(B)を含有する。ナフトキノンジアジド化合物を用いることにより、露光部が現像液で除去されるポジ型の感光性を示す。ナフトキノンジアジド化合物としては、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のスルホン酸がエステルで結合した化合物が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、光ラジカル発生剤(C1またはC2)、および/または光酸発生剤(C1’またはC2’)を含有する。光ラジカル発生剤とは、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、X線等の放射線の露光により、スチリル基、(メタ)アクリル基またはビニル基の付加重合を開始し得る活性種であるラジカルを発生することができる化合物である。また、光酸発生剤とは、上記放射線の露光により酸を放出し得る化合物である。発生した活性種または酸は、ポリシロキサンおよび後述する酸無水物基を有する化合物の付加反応または重縮合といった架橋反応に寄与すると考えられる。
本発明の感光性樹脂組成物は、さらに酸無水物基を有する化合物を含んでもよい。この化合物は比較的低温での加熱によって加水分解し、酸を放出するため、ポリシロキサンの縮合反応を促進し、得られる硬化膜の耐薬品性向上に寄与する。また、比較的低温での加熱によってポリシロキサン中の官能基や添加剤と反応し、架橋構造を形成することができうるため、硬化膜の耐薬品性向上に寄与する。
本発明の感光性樹脂組成物は、不飽和二重結合を有するポリシロキサン以外にも、不飽和二重結合を二つ以上有する多官能モノマー(E)を含有してもよい。この化合物は露光や前述の光ラジカル発生剤によってモノマーどうし、およびポリシロキサン中の官能基と反応を起こし、硬化を促進する。このような化合物は、特に限定されないが、ラジカル重合性のしやすさを考えると(メタ)アクリル基を有する多官能モノマーが好ましい。このような化合物の例としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,3-ブタンジオールジアクリレート、1,3-ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、1,10-デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、テトラペンタエリスリトールノナアクリレート、テトラペンタエリスリトールデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタメタクリレート、トリペンタエリスリトールオクタメタクリレート、テトラペンタエリスリトールノナメタクリレート、テトラペンタエリスリトールデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカメタクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート、等が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の感光性樹脂組成物は、溶剤を含有してもよい。本発明の感光性樹脂組成物は、大気圧下の沸点が250℃以下の溶剤を好適に使用でき、これらを2種類以上用いてもよい。また、本発明の感光性樹脂組成物を加熱硬化させた硬化膜中に溶剤が残存すると、耐薬品性や基板との密着性が経時的に損なわれることから、大気圧下の沸点が150℃以下の溶剤が感光性樹脂組成物中における、溶剤全体の50質量部以上であることが好ましい。
さらに本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、粘度調整剤、安定化剤、着色剤、増感剤、紫外線吸収剤等を含有することができる。
本発明の感光性樹脂組成物を用いた硬化膜の形成方法について、例を挙げて説明する。本発明の感光性樹脂組成物を、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、カーテンフローコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、スリットコーティング等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、オーブン等の加熱装置でプリベークする。プリベークは、50~130℃の範囲で30秒~30分間行い、プリベーク後の膜厚は、0.1~15μmとすることが好ましい。
MeTMS:メチルトリメトキシシラン
PhTMS:フェニルトリメトキシシラン
StTMS:スチリルトリメトキシシラン
AcTMS:3-(トリメトキシシリル)プロピルアクリレート
SucTMS:[3-(トリメトキシシリル)プロピル]コハク酸無水物
VnTMS:ビニルトリメトキシシラン。
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
DAA:ジアセトンアルコール
TMAH:水酸化テトラメチルアンモニウム
IPA:イソプロパノール。
ポリシロキサン溶液の固形分濃度は、以下の方法により求めた。アルミカップにポリシロキサン溶液を1.0g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、ポリシロキサン溶液の固形分濃度を求めた。
29Si-NMRの測定を行い、ケイ素原子全体の積分値とそれぞれの官能基に直結しているケイ素原子の積分値とから目的とする官能基の存在割合を計算した。試料となるポリシロキサン溶液を直径10mmの“テフロン”(登録商標)製NMRサンプル管に注入し、測定にした。29Si-NMRの測定条件を以下に示す。
測定核周波数:53.6693MHz(29Si核)、スペクトル幅:20000Hz
パルス幅:12μsec(45°パルス)、パルス繰り返し時間:30.0sec
