JPH0346663A - 感光性組成物 - Google Patents

感光性組成物

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JPH0346663A
JPH0346663A JP18188089A JP18188089A JPH0346663A JP H0346663 A JPH0346663 A JP H0346663A JP 18188089 A JP18188089 A JP 18188089A JP 18188089 A JP18188089 A JP 18188089A JP H0346663 A JPH0346663 A JP H0346663A
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aryl
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JP18188089A
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English (en)
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Toshiaki Aoso
利明 青合
Kazuyoshi Mizutani
一良 水谷
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、平版印刷版、多色印刷の校正刷、オーバーヘ
ッドプロジェクタ−用図面、更には半導体素子の集積回
路を製造する際に微細なレジストパターンを形成するこ
とが可能なポジ型感光性組成物に関する。
[従来の技術] 平版印刷版等の用途において活性光線により可溶化する
、いわゆるポジチブに作用する感光性物質としては、従
来オルトキノンジアジド化合物が知られており、実際平
版印刷版等に広く利用されてきた。このようなオルトキ
ノンジアジド化合物の例は、例えば米国特許第2,76
6、118号、同第2,767.092号、同第2,7
72,972号、同第2,859,112号、同第2,
907,665号、同第3,046.1 ]、 O号、
同第3,046.111号、同第3,046.115号
、同第3,046.118号、同第3,046,119
号、同第3,046,120号、同第3,046,12
1号、同第3,046,122号、同第3.’046.
123号、同第3,061./130号、同第3.10
2,809号、同第3.106,465号、同第3,6
35,709号、同第3,647,443号の各明細書
をはしめ、多数の刊行物に記されている。
これらのオルトキノンジアジド化合物は、活性光線の照
射により分解を起こして5員環のカルボン酸を生じ、ア
ルカリ可溶性となる性質が利用されるものである。しか
るに、これらのオルトキノンジアジド化合物の多くは皮
膜形成性が充分でなく、多官能オルトキノンジアジド化
合物では特に溶剤に対する熔解性が充分でないという問
題があった。
一方、半導体素子、磁気バブルメモリ、集積回路等の電
子部品を製造するためのパターン形成法としては、従来
より、紫外線又は可視光線に感光するフォトレジストを
利用する方法が幅広く実用に供されている。フォトレジ
ストには、光照射により被照射部が現像液に不溶化する
ネガ型と、反対に可溶化するポジ型とがあるが、ネガ型
はポジ型に比べて感度が良く、湿式エツチングに必要な
基板との接着性および耐薬品性にも優れていることから
、近年までフォトレジストの主流を占めていた。しかし
、半導体素子等の高密度化、高集積化に伴ない、パター
ンの線幅や間隔が極めて小さくなり、また、基板のエツ
チングにはドライエツチングが採用されるようになった
ことから、フォトレジストには高解像度および高ドライ
エンチング耐性が望まれるようになり、現在ではポジ型
フォトレジストが大部分を占めるようになった。特に、
ポジ型フォトレジストの中でも、感度、解像度、ドライ
エツチング耐性に優れることから、例えばジェー・シー
・ストリエーク著、コダソク・マイクロエレクトロニク
ス・セミナー・プロシーデインゲス、第116頁(19
76年)  (J、  C。
5trieter Kodak Microelect
ronics SeminarProceedings
 、  116 (1976) )等に挙げられる、ア
ルカリ可溶性のノボラック樹脂をベースにしたアルカリ
現像型のポジ型フォトレジストが現行プロセスの主流と
なっている。
しかしながら、近年電子機器の多機能化、高度化に伴な
い、更に高密度、ならびに高集積化を図るべくパターン
の微細化が強く要請されている。
即ち、集積回路の横方向の寸法の縮小に比べてその縦方
向の寸法はあまり縮小されていかないために、レジスト
パターンの幅に対する高さの比は大きくならざるを得な
かった。このため、複雑な段差構造を有するウェハー上
でレジストパターンの寸法変化を押さえていくことは、
パターンの微細化が進むにつれてより困難になってきた
。更に、各種の露光方式においても、最小寸法の縮小に
伴ない問題が生してきている。例えば、光による露光で
は、基板の段差に基づく反射光の干渉作用が、寸法精度
に大きな影響を与えるようになり、一方電子ビーム露光
においては、電子の後方散乱によって生ずる近接効果に
より、微細なレジストパターンの高さと幅の比を大きく
することができなくなった。
これらの多くの問題は多層レジストシステムを用いるこ
とにより解消されることが見出された。
多層レジストシステムについては、ソリッドステート・
テクノロジー、74  (1981)[5olid 5
tate Technology 、 74  (19
81)  ]に概説が掲載されているが、この他にもこ
のシステムに関する多くの研究が発表されている。−船
釣に多層レジスト法には3層レジスト法と2層レジスト
法がある。3層レジスト法は、段差基板上に有機平坦化
膜を塗布し、その上に、無機中間層、レジストと重ね、
レジストをバターニングした後、これをマスクとして無
機中間層をドライエツチングし、さらに、無機中間層を
マスクとして有機平坦化膜をO,RIE(リアクティブ
イオンエツチング)によりパターニングする方法である
。この方法は、基本的には、従来からの技術が使用でき
るために、早くから検討が開始されたが、工程が非常に
複雑である、あるいは有機膜、無機膜、有機膜と三層物
性の異なるものが重なるために中間層にクランクやピン
ホールが発生しやすいといったことが問題点になってい
る。この3層レジスト法に対して、2層レジスト法では
、3層レジスト法でのレジストと無機中間層の両方の性
質を兼ね備えたレジスト、すなわち、酸素プラズマ耐性
のあるレジストを用いるために、クラックやピンホール
の発生が抑えられ、また、3層法から2層になるので工
程が簡略化される。しかし、3層レジスト法では、上層
レジストに従来のレジストが使用できるのに対して、2
層レジスト法では、新たに酸素プラズマ耐性のあるレジ
ストを開発しなければならないという課題があった。
以上の背景から、2層レジスト法等の上層レジストとし
て使用できる酸素プラズマ耐性に優れた、高感度、高解
像度のポジ型フォトレジスト、特に、現行プロセスを変
えることなく使用できるアルカリ現像方式のレジストの
開発が望まれていた。
これに対し、従来のオルトキノンジアジド感光物に、ア
ルカリ可溶性を付与したポリシロキサン又は、ポリシル
メチレン等のシリコンポリマーを組合せた感光性組成物
、例えば特開昭61144639号、同61−2563
47号、同61−159141号、同62−19184
9号、同62−220949号、同62−229136
0 号、同63−90534号、同63−91654号、並
びに米国特許第4722881号記載の感光性組成物が
提示されている。
しかしながら、これらのシリコンポリマーは何れもフェ
ノール性叶基又はシラノール5 (3Si−Oll)導
入により、アルカリ可溶性を付与するもので、フェノー
ル性OH基導入によりアリカリ可溶性をイ1与する場合
は、製造が著しく困難となり、またシラノール基により
アルカリ可溶性を付与する場合は経時安定性が必ずしも
良好ではない、という問題点があった。更に併用するオ
ルトキノンジアジド化合物との相互作用が充分でなく、
その結果としてアルカリ現像液に対する未露光部の熔解
阻止効果が小さくなり、良好なレジストパターンが得ら
れないという問題点があった。
これに対し、上記シリコンポリマー中にオルトキノンジ
アジド基を導入する試みがなされている。
このような例は、特開昭58−48045号、同62−
212645号、同62−231250号、及び同63
−143538号公報等に記載されている。しかしなが
ら、これらのいずれの場合も、ボリシロキ→ノ゛ン基本
骨格をはじめとする合成法が著しく困難であるという問
題点があった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、上記問題点が解決された新規なポジ型
感光性組成物を提供することである。即ち、皮膜形成性
が優れ、溶剤に対する溶解性が(Zれたオルトキノンシ
アシト化合物を有するポジ型感光性組成物を提供するこ
とである。
本発明の別の目的は、酸素プラズマ耐性に優れた、アル
カリ現像方式によるポジ型感光性組成物を提供すること
である。
更に本発明の別の目的は、製造が簡便で容易に取得でき
る新規なポジ型感光性組成物を提供することである。
[課題を解決するための手段] 本発明者は、上記目的を遠戚すべく鋭意倹約を加えた結
果、新規な組成物を見い出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、下記一般式(1)又は(II)で表わ
されるジエン化合物と、一般式(III)、(1’V)
又は(V)で表わされるフェノール性OH、,Nヒドロ
キシアミド、N−ヒドロキシイミド又はアニリノ基を有
するオレフィン又はアセチレン化合物との環状熱付加生
成物から由来される構造単位を少なくとも1モル%有す
るシロキサンポリマーを1,2−ナフトキノン−2−ジ
アジド−4−又は5−スルホニルハライドと反応させて
得られた縮合生成物を含有することを特徴とするポジ型
感光性組成物を提供するものである。
本発明は、更にアルカリ可溶性ポリマーを含有する上記
ポジ型感光性組成物、を提供するものである。
(11) (I) 3 (III) (IV) 式中R1,、−R5は同一でも相異していてもよく、水
素原子、アルキル、アリール、又はアルコキシ基を示し
、好ましくは水素原子、炭素数1〜10個の直鎖、分枝
又は環状アルキル、炭素数6〜15個の単環又は多環ア
リール、炭素数1〜8個のアルコキシ基である。
R6−R9は同一でも相異していてもよく、水素原子、
ハロゲン原子、シアノ、カルホニル、アルキル、アリー
ル、アルコキシ基、−5Q2−R12、−5OaR” 
 −Go−R”  −Co−NH−RI2−Coo−R
′2又は−Y−A4 を示し、好ましくは水素原子、塩素原子、シアン、炭素
数1〜6個の直鎖、分枝又は環状アルキル、炭素数6〜
IO個の単環又は多環アリール、又は炭素数1〜6個の
アルコキシ基、−3Q2−R12、−5OiR12、−
CO−R′2、−Co−Nll−R12、−Coo−R
’2又は−Y−Aであり、更に好ましくは水素原子、−
502−R12、SQ、−R”、−CO−R” 、−C
o−N11−R12、−Coo−R12又はY−八であ
る。R12はアルキル 示し、好ましくは炭素数1〜10個の直鎖、分枝又は環
状アルキル、炭素数6〜15個の単環又は多環アリール
基を示ず。RIG、R11は水素原子、アルキル又はア
リール基を示し、好ましくは水素原子又は炭素数1〜4
個の直鎖又は分枝アルキル基を示ず。またR6−R8及
びYの2つ、又はR1o〜R11が結合して環を形成し
てもよい。
Yば単結合、二価の芳香族又は脂肪族炭化水素基を示し
、好ましくは単結合、炭素数1〜4個の直鎖又は分校ア
ルキレン、炭素数6〜10個の単環又は多環アリーレン
基を示す。またY中にケトン、エーテル、エステル、ア
ミド、ウレタン、つ5 レイ ドなどの基を含有してもよい。
Aは ○H、 していてもよく、水素原子、ハロゲン原子、シアノ、ニ
トロ、アルキル、アリール、アルコキシ基、CO−R′
5、−C00−R15、−〇ーCoーR15、−NII
CO−R”CONll−R′5、−N+ICON11−
R′5、−NIICOO−R′5、又はOCONII−
R ”を示し、好ましくは水素原子、塩素原子、ニトロ
、炭素数1〜8個の直鎖、分枝又は環状アルキル、炭素
数1〜6個のアルコキシ基、CO−R15、−Coo−
R15、−0−Co−R”’ 、−NHCO−+715
CONH−R15、−N11CONH−1?15、−N