溶媒:アセトン-d6、基準物質:テトラメチルシラン
測定温度:室温、試料回転数:0.0Hz。
各光ラジカル発生剤および光酸発生剤につき、0.03gを10mLメスフラスコに秤取し、標線までアセトニトリルを加えて溶液を調整した。さらにこの溶液を0.5mLホールピペットで10mLメスフラスコに移し、標線までアセトニトリルを加える操作を2回行い、400倍希釈した。各希釈液のUVスペクトルを、紫外-可視分光光度計「UV-260」(島津製作所(株)製)により、1cm角の石英セルを用いて波長200~800nmについて測定した。なお、バックグラウンド測定として、アセトニトリルのみで測定を行い、各溶液の吸光度からアセトニトリルの吸光度を差し引くことで光ラジカル発生剤および光酸発生剤の吸光度を求めた。さらに各吸光度を濃度(g/mL)で除することで吸光係数(mL/g・cm)を算出した。
合成例1 P-1の合成
500mLの三口フラスコにMeTMSを26.74g(0.20mоl)、StTMSを58.71g(0.26mоl)、AcTMSを46.00(0.20mоl)、DAAを129.44g仕込み、室温で攪拌しながら水35.34gとリン酸0.58gの混合液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて110℃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1時間加熱攪拌した(内温は100~110℃)。フラスコ内に残留したポリシロキサンのDAA溶液に固形分濃度が40%となるようにDAAを追加し、これをP-1のDAA溶液とした。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ40mol%、30mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを71.30g(0.52mol)、StTMSを14.68g(0.065mol)、AcTMSを15.33g(0.065mol)DAAを84.24g仕込み、水35.34gとリン酸0.50gの混合液を添加し、P-2を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ10mol%、10mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを49.02g(0.36mol)、StTMSを44.03g(0.20mol)、AcTMSを23.00g(0.10mol)DAAを106.35g仕込み、水35.34gとリン酸0.58gの混合液を添加し、P-3を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ30mol%、15mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを49.02g(0.36mol)、StTMSを44.03g(0.20mol)、AcTMSを15.33g(0.065mol)DAAを98.24g仕込み、水33.57gとリン酸0.54gの混合液を添加し、P-4を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ30mol%、10mol%だった。
合成例5 P-5の合成
合成例1と同様の手順で、MeTMSを62.39g(0.45mol)、StTMSを29.36g(0.13mol)、AcTMSを15.33g(0.065mol)DAAを92.89g仕込み、水35.34gとリン酸0.54gの混合液を添加し、P-5を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ20mol%、10mol%だった。
合成例6 P-6の合成
合成例1と同様の手順で、MeTMSを53.48g(0.39mol)、StTMSを29.36g(0.13mol)、AcTMSを30.67g(0.13mol)DAAを102.52g仕込み、水35.34gとリン酸0.57gの混合液を添加し、P-6を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ20mol%、20mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを35.65g(0.26mol)、StTMSを58.71g(0.26mol)、AcTMSを30.67g(0.13mol)DAAを122.27g仕込み、水35.34gとリン酸0.63gの混合液を添加し、P-7を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ40mol%、20mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを44.57g(0.33mol)、StTMSを44.03g(0.20mol)、AcTMSを23.00g(0.10mol)、VnTMSを4.85g(0.03mol)、DAAを106.94g仕込み、水35.34gとリン酸0.58gの混合液を添加し、P-8を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ30mol%、15mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを40.11g(0.29mol)、StTMSを44.03g(0.20mol)、AcTMSを23.00g(0.10mol)、VnTMSを4.85g(0.03mol)、SucTMSを8.58g(0.03mol)、DAAを114.02g仕込み、水35.93gとリン酸0.56gの混合液を添加し、P-9を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ30mol%、15mol%だった。