IICOO−R+5、又は、OCONII−17′5を
示し、更に好ましくは水素原子、塩素原子、炭素数1〜
4個の直鎖又は分枝アルキル、炭素数1〜4個のアルコ
キシ基、−CO−R15、Coo−R”−NHCO−R
15−CONll−R′5−NHCONII−R156 又は−〇CONII−R+5を示す。RI5はアルキル
又はアリル基を示し、好ましくは炭素数1〜10個の直
鎖、分校又は環状アルキル、炭素数6〜15個の単環又
は多環アリール基を示す。また該アリール基上に炭素数
1〜6個のアルキル、炭素数1〜8個のアルコキシ、ハ
ロゲン原子、カルボキシ、カルボキシエステル、シアノ
、又はニトロ基などが置換したものも好ましい。Bは二
価のアルキレン又はアリーレン基を示し、好ましくは、
炭素数1〜12個の直鎖、分枝又は環状アルキレン又は
炭素数6〜15個の単環又は多環アリーレン基を示す。
aは1〜3の整数を示す。xl. N2、N3は同一で
も相異していてもよく、ハロゲン原子、ヒドロキシ、カ
ルボキシ、オキシム、アミド、ウレイド、アごノ、アル
キル、アリール、アラルキル、アルコキシ、アリーロキ
シ、 ■ の直鎖、分校又は環状アルキル、炭素数6〜15個の単
環又は多環アリール、炭素数7〜15個のアラルキル、
炭素数1〜8個のアルコキシ、又は炭素数6〜10個の
アリーロキシ基を示す。但しN1、N2、N3のうち少
な(とも2つは、ハロゲン原子、ヒドロキシ、カルボキ
シ、オキシム、アミド、ウレイド、ア尖)、アルコキシ
又は了り一ロキシ基を示す。
本発明のシロキサンポリマーはオルトキノンジアジド基
を有する新規なシロキサンポリマーであり、活性光線の
照射によりオルトキノンジアジド基が分解し、カルボキ
シルル基を生成してアルカリ可溶性となる。
また本発明のシロキサンポリマーは、基本的に一般式(
■)又は(II)で表わされる化合物と、一般式(If
f)、(IV)又は(V)で表わされる化合物の熱付加
反応、シロキサン骨格形成の為の縮合反応、更にオルト
キノンシアシト基導入反応の3段階で合成することがで
きる。またその合成過程でレジスト性能上好ましくない
金属触媒(例え8 ばナトリウム、カリウム、マグネシウム化合物など)を
使用する必要がない。
以下に本発明の成分について詳細に説明する。
(シロキサンポリマー) 本発明のシロキサンポリマーは、一般弐N)又は(II
)で表わされるシリル基置換のジエン化合物と、一般式
(I[l)、(IV)又は(V)で表わされるフェノー
ル性OR,、N−ヒドロキシアミド、N−ヒドロキシア
ミド、又はアニリノ基を有するオレフィン又はアセチレ
ン化合物との環状熱付加生成物、所謂Diels−Al
der反応生成物(Vl)、(■)、(■)、(IX)
、(X)、又は(XI)から由来される構造を有するシ
ロキサンポリマーにオルトキノンジアジド基を導入した
ものである。
9 (VI) (■) (■) (IX) 0 (X)                (XI)(但
し、R1−R11、XI〜X3、Y、Aは、上記と同義
である。) 本発明のシロキサンポリマーの製造法としては、弐(1
)又は(II)の化合物を単独又は数種類配合し、加水
分解、あるいはアルコキシ化した後、縮合し、式(II
[)、(■)、又は(V)の化合物を熱付加させ、更に
1,2−ナフトキノン−2ジアジド−4−又は5−スル
ホニルハライドと反応させる方法と、先に式(I)又は
(II)の化合物と、式(III)、(■)、又は(V
)の化合物を1 熱付加させ、式(Vl)、(■)、(■)、(IX)、
(×)、又は(XI)の化合物を台底した後、各々単独
又は数種類混合の条件で、加水分解、あるいはアルコキ
シ化、その後縮合させ最後に1.2ナフトキノン−2−
ジアジド−4−又は5−スルホニルハライドと反応させ
る方法とがある。
またフェノール性0]1、N−ヒドロキシアミド、N−
ヒドロキシイくド、又はアニリノ基を有しないオレフィ
ン又はアセチレン化合物を式(I)、(■)、又は(V
)の化合物と共存させ、本発明のシロキサンポリマーの
構造中に導入することができる。
更に下記式(XI[)、(XI[l)、(XTV)、(
XV)又は(XVI)の1種又は2種以上を共存させ、
共縮合させることにより、性能の改善を図ることもでき
る。
これらの場合、式(Vl)、(■)、(■)、(IX)
、(X)又は(XI)の化合物から由来される構造単位
の含量は少なくとも1モル%、好ましくは5〜95モル
%、更に好ましくはlO〜80モ2 ル%である。
R i →X)3 (XTI) × i (XIII) 21 X −3i −R” i (XrV) R2゜ 22 ZS 式中はR 〜R22 24 〜R26 及びR28〜R29 3 は同一でも相異していても良く、水素原子、アルキル基
、置換アルキル基、アリール基、置換アリール基、アル
ケニル基、置換アルケニル基、アリル基、シリル基、置
換シリル基、シロキシ基、もしくは置換シロキシ基を示
す。具体的には、アルキル基としては直鎖、分枝または
環状のものであり、好ましくは炭素原子数が約1ないし
約lOのものである。具体的には、例えばメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル
基、デシル基、イソプロピル基、イソブチル基、Ler
t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル
基などが含まれる。また、置換アルキル基は、上記のよ
うなアルキル基に例えば塩素原子のようなハロゲン原子
、例えばメトキシ基のような炭素原子数1〜6個のアル
コキシ基、例えばフェニル基のようなアリール基、例え
ばフェノキシ基のようなアリールオキシ基などの置換し
たものが含まれ、具体的にはモノクロロメチル基、ジク
ロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、
2−クロロエチル基、2−ブロモエチ4 ル基、2−メ1〜キシエチル基、2−エトキシエチル基
、フェニルメチル基、ナフチルメチル基、フェノキシメ
チル基などが挙げられる。また、アリール基は単環ある
いは2環のものが好ましく、例えばフェニル基、α−ナ
フチル基、β−ナフチル基などが挙げられる。置換アリ
ール基は上記のようなアリール基に、例えばメチル基、
エチル基などの炭素原子数1〜6個のアルキル基、例え
ばメトキシ基、エトキシ基などの炭素原子数1〜6個の
アルコキシ基、例えば塩素電子などのハロゲン原子、ニ
トロ基、フェニル基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、ア
ミド基、イミド基、シアノ基などが置換したものが含ま
れ、具体的には4−クロロフェニル基、2−クロロフェ
ニル基、4−ブロモフェニル基、4−ニトロフェニル基
、4−ヒドロキシフェニル基、4−フェニルフェニル基
、4メチルフエニル基、2−メチルフェニル基、4エチ
ルフエニル基、4−メトキシフェニル基、2メl−キシ
フェニル基、4−エトキシフェニル基、2−カルボキシ
フェニル基、4−シアノフェニル5 基、4−メチル−1−ナフチル基、4−クロロ1−ナフ
チル基、5−ニトロ−1−ナフチル基、5−ヒドロキシ
−1−ナフチル基、6−クロロ2−ナフチル基、4−ブ
ロモ−2−ナフチル基、5−ヒドロキシ−2−ナフチル
基などがあげられる。アルケニル基ば例えばビニル基で
あり、置換アルケニル基は、ビニル基に例えばメチル基
のようなアルキル基、例えばフェニル基のようなアリー
ル基などの置換したものが含まれ、具体的には1−メチ
ルビニル基、2−メチルビニル基、12−ジメチルビニ
ル基、2−フェニルビニル基、2−(P−メチルフェニ
ル)ビニル基、2−(Pメトキシフェニル)ビニル基、
2−(p−’70ロフェニル)ビニル基、2−(O−ク
ロロフェニル)ビニル基などが挙げられる。シリル基、
置換シリル基としては例えばトリアルキルシリル基、ト
リアリールシリル基などのようなアルキル、アリール置
換シリル基であり、このようなアルキル、アリール基と
しては上記に示したものが挙げられる。また、シロキシ
基もしくは置換シロキシ基で6 ある場合には、下記に示すように、これらの基が隣接す
る構造単位のシロキシ基もしくは置換シロキシ基と結合
した構造、または、他の分子中のシロキシ基もしくは置
換シロキシ基と結合した構造などの二次元もしくは三次
元的構造のものであってもよい。
Si−〇−3i−0 0 Si−0−3i−0 R23、R27、及びR30は同一でも相異していても
良く、単結合、二価のアルキレン、置換アルキレン、ア
リーレン、又は置換アリーレン基を示す。
具体的には、アルキレン基としては、直鎖、分枝、環状
のもの、より好ましくは直鎖のものであり、好ましくは
炭素原子数が1〜lO個のものであって、例えばメチレ
ン、エチレン、ブチレン、オクチレンなとの多基が含ま
れる。置換アルキレン基は、上記アルキレン基に、例え
ば塩素原子の7 ようなハロゲン原子、炭素原子数1〜6個のアルコキシ
基、炭素原子数6〜10個のアリーロキシ基などが置換
されたものである。アリーレン基ば、好ましくは単環お
よび2環のものであって、例えばフェニレン基、ナフチ
レン基などが含まれる。
また置換アリーレン基は、上記のようなアリーレン基に
、例えばメチル基、エチル基などの炭素原子数1〜6個
のアルキル基、例えばメトキシ基、工1−キシ基などの
炭素原子数1〜6個のアルコキシ基、例えば塩素原子な
どのハロゲン原子などが置換したものが含まれる。具体
的にはクロロフェニレン基、ブロモフェニレン基、ニト
ロフェニレン基、フェニルフェニレン基、メチルフェニ
レン基、エチルフェニレン基、メトキシフェニレン基、
エチルフェニレン基、シアノフェニレン基、メチルナフ
チレン基、クロロナフチレン基、ブロモナフチレン基、
二)・ロナフチレン基などがあげられる。
χは加水分解可能な基であり、好ましくは塩素原子、臭
素原子などのハロゲン原子、メ1−キシ基、8 エトキシ基、プロポキシ基などのような炭素原子数1〜
10個のアルコキシ基、フェノキシ基などのような炭素
原子数6〜10個のアリーロキシ基、アセトキシ基など
のような炭素原子数1〜10個のカルボキシル基、メチ
ルアルドキシムなどのような炭素原子数1〜6個のオキ
シム基、更には、アミド基、ウレイド基、アミノ基など
が含まれる。
本発明のシロキサンポリマーは、一般式(1)又は(I
I)で表わされるジエン化合物と、一般式(In)、(
TV)又は(V)で表わされるオレフィン又はアセチレ
ン化合物との環状熱付加生成物から由来される構造単位
を少なくとも1モル%有するシロキサンポリマー1種又
は2種以上と、1゜2−ナフトキノン−2−ジアジド−
4−及び/又は5−スルホニルハライドを反応媒質中、
塩基性触媒存在下で反応させることにより台底される。
1.2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−及び/又は
5−スルホニルハライドの使用量は、フェノール性01
1. N−ヒドロキシアミド、N−ヒドロキシイミド、
又はアニリノ基の数によって適宜調9 整され、特に限定されるものではないが、通常、王記基
1当量に対して0.1〜1モルである。
塩基性触媒としては、例えばトリメチルアミン、トリエ
チルアミン、トリプロピルアミン、ピリジン、テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド等のアミン類、また場合
により水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム等の無機アルカリ類が用いられる。
これらの塩基性触媒の使用量は、1,2−ナフトキノン
−2−ジアジド類1モル当たり、通常、0.8〜2.0
モル、好ましくは1.0〜1.5モルである。
前記反応において、通常、反応媒質として、例えばアセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等
のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状
エーテル類、シクロペンクノン、シクロヘキサノン等の
環状ケトン類、NN−ジメチルホルムアミド、NN−ジ
メチルアセトアミド等のアミド類、T−プチロラク1−
ン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン等のエステル類、0 ピI:JすI−ン、N−メチルピロリドンまたは水が用
いられる。これらの反応媒質の使用量は、前記シロキサ
ンポリマー100重量部に対して、通常、100〜10
00重量部である。また、この反応の反応温度は、通常
、−30〜60°C1好ましくばO′C〜40’Cであ
る。
以下に、本発明に使用されるシロキサンポリマの具体例