合成例1と同様の手順で、MeTMSを44.57g(0.33mol)、StTMSを44.03g(0.20mol)、AcTMSを23.00g(0.10mol)、SucTMSを8.58g(0.03mol)、DAAを113.43g仕込み、水35.93gとリン酸0.56gの混合液を添加し、P-10を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基、アクリル基のケイ素原子に対するモル量はそれぞれ30mol%、15mol%だった。
合成例11 R-1の合成
500mLの三口フラスコにMeTMSを49.02g(0.36mol)、PhTMSを38.93g(0.20mol)、AcTMSを23.00g(0.10mol)、DAAを98.70g仕込み、室温で攪拌しながら水35.34gとリン酸0.56gの混合液を30分かけて添加した。その後、フラスコを70℃のオイルバスに浸けて1時間攪拌した後、オイルバスを30分かけて110℃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1時間加熱攪拌した(内温は100~110℃)。フラスコ内に残留したポリシロキサンのDAA溶液に固形分濃度が40%となるようにDAAを追加し、R-1のDAA溶液とした。29Si-NMRで測定したアクリル基のモル量は15mol%だった。
合成例11と同様の手順で、MeTMSを49.02g(0.36mol)、AcTMSを69.00g(0.29mol)、DAAを109.30g仕込み、水35.34gとリン酸0.59gの混合液を添加し、R-2を合成した。29Si-NMRで測定したアクリル基のモル量は45mol%だった。
合成例11と同様の手順で、MeTMSを62.39g(0.46mol)、PhTMSを38.93g(0.20mol)、DAAを84.25g仕込み、水35.34gとリン酸0.51gの混合液を添加し、R-3を合成した。
合成例11と同様の手順で、MeTMSを62.39g(0.46mol)、StTMSを44.03g(0.20mol)、DAAを91.91g仕込み、水35.34gとリン酸0.53gの混合液を添加し、R-4を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基のモル量は30mol%だった。
合成例11と同様の手順で、MeTMSを49.02g(0.36mol)、StTMSを66.05g(0.29mol)、DAAを104.88g仕込み、水35.34gとリン酸0.58gの混合液を添加し、R-5を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基のモル量は45mol%だった。
合成例11と同様の手順で、MeTMSを44.57g(0.33mol)、StTMSを66.05g(0.29mol)、VnTMSを4.85g(0.03mol)、DAAを105.47g仕込み、水35.34gとリン酸0.58gの混合液を添加し、R-6を合成した。29Si-NMRで測定したスチリル基のモル量は45mol%だった。
合成例1~16の組成をまとめて表1に示す。
実施例1
ポリシロキサン(A)としてP-1のDAA溶液(40%)を6.90g、ナフトキノンジアジド化合物(B)としてSTP-528(商品名、AZエレクトロニックマテリアルズ(株))を0.23g、光ラジカル発生剤(C)としてNCI-831(商品名、BASFジャパン(株))を0.15g、溶媒としてPGMEAおよびDAAを1.28gおよび1.39g、黄色灯下で混合し、振とう撹拌した後0.2μm径のフィルタで濾過して樹脂組成物を得た。組成を表2に示す。
実施例1と同様の手順で表2に示す組成に従って樹脂組成物を作製した。
B-1:STP-528 AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製
C-1:NCI-831 ADEKA(株)製
C-2:Darocur1173 BASFジャパン(株)製
C-3;Irgacure819 BASFジャパン(株)製
C-4:Irgacure907 BASFジャパン(株)製
C-5:Irgacure754 BASFジャパン(株)製
C-6:SP-606 ADEKA(株)製
C-7:SP-082 ADEKA(株)製
C-8:SP-056 ADEKA(株)製
C-9:Irgacure OXE02 BASFジャパン(株)製
D-1:無水マレイン酸 富士フィルム和光純薬(株)製
D-2:無水コハク酸 富士フィルム和光純薬(株)製
E-1:DPHA(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート) 日本化薬(株)製
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
DAA:ジアセトンアルコール。
作製した樹脂組成物を用いて、以下の方法により硬化膜を作成した。また、硬化膜の評価を以下の方法で行った。評価結果を表4に示す。
感光性樹脂組成物を4インチシリコンウェハ基板上に、スピンコーター(東京エレクトロン(株)製 型式名クリーントラックマーク7)を用いて目的となる膜厚となる回転数で塗布した。塗布後、基板をホットプレートSCW-636(大日本スクリーン製造(株)製)を用いて80℃で3分間プリベークした。それを自動現像装置AD-2000(滝沢産業(株)製)を用いて2.38wt%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液であるELM-D(三菱ガス化学(株)製)で90秒間パドル現像し、次いで水で30秒間リンスした。作製した膜全面をパラレルライトマスクアライナーPLA-501F(キヤノン(株)製)を用いて露光した後、最後にオーブンIHPS-222(タバイエスペック(株)製)を用いて大気下、80℃で120分間キュアし、約1.5μmの硬化膜を得た。