を示す。
2 3 GO−N−0−D 35 CO−N−0−D 6 7 \O−D 8 (45) 49 へ 1 化合物例中りは水素原子又は、1.2−ナフトキノン−
2−ジアジド−4=又は5−スルホニル基を示す。ここ
でDとして水素原子と1,2−ナフトキノン−2−ジア
ジド−4=又は5−スルホニル基が共存してもよい。但
し、D含有構造単位に対し、小なくとも5モル%はDが
1.2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−又は5−ス
ルホニル基の構造である。
またnは1以」二の整数を示し、x、y、及びZはO又
は1以上の整数を示す。
本発明のシロキサンポリマーの分子量は縮合条件を変え
ることで、任意に変化させることができるが、好ましい
分子量としては、重量平均で500以上、更に好ましく
は1,000〜500,000である。
これらのシロキサンポリマーの添加量は、全組成物の固
形分に対し5〜100wt%が適当であり、好ましくは
20〜95wt%、更に好ましくは30〜90wt%で
ある。
(アルカリ可溶性ポリマー) 本発明のポジ型感光性組成物は、本質的に木兄へ っ 明のシロキサンポリマーのみで使用できるが、更にアル
カリ可溶性ポリマーを添加して使用してもよい。
このようなアルカリ可溶性ポリマーは、好ましくはフェ
ノール性水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基、イミド
基、スルホンアミド基、N−スルホニルアミド基、N−
スルホニルウレタン基、活性メチレン基等のpKa 1
1以下の酸性水素原子を有するポリマーである。好適な
アルカリ可溶性ポリマーとしては、ノボラック型フェノ
ール樹脂、F、 (+ 的にはフェノールホルムアルデ
ヒド’M脂、0−1レゾール−ホルムアルデヒド樹脂、
m−クレゾールホルムアルデヒド樹脂、p−クレゾール
ホルムアルデヒド樹脂、キシレノール−ホルムアルデヒ
ド樹脂、またこれらの共縮合物などがある。
更に特開昭50−125806号公報に記されている様
に上記のようなフェノール樹脂と共に、t−ブチルフェ
ノールホルムアルデヒド樹脂のような炭素数3〜8のア
ルキル基で置換されたフェノールまたはクレゾールとホ
ルムアルデヒドとの縮合物とを3 併用してもよい。またN−(4−ヒドロキシフェニル)
メタクリルアミドのようなフェノール性ヒトlコキシ基
含有モノマーを共重合成分とするポリマー、p−ヒドロ
キシスチレン、O−ヒドロキンスチレン、m−イソプロ
ペニルフェノール、pイソプロペニルフェノール等の単
独又は共重合のポリマー、更にまたこれらのポリマーを
部分エーテル化、部分エステル化したポリマーも使用で
きる。
更に、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボギシル基含
有七ツマ−を共重合成分とするポリマー特開昭61−2
67042号公報記載のカルボキシル基含有ポリビニル
アセクール樹脂、特開昭63−124047号公報記載
のカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂も好適に使用さ
れる。
更にまた、N−(4−スルファモイルフェニル)メタク
リルア旦ド、N−フェニルスルホニルメタクリルアミド
、マレイごドを共重合成分とするポリマー、特開昭63
−127237号公報記載の活性メチレン基含有ポリマ
ーも使用できる。
4 これらのアルカリ可溶性ポリマーば単一で使用できるが
、数種の混合物として使用してもよい。
感光性組成物中の好ましい添加量は、感光性組成物全固
形分に対し、l0〜90wt%、更に好ましくは30〜
80wt%の範囲である。
(その他の好ましい成分) 本発明のポジ型感光性組成物には必要に応して、更に染
料、顔料、可塑剤及び光分解効率を増大させる化合物(
所謂増感剤)などを含有させることができる。
また着色剤として染料を用いることができるが、好適な
染料としては油溶性染料及び塩基性染料がある。具体的
には、オイルイエロー#101、オイルイエロー#13
0、オイルピンク#312、オイルグリーンBC、オイ
ルブルーBO3、オイルフルー#603、オイルブラン
クBY、オイルブラックBS、オイルブランクT−50
5(以上、オリエント化学工業株式会社製)クリスクル
ハイオレット(CI42555Lメチルバイオレツト(
C142535)、l:l−ダi 7 B (CI45
170B)、5 マラカイ(・グリーン(CI/12000)、メチレン
ブルー(CI52015)などをあげることができる。
本発明の組成物中には、更に感度を高めるために環状酸
無水物、露光後直ちに可視像を得るための焼出し剤、そ
の他のフィラーなどを加えることができる。環状酸無水
物としては米国特許第4、115.128号明細書に記
載されているように無水フクル酸、テトラヒドロ無水フ
タル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3.6−ニンドオ
キシーΔ4テトラヒドロ無水フクル酸、テトラクロル無
水フタル酸、無水マレイン酸、クロル無水マレイン酸、
α−フェニル無水マレイン酸、無水コハク酸、ピロメリ
ット酸等がある。これらの環状酸無水物を全組成物中の
固形分に対して1から15重量%含有させることによっ
て感度を最大3倍程度に高めることができる。露光後直
ちに可視像を得るための焼出し剤としては露光によって
酸を放出する感光性化合物と塩を形威し得る有機染料の
組合せを代表として挙げることができる。具体的には特
6 開閉50−36209号公報、特開昭53−8128号
公報に記載されているO−ナフトキノンジアジド−4−
スルホン酸ハロゲニドと塩形成性有機染料の組合せや特
開昭53−36223号公報、特開昭54−74728
号公報に記載されているトリハロメチル化合物と塩形成
性有機染料の組合せを挙げることができる。
(溶 媒) 本発明のポジ型感光性組成物を、平版印刷版用の材料と
して使用する場合は上記各成分を溶解する溶媒に溶かし
て支持体上に塗布する。また半導体等のレジスト材料用
としては、溶媒に溶解したままで使用する。ここで使用
する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキ
サノン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール
、プロパツール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、■−メトキシー2−プロパツール、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテ−
1・、2−エトキシエチルアセテート、1−メトキシ−
2−プロピルアセテート、ジメトキシエタン、乳酸メチ
ル、乳酸エチル、N、N−7 ジメチルアセトアミド、NN−ジメチルホルムアミド、
テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、ジメチル
スルホキシド、スルホラン、γブチロラクトン、トルエ
ン、酢酸エチルなどがあり、これらの溶媒を単独あるい
は混合して使用する。そして上記成分中の濃度(添加物
を含む全固形分)は、2〜50重量%である。また、塗
布して使用する場合塗布量は用途により異なるが、例え
ば感光性平版印刷版についていえば一般的に固形分とし
て0.5〜3.0g/n(が好ましい。塗布量が少くな
るにつれて感光性は大になるが、感光膜の物性は低下す
る。
(平版印刷版等の製造) 本発明のポジ形感光性組成物を用いて平版印刷版を製造
する場合、その支持体としては、例えば、紙、プラスチ
ックス(例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレンなど)がラミネートされた紙、例えばアル短ニウ
ム(アルミニウム合金も含む。)、亜鉛、銅などのよう
な金属の板、例エハ二酢酸セルロース、三酢酸セルロー
ス、プロ8 ピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸醋酸セルロ
ース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレー1−
、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネ−1−、ポリビニルアセタールなどのようなプ
ラスチックのフィルム、上記の如き金属がうごネート、
もしくは蒸着された紙もしくはプラスチックフィルムな
どが含まれる。
これらの支持体のうち、アルミニウム板は寸度的に著し
く安定であり、しかも安価であるので特に好ましい。更
に、特公昭48−18327号公報に記されているよう
なポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウ
ムシートが結合された複合体シートも好ましい。アルミ
ニウム板の表面はワイヤブラシダレイニング、研磨粒子
のスラリーを注ぎながらナイロンブラシで粗面化するブ
ラシダレイニング、ボールグレイニング、?容体ホーニ
ングによるグレイニング、ハフグレイニング等の機械的
方法、HFやAlCl2.3、HCffiをエッチャン
トとするケミカルグレイニング、硝酸又は塩酸を電解液
とする電解グレイニングやこれらの粗面化法を複9 合させて行なった複合グレイニングによって表面を砂目
立てした後、必要に応して酸又はアルカリによりエツチ
ング処理され、引続き硫酸、リン酸、蓚酸、ホウ酸、ク
ロム酸、スルファごン酸またはこれらの混酸中で直流又
は交流電源にて陽極酸化を行いアルミニウム表面に強固
な不動態皮膜を設6:lたものが好ましい。この様な不
動態皮膜自体でアルミニウム表面は親水化されてしまう
が、更に必要に応じて米国特許第2,714,066号
明細書や米国特許第3.18L461号明細書に記載さ
れている珪酸塩処理(ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウ
ム)、米国特許第2.946,638号明細書に記載さ
れている弗化ジルコニウム酸カリウム処理、米国特許第
3.201,247号明細書に記載されているホスホモ
リブデート処理、英国特許筒L108,559号明細書
に記載されているアルキルチタネート処理、独国特許第
1,091,433号明細書に記載されているポリアク
リル酸処理、独国特許第1,134,093号明細書や
英国特許筒1,230,447号明細書に記載されてい
るポリビニルホスホン酸処理、特公昭44−6409号
公0 報に記載されているホスホン酸処理、米国特許第3.3
07,951号明細書に記載されているフィチン酸処理
、特開昭58−16893号や特開昭58−18291
号の各公報に記載されている親水性有機高分子化合物と
2価の金属よりなる複合処理、特開昭59−10165
1号公報に記載されているスルホン酸基を有する水溶性
重合体の下塗によって親水化処理を行ったものは特に好
ましい。その他の親水化処理方法としては米国特許第3
,658,662号明細書に記載されているシリケート
電着をもあげることが出来る。
また砂目立て処理、陽極酸化後、封孔処理を施したもの
も好ましい。かかる封孔処理は熱水及び無機塩又は有機
塩を含む熱水溶液への浸漬並びに水蒸気浴などによって
行われる。
(活性 線又は放射線) 本発明に用いられる活性光線の光源としては例えば、水
銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカ
ルランプ、カーボンアーク灯などがある。放射線として
は電子線、X線、イオンビーム、遠紫外線などがある。
好ましくはフォトレ1 シスト用の光源として、g線、i線、Deep−U V
光が使用される。また高密度エネルギービーム(レーザ
ービーム又は電子線)による走査露光も本発明に使用す
ることができる。このようなレーザービームとしてはヘ
リウム・ネオンレーザ−アルゴンレーザー、クリプトン
イオンレーザ−ヘリウム・カドごラムレーザー、KrF
エキシマレーザ−などが挙げられる。
(現像液) 本発明のポジ形感光性組成物に対する現像液としては、
珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウム、第三リン酸ナトリウム
、第ニリン酸ナトリウム、第三リン酸アンモニウム、第
ニリン酸アンモニウム、メタ珪酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、アンモニア水などのような無機アルカリ剤及
びテトラアルキルアンモニウムOH塩などのような有機
アルカリ剤の水溶液が適当であり、それらの濃度が0.
1〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%になるよ
う添加される。
2 また、該アルカリ性水溶液には、必要に応し界面活性剤
やアルコールなどのような有機溶媒を加えることもでき
る。
〔実施例〕
以下、本発明を合成例、実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明の内容がこれにより限定されるものではな
い。
合成例1. 化合物例(30)の合成 2−(トリメトキシシリルl−1,3−ブタジェン8.
7g(0,05モル)、N−ヒドロキシマレイミド5.
7g(0,05モル)をジオキサン100m乏に溶解し
、100 ’Cで1時間加熱撹拌した。
室温まで冷却した後、トリメトキシフェニルシラン9.
9g(0,05モル)を添加した。更に蒸留水10mj
2と濃塩酸0.1 gを加え30分間撹拌した。
その後、溶媒のジオキサンを加熱、濃縮した。濃縮物を
水1E中に撹拌しながら投入し、析出した固体を真空下
乾燥した。褐色がかった白色樹脂18、2 gを得た。
NMRにより、この樹脂が化合物例(30)(D=H)
であることを確認した。
3 この樹脂をT−ブチロラクトン]、00mffに再度溶
解し、1.2−ナフトキノン−2−ジアジ]。
5−スルホニルクロリド1.3.4 g (0,050
モル)を添加した。この溶液にトリエチルアごン5.1
.g(0,050モル)を20分間かりて滴下した。そ
の復水15+ni!、を加え、更にトリエチルア旦ンを
滴下しながら反応溶液のpHを約6.5に調整した。こ
の反応混合物を水3乏中に撹拌しながら投入した。析出
した樹脂を真空下乾燥した結果、黄色樹脂〔化合物例(
30)(D=1.2−ナフトギノンー2−ジアジド−5
−スルホニル基)]26、5 gを得た。
ゲルパーミェーションクロマトクラフィー(GPC)に
より分子量を測定したところ重量平均(ポリスチレン標
準)で4.800であった。
合成例2.化合物例(32)の台底 合成例1のN−ヒドロキシマレイミドの代わりにN−ヒ
ドロキシ−N−メチルアクリルアミド5.1g(0,0
50モル)を用い、合成例1と同様にして反応、後処理
を行なった。黄色樹脂24.84 gを得た。GPCにより分子量を測定したところ重量平
均(ポリスチレン標準)で3,800であった。
合成例3. 化合物例(34)の合戊 合成例1のN−ヒドロキシマレイミドの代わりに、N−
(p−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド8.2g(
0,050モル)を用い、合成例1と同様にして反応、
後処理を行なった。黄色樹脂29、2 gを得た。GP
Cにより分子量を測定したところ、重量平均(ポリスチ
レン標$)で5,500であった。
実施例1〜6 厚さ0.24 mmの2Sアル旦ニウム板を80°Cに
保った第3燐酸ナトリウムの10%水溶液に3分間浸漬
して脱脂し、ナイロンブラシで砂目立てした後アルミン
酸ナトリウムで約10分間エツチングして、硫酸水素す
トリウム3%水溶液でデスマント処理を行った。このア
ルミニウム板を20%硫酸中で電流密度2A/dボにお
いて2分間陽極酸化を行いアルミニウム板を作成した。
5 次に下記感光液(A)の本発明のシロキサンポリマーの
種類を変えて、6種類の感光液(A、)1〜(A)−6
を調製し、この感光液を陽極酸化されたアルミニウム板
の上に塗布し、LOOoCで2分間乾燥して、それぞれ
の感光性平版印刷版(A)−1〜(A’l−6を作成し
た。このときの塗布量は全て乾燥重量で1.5g/rd
であった。
また感光液(A)−1〜(A:l−6に用いた本発明の
シロキサンポリマーは第1表に示す。
感光液(、A) 感光性平版印刷版[:A)−1〜[:A)−6の感光層
上に濃度差0.15のグレースケールを密着させ、2k
wの高圧水銀灯で50cmの距離から1分6 間露光を行った。露光した感光性平版印刷版CA)1〜
(A)−6及び〔B〕をDP−4(商品名:富士写真フ
ィルム01製)の8倍希釈水溶液で25°Cにおいて6
0秒間浸漬現像したところ、鮮明な緑色のポジ画像が得
られた。
なお、使用した本発明の有機ポリシロキサン化合物の分
子量は、重量平均(cpc、ポリスチレン標準)で何れ
も3.000〜7,000であった。
また使用した化合物例(30)、(32)、(34)、
及び(44)のシロキザンボリマー中のフェノール性O
H,、N−ヒドロキシアミIJ又はN−ヒドロキシイミ
ド基含有シロキサン由来の構造単位の含量は何れも原料
仕込み量で50モル%であった。
7 第 表 シリコンウェハー上に実施例1〜6の感光液1:A)−
1〜〔A)−6からオイルブルー#603のみを除去し
た感光液(B)−1〜CB)−6をスピナーで塗布し、
ホットプレート上で90°Cにおいて2分間、乾燥させ
た。膜厚は1.0μmであった。
次に436nmの単色光の縮小投影露光装置(ステッパ
ー)により露光し、テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキシドの2.4%水溶液で60秒間現像することによ
りレジストパターンを形成させ8 た。その結果、0.8μmのライン&スペースの良好な
パターンが得られた。
実施例13〜14 シリコンウェハー上に、ノボラック系市販レジス1〜H
PR−204(富士ハントケミカル■製)をスピナーで
塗布し、220°Cで1時間乾燥させて下層を形成した
。下層の膜厚は2.0μmであった。
その上に下記感光液(C3をスピナーで塗布し、ホット
プレート上で90°Cにおいて2分間乾燥させ、厚さ0