前記(1)記載の方法で得られた各硬化膜の膜厚(T1)をラムダエースSTM-602(大日本スクリーン(株)製)を用いて測定した。次いで、この硬化膜付き基板をIPA、PGME、またはNMPに23℃、1分で浸漬させた。各溶剤に浸漬後の膜厚(T2)を測定し、浸漬前後の膜厚変化率を下記式より算出し、以下のように判定した。また、浸漬後、部分的な剥離の有無を目視で確認・評価した。
膜厚変化率(%) = (T2/T1)×100
A:98%以上
B:50%以上、98%未満
C:50%未満。
樹脂組成物を4インチシリコンウェハ基板上に、スピンコーター(東京エレクトロン(株)製 型式名クリーントラックマーク7)を用いて目的となる膜厚となる回転数で塗布した。塗布後、基板をホットプレートSCW-636(大日本スクリーン製造(株)製)を用いて80℃で3分間プリベークした。i線ステッパー露光機によってパターン露光を行った。自動現像装置AD-2000(滝沢産業(株)製)を用いて2.38wt%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液であるELM-D(三菱ガス化学(株)製)で90秒間パドル現像し、次いで水で30秒間リンスして、樹脂組成物からなるパターンを得た。このパターン形成はポジ型である。作製した膜全面をパラレルライトマスクアライナーPLA-501F(キヤノン(株)製)を用いて露光した後、最後にオーブンIHPS-222(タバイエスペック(株)製)を用いて大気下80℃で120分間キュアし、約1.5μmの硬化膜を得た。各硬化膜について、40μmのL/Sパターンを1対1の幅に形成する露光量における現像後の最小パターン寸法xを解像度とし、以下のように判定した。
A:x<10μm
B:10μm≦x<30μm
C:30μm≦x
また、顕微鏡観察における残渣の有無を次のように判定した。
・最小パターン寸法xもしくは30umの小さい方のパターンについて
A:顕微鏡観察において残渣がない。
B:顕微鏡観察において残渣がある。
・最小パターン寸法xもしくは10umの小さい方のパターンについて(ただし解像度判定AもしくはBの場合のみ評価)
A:顕微鏡観察において残渣がない。
B:顕微鏡観察において残渣がある。
Claims (14)
- 前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)の200~360nmでの吸光係数の最大値が、360nm~450nmでの吸光係数の最大値の4倍以上である、請求項1に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- 前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)の300nm~360nmでの吸光係数の最大値が、3000mL/g・cm以上である請求項1または2に記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- 前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)の360nm~450nmでの吸光係数の最大値が、500mL/g・cm未満である、請求項1~3のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- 前記ポリシロキサン(A1)がカルボキシル基またはカルボン酸無水物を有する有機基を有する請求項1~5のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- 前記一般式(1)および(2)で表される構造の総量が、前記ポリシロキサン(A1)中のケイ素原子の総量に対して30~60mоl%であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- さらに酸無水物基を有する化合物(D)を含有する、請求項1~7のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- さらに不飽和二重結合を二つ以上有する多官能モノマー(E)を含有する、請求項1~8のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- 前記光ラジカル発生剤(C1)もしくは光酸発生剤(C1’)が300nm~360nmに極大吸収波長を有する、請求項1~9のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物。
- 以下の工程をこの順に行う硬化膜の製造方法。
(i)請求項1~10のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布して塗膜を形成する工程。
(ii)該塗膜を、365nm、405nm、436nmのうちいずれかの光の露光量が計10mJ/m2以上となり、波長350nm未満の光の露光量が計1mJ/m2以下となるようにパターン露光した後、現像液で現像することにより、塗膜の露光部分を除去する工程。
(iii)前記現像後、残った塗膜を前記光ラジカル発生剤(C1)および/または酸発生剤(C1’)の、波長200~350nmでの露光量が、計10mJ/m2以上となるよう、露光する工程。
(iv)前記露光後の塗膜を加熱する工程。 - 請求項1~10のいずれかに記載のポジ型感光性樹脂組成物の硬化膜。
- 請求項12に記載の硬化膜を具備する光学デバイスもしくは電子材料。
- 請求項12に記載の硬化膜からなる、光導波路、平坦化膜、保護膜、および層間絶縁膜からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む、光学デバイスもしくは電子材料。
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