.5μmの塗膜を形成させた。
感光液〔C〕 なお使用した本発明のシロキザンボリマーは化合物例(
30)及び(34)のシロキザンポリマーであり、分子
量は重量平均(cpc、ポリスチレン標準)で各々4.
800.5,500であった。
またシロキザンボリマー中のN−ヒドロキシアミ9 ド、又はフェノール性0)1.1含有シロキサン由来の
構造単位の含量は何れも50モル%であった。
実施例7〜12と同様に露光、現像を行なったところ、
0.8μmのライン&スペースの良好なパターンが得ら
れた。次いで平行平板型リアクティブイオンエツチング
装置を用いて02ガス圧20ミリTorr RFパワー
200mW/c+Hの条件下で20分間エツチングする
と上層のレジストパターンは完全に下層のHPR−20
4に転写され、上下2層から戒る高いアスペクト比のレ
ジストパターンを得ることができた。
即ち本レジストが2層レジスト法の」二層レジストとし
て使用できることが確認された。
〔発明の効果〕
本発明の感光性組成物は、皮膜形成性、溶剤に対する溶
解性、酸素プラズマ耐性に優れており、アルカリ現像可
能であり、製造も容易である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式( I )又は(II)で表わされるジエ
    ン化合物と、一般式(III)、(IV)又は(V)で表わ
    されるフェノール性OH、N−ヒドロキシアミド、N−
    ヒドロキシイミド又はアニリノ基を有するオレフィン又
    はアセチレン化合物との環状熱付加生成物から由来され
    る構造単位を少なくとも1モル%有するシロキサンポリ
    マーに、1、2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−又
    は5−スルホニルハライドを反応させて得られた縮合生
    成物を含有することを特徴とするポジ型感光性組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
    等があります▼ ( I )(II) ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
    等があります▼ (III)(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(V) 式中R^1〜R^5は同一でも相異していてもよく、水
    素原子、アルキル、アリール、又はアルコキシ基を示し
    、R^6〜R^9は同一でも相異していてもよく、水素
    原子、ハロゲン原子、シアノ、カルボニル、アルキル、
    アリール、アルコキシ基、−SO_2−R^1^2、−
    SO_3−R^1^2、−CO−R^1^2、−CO−
    NH−R^1^2、−COO−R^1^2、又は−Y−
    Aを示し、R^1^2はアルキル、又はアリール基を示
    す。R^1^0、R^1^1は水素原子、アルキル又は
    アリール基を示す。Yは単結合、二価の芳香族又は脂肪
    族炭化水素基を示し、Aは−OH、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
    又は ▲数式、化学式、表等があります▼を示す。R^1^3
    〜R^1^4は同一でも相異していてもよく、水素原子
    、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アルキル、アリール
    、アルコキシ基、−CO−R^1^5、−COO−R^
    1^5、−O−CO−R^1^5、−NHCO−R^1
    ^5、−CONH−R^1^5、−NHCONH−R^
    1^5、−NHCOO−R^1^5、又は−OCONH
    −R^1^5を示す。R^1^5はアルキル又はアリー
    ル基を示し、Bは二価のアルキレン又はアリーレン基を
    示す。aは1〜3の整数を示す。 X^1、X^2、X^3は同一でも相異していてもよく
    、ハロゲン原子、ヒドロキシ、カルボキシ、オキシム、
    アミド、ウレイド、アミノ、アルキル、アリール、アラ
    ルキル、アルコキシ、アリーロキシ、▲数式、化学式、
    表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼基を示す。但し、X
    ^1、X^2、 X^3のうち少なくとも2つはハロゲン原子、ヒドロキ
    シ、カルボキシ、オキシム、アミド、ウレイド、アミノ
    、アルコキシ又はアリーロキシ基を示す。またR^6〜
    R^8及びYの2つ、又はR^1^0〜R^1^1が結
    合して環を形成してもよい。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017481A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Toray Ind Inc 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子
JP2008185672A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Toray Ind Inc 感光性シロキサン組成物、それから形成された硬化膜、および硬化膜を有する素子

